虚拟仪器检测论文.docx
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1、第 1 页 虚拟仪器检测论文 特征码 FgYfrcNzxsQTQSVnIfYM 1硬件构成 检测系统主要由信号接口及虚拟仪器两部分构成(图 1)。 待测信号由控制机柜上的接口引出,通过信号选择、调理之后 送入工控机,由数据采集卡进行数据采集,并最终由数据处理 软件进行分析、显示、存储等。步进电机系统由脉冲控制器、 驱动电路和步进电机等几部分构成,根据不同的检测要求如常 规检测、实时监控和故障诊断等,需要对脉冲控制器的输出、 驱动电路的输出以及电机绕组的信号分别进行检测。为更有效 的利用采集卡的硬件资源以及计算机的数据处理能力,在接口 部分设置了信号选择电路,负责把需要检测的信号送入后续系 统。
2、接口电路结构如图 2所示,通过两个选择开关的不同组合, 分别实现从驱动板输入级引出脉冲控制器信号、从驱动板输出 级引出驱动电路信号、从电机回路引出步进电机绕组电流信号。 信号调理电路采用运算放大器对取样电阻两端的信号进行 第 2 页 差分运算,得到电压、电流信号并以单端方式输出至数据采集 卡。步进电机常采用方波电压驱动,从其频谱构成来看包含一 定的高频成分,属于有突变的大幅值信号,故选用 LM318高速 宽带运算放大器,其增益带宽为 15MHz,转换速率为 70V/s。 为进一步提高待测信号的信噪比,减小软件数据处理的难度以 及减少运算量,在 LM318的电源部分加入了 2个 1000F 的电
3、 解电容退耦合,在其输出端加入了 0.2F 的瓷片电容以滤除高 频噪声。 虚拟仪器的硬件采用基于 PCI总线技术的 DAQ数据采集系 统,选用的 PCI-6071E数据采集卡可实现对 32个步进电机及其 驱动电路和脉冲控制器的多路并行检测。 2软件设计 根据模块化的编程思想,检测程序(图 3)的结构自上而下 分为主程序层、逻辑层、驱动层。主程序层由用户界面和测试 执行部分构成,逻辑层负责逻辑关系的验证以及相关决策的制 定,驱动层负责与仪器、被测设备以及其他应用程序之间的通 信。软件的开发平台为 NI公司的 LabVIEW。检测程序的主要任 务为多通道的数据采集、分析和存储,因此程序的优化及运行
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