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1、基于LabVIEW的微動(dòng)按鈕開關(guān)性能測(cè)試系統(tǒng)的研制第一章概述LabVIEW是目前國(guó)際上唯一的基于數(shù)據(jù)流的圖形編譯環(huán)境，具有靈活易用的優(yōu)點(diǎn)，它把復(fù)雜、費(fèi)時(shí)的語(yǔ)言編程簡(jiǎn)化成用簡(jiǎn)單的具有選擇功能的圖標(biāo)加連線方法的圖形編程方式，所提供的逼真而形象的儀器面板庫(kù)，使得科研和工程技術(shù)人員從大量的界面編程中解放出來(lái)，從而可以專心于后續(xù)數(shù)據(jù)分析的編程，這大大提高了工作效率，減輕了的工作量，因此，LabVIEW是一種優(yōu)秀的面向工程應(yīng)用的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)“，。1．2本系統(tǒng)簡(jiǎn)介開關(guān)的電氣性能方面的測(cè)試主要有導(dǎo)通電阻、開路電阻、彈跳時(shí)間等。這些
2、方面的測(cè)試技術(shù)均已經(jīng)相對(duì)成熟，同時(shí)市場(chǎng)上也有專門的儀器可以實(shí)現(xiàn)這些功能的測(cè)試。但目前對(duì)于開關(guān)機(jī)械性能的測(cè)試，特別是電、機(jī)聯(lián)合性能的測(cè)試設(shè)備還比較少，通常采用的是人工的壓力測(cè)試，即使用壓力表測(cè)試按鈕開關(guān)在下按行程中的變化壓力，然后通過(guò)人工記錄或串口通信來(lái)讀取壓力表的數(shù)值。但使用這種方法效率較低，“位移一壓力"同步測(cè)試能力相對(duì)較差，只能測(cè)試到開關(guān)全程范圍內(nèi)少量的讀值。本系統(tǒng)采用NI公司數(shù)據(jù)采集卡n們(DAQCard)和馬達(dá)運(yùn)動(dòng)控制卡乜∞(MotionControlCard)，通過(guò)LabVIEW編程來(lái)控制馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)和壓力傳感器數(shù)
3、據(jù)的采集。它實(shí)時(shí)地記錄了開關(guān)的壓力和下壓的行程過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算得到所有的壓力、位移和彈跳等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還可以自動(dòng)調(diào)用不同的測(cè)試規(guī)格文檔對(duì)產(chǎn)品的好壞進(jìn)行自動(dòng)判斷，從而大大地減少了人為誤差和測(cè)試時(shí)間。該系統(tǒng)同時(shí)測(cè)量開關(guān)的導(dǎo)通電阻和開路電阻。1．3本文工作內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)1．3．1本文工作內(nèi)容1．需求分析根據(jù)系統(tǒng)需要達(dá)到的參數(shù)規(guī)格，完成系統(tǒng)的軟硬件總體上的設(shè)計(jì)。2基于LabVIEW的微動(dòng)按鈕開關(guān)性能測(cè)試系統(tǒng)的研制第一章概述2．硬件設(shè)計(jì)(1)決定系統(tǒng)測(cè)試結(jié)構(gòu)，對(duì)本項(xiàng)目中所要用到的控制元件、傳感器、數(shù)據(jù)采集元件進(jìn)行調(diào)研、選型；(2)確定
4、數(shù)據(jù)采集卡和馬達(dá)運(yùn)動(dòng)控制卡的最佳工作方式；(3)設(shè)計(jì)電路原理圖；(4)設(shè)計(jì)電路板并交于廠家制作；(5)焊接、測(cè)試電路板；(6)搭建整個(gè)硬件系統(tǒng)。3．軟件設(shè)計(jì)(1)編制、調(diào)試馬達(dá)控制的子程序；(2)編制、調(diào)試數(shù)據(jù)采集的子程序；(3)編制、調(diào)試總控制程序；(4)系統(tǒng)的整體硬件、軟件調(diào)試。4．后續(xù)工作(1)編寫各種中英文文檔；(2)由公司品管部門認(rèn)證設(shè)備；(3)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。1．3．2本文結(jié)構(gòu)第一章介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景，給出了設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容。第二章簡(jiǎn)述了與系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。第三章詳細(xì)講述了硬件的選型、系統(tǒng)硬件的整體
5、設(shè)計(jì)包括測(cè)試電路板的設(shè)計(jì)、馬達(dá)運(yùn)動(dòng)控制卡及其保護(hù)電路的設(shè)計(jì)測(cè)試和數(shù)據(jù)采集卡的接口等。第四章闡述了在硬件基礎(chǔ)上的軟件的設(shè)計(jì)，包括一些判別模塊的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置文件的定義和測(cè)試規(guī)格文件的定義等。第五章講述了該壓力測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試情況以及在測(cè)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法，并給出了在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)過(guò)程中的一些心得體會(huì)。第六章對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié)，并提出一些尚待改進(jìn)的問(wèn)題。基于LabVIEW的微動(dòng)按鈕開關(guān)性能測(cè)試系統(tǒng)的研制第二章相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)概要在設(shè)計(jì)該壓力測(cè)試系統(tǒng)之前，先對(duì)一些必要的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行介紹。本章主要就運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的原理和控制
6、方法、電阻測(cè)量方法和NationalInstrument公司的軟硬件作了一些簡(jiǎn)要說(shuō)明。2．1伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的原理及其控制伺服機(jī)構(gòu)在由指令部件輸入目標(biāo)值(位置，速度等)時(shí)，就能檢測(cè)當(dāng)前值(位置，速度等)，并與目標(biāo)值相比較，經(jīng)常進(jìn)行著使其差值變小的控制n3。如圖2—1伺服運(yùn)動(dòng)方框簡(jiǎn)圖。一般由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)放大器和檢測(cè)器組成。本節(jié)首先簡(jiǎn)要介紹一下伺服機(jī)構(gòu)的工作原理。圖2-1伺服運(yùn)動(dòng)方框簡(jiǎn)圖2．1．1伺服馬達(dá)的工作原理在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，伺服電動(dòng)機(jī)用來(lái)驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象，它的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速受信號(hào)電壓控制。當(dāng)信號(hào)電壓的大小和極性(或相位)發(fā)生
7、變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒎浅ｌ`敏和準(zhǔn)確地跟著變化H3。伺服電機(jī)分為交流和直流兩種。交流伺服電動(dòng)機(jī)就是兩相異步電動(dòng)機(jī)嵋1。它的定子上裝有兩繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞組，另一個(gè)是控制繞組。它們?cè)诳臻g上相隔90。。勵(lì)磁繞組1與電容串聯(lián)后接到4蘭叟∑型型堊!堂墮型墮塑堅(jiān)塑笪塑望燮塑翌塑j笙'l三翌塑J叁莖型塑望塑蔓————-—_—_-———_—-————--————_^—_—_——-———-—__———，—————-————————一一。一十。Ilj＼坐H圳^Hp、’『嘰)(交流電源上，其電壓為D1。控制繞組2常接在電子放大器的輸
8、出端，控制電壓即為放大器的輸出電壓也。勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容器的目的，是為了分相而產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。而控制電壓與電源電壓有關(guān)，兩者頻率相等，相位相同或相反。因此，心】和也也是頻率相等，相位差基本上也是gO。兩個(gè)繞組中產(chǎn)生的電流il和i2的相位差也應(yīng)接近于gO。這樣，就和單相異步電動(dòng)機(jī)電容分相啟動(dòng)的情況相似。在
