生絲纇結的電子檢測實用教案

1、主要(zhyo)內(nèi)容1.背景介紹2.纇結檢驗的硬件設計3.纇結檢驗的軟件設計4.實驗測試5.結論第1頁/共28頁第一頁，共28頁。背景(bijng)介紹決定生絲品質的主要檢測指標纖度偏差纖度最大偏差清潔潔凈勻II度目前，清潔(qngji)和潔凈兩項指標還主要依靠人眼目光評定。清潔(qngji)和潔凈是指絲條上大中纇結和小纇的多少，這兩項指標直接關系到生絲等級的評定。第2頁/共28頁第二頁，共28頁。背景(bijng)介紹傳統(tǒng)黑板檢驗的缺點1.屬于感官檢驗方式，受檢驗人員經(jīng)驗、情緒等因素的影響2.感官檢驗存在最小辨別度現(xiàn)象，往往難以區(qū)分潔凈相近的絲條3.視覺的馬赫帶效應會造成生絲等級評定可信度降

2、低 鑒于黑板檢驗存在這些缺點，一些國家開展了對生絲電子檢測方法的研究(ynji)。 本世紀初，我國也重啟了對生絲電子檢驗的研究(ynji)工作。 第3頁/共28頁第三頁，共28頁。背景(bijng)介紹國內(nèi)外生絲電子檢測方法1.把絲卷繞到黑板上，利用圖像技術進行分析2.讓絲條運動著通過檢測部件，將質量或直徑轉化為電信號黑板靜態(tài)(jngti)檢測單絲條動態(tài)(dngti)檢測第4頁/共28頁第四頁，共28頁。背景(bijng)介紹黑板靜態(tài)檢測生絲勻度自動檢測儀生絲勻度清潔、潔凈檢測儀計算機圖像檢測單絲條運動檢測烏斯特纖度儀生絲纖度、勻度及纇結同時檢測系統(tǒng)五根絲條的電子生絲檢驗裝置第5頁/共28頁第

3、五頁，共28頁。背景(bijng)介紹 生絲勻度自動檢測儀速度太慢，實用性差。 生絲勻度清潔、潔凈檢測儀與黑板檢驗兼容性差，速度慢，建立樣本庫費時費力。 計算機圖像檢測要求CCD分辨率高，數(shù)字圖像采集(cij)和處理速度快，設計算法比較復雜。本研究室自主(zzh)研發(fā)的生絲纖度儀屬于單絲條運動檢測，它相對于其他單絲條運動檢測儀器而言，具有更高的采樣率，整個系統(tǒng)結合美國國家儀器公司(NI)的CompactRIO，能夠做到快速、準確的進行生絲纇結信息的采集。第6頁/共28頁第六頁，共28頁。纇結檢測(jin c)的硬件和軟件硬件部分 傳感器 NI-DAQ CompactRIO軟件部分 LabVIE

4、W 進行數(shù)據(jù)采集所用程序第7頁/共28頁第七頁，共28頁。硬件(yn jin)部分傳感器系統(tǒng)(xtng)所用傳感器示意圖 該儀器采用調制的紅外光源，通過分導光纖將紅外發(fā)射光一分為二準確定位傳導至光敏管上，以其中一個為基準，讓絲條通過另一個光敏管和光纖之間的光路，這樣絲條直徑的大小(dxio)變化就被差動放大器精確放大，在經(jīng)指數(shù)放大后輸出至數(shù)據(jù)采集設備。第8頁/共28頁第八頁，共28頁。硬件(yn jin)部分傳感器 傳感器實物圖第9頁/共28頁第九頁，共28頁。硬件(yn jin)部分NI-DAQ采樣頻率：200kS/s16路模擬輸入2路模擬輸出8條數(shù)字I/O線兩個計數(shù)器 配套設備為CB-68

5、LP接線板，將傳感器的通道線連接至接線板，可以(ky)把信號傳輸至計算機，并通過LabVIEW軟件進行分析，將結果以波形圖或表格形式顯示出來。第10頁/共28頁第十頁，共28頁。硬件(yn jin)部分CompactRIO實時處理器 用戶界面(yn h ji min)與數(shù)據(jù)通信 內(nèi)置網(wǎng)頁服務器可重新配置的FPGA 面向高速控制的嵌入式FPGA 可定制的定時、觸發(fā)(chf)和處理流程LabVIEW圖形化編程 實時處理器編程 FPGA編程第11頁/共28頁第十一頁，共28頁。硬件(yn jin)部分CompactRIO左側(zu c)部分實時控制器，它內(nèi)置了200MHz級的奔騰級處理器，可以確保L

6、abVIEW程序的順利進行。控制器可以(ky)通過面板上的10/100Mb/s以太網(wǎng)口與PC機進行通信。實時處理器還包括9到35V電源輸入，LED狀態(tài)指示燈、一個實時時鐘等。右側為可重新配置機箱，是CompactRIO的核心，機箱底座下面是FPGA。它是一種由許多帶配置的邏輯門組成的芯片，可以根據(jù)需要進行反復配置。第12頁/共28頁第十二頁，共28頁。軟件(run jin)部分LabVIEW LabVIEW是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)的簡稱，是美國NI公司的創(chuàng)新產(chǎn)品。 LabVIEW采用圖形化

7、編程方式，用它編寫的程序稱為虛擬儀器VI，因為它的界面和功能與真實(zhnsh)儀器非常相似。 LabVIEW主要面向數(shù)據(jù)采集、儀器控制、數(shù)據(jù)分析、動態(tài)顯示等。第13頁/共28頁第十三頁，共28頁。軟件(run jin)部分LabVIEW這里(zhl)顯示電壓值波形圖選擇通道和接線(ji xin)端配置采用LabVIEW編寫的數(shù)據(jù)采集程序的前面板第14頁/共28頁第十四頁，共28頁。軟件(run jin)部分LabVIEW所用(su yn)程序框圖(部分)第15頁/共28頁第十五頁，共28頁。軟件(run jin)部分2006年國際絲綢(schu)論壇提出的纇結分類標準第16頁/共28頁第十六

8、頁，共28頁。實驗(shyn)測試如圖為FX0101型精密絡絲機，卷繞速度(sd)設定為400m/min。第17頁/共28頁第十七頁，共28頁。實驗(shyn)測試為了使纖度儀很好的固定在絡絲機上，在絡絲機下部打孔，將纖度儀的屏蔽盒用螺絲安裝(nzhung)在絡絲機背面。測試時，采用(ciyng)NI-DAQ和CompactRIO同時進行測量。第18頁/共28頁第十八頁，共28頁。系統(tǒng)(xtng)穩(wěn)定性測試 為了使測得的數(shù)據(jù)準確，并且具有(jyu)可重復性，在進行數(shù)據(jù)采集之前，必須對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性測試。主要包括：零點穩(wěn)定性測試和信號穩(wěn)定性測試。第19頁/共28頁第十九頁，共28頁。數(shù)據(jù)(shj

9、)采集結果采用(ciyng)NI-DAQ結合PC進行測量的結果疵點(c din)第20頁/共28頁第二十頁，共28頁。實驗(shyn)測試 生絲纇節(jié)電子檢驗( jinyn)報告（采用NI-DAQ)第21頁/共28頁第二十一頁，共28頁。實驗(shyn)測試 生絲纇節(jié)電子檢驗( jinyn)報告（采用CompactRIO)第22頁/共28頁第二十二頁，共28頁。實驗(shyn)測試 結果討論與分析對比兩組數(shù)據(jù)可以看出，兩組數(shù)據(jù)的基本趨勢是一致(yzh)的，但也有一些差別。分析原因，一個是兩個設備沒有做到絕對同時進行采集。另一個是兩個程序間的算法有細微的差別。第23頁/共28頁第二十三頁，共28頁

10、。結論(jiln)本次試驗分別使用(shyng)NI-DAQ配合LabVIEW,以及CompactRIO測得了多組數(shù)據(jù)。從圖表中可以看出所得結果與生絲真實情況基本相符，傳感器的靈敏性、準確性比較高。通過比較，也可以看出采用CompactRIO更加方便、快捷(kui ji)，這是因為CompactRIO的可編程門陣列可以更快速的處理數(shù)據(jù)，且受到外界干擾較小。第24頁/共28頁第二十四頁，共28頁。結論(jiln)不足之處 采集數(shù)據(jù)所用的生絲等級單一，以后(yhu)將對各個等級的生絲進行數(shù)據(jù)采集，以便進行對比。第25頁/共28頁第二十五頁，共28頁。第26頁/共28頁第二十六頁，共28頁。馬赫帶效應(xioyng) 所謂“馬赫帶效應（Mach band