基于虛擬儀器技術(shù)的轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)

SHANGHAI畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕UNDERGRADUATEPROJECT(THESIS)題目:基于虛擬儀器技術(shù)的轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)學(xué)院專(zhuān)業(yè)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師起訖日期目錄摘要2ABSTRACT3緒論50引言5第一章虛擬儀器技術(shù)61.1虛擬儀器的概念及開(kāi)展概況61.2虛擬儀器的原理和組成71.3虛擬儀器的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)91.4虛擬儀器的特點(diǎn)10第二章數(shù)據(jù)采集112.1虛擬儀器中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述11數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的根本組成11數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)12數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的總線(xiàn)技術(shù)122.2DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)132.2.1DAQ系統(tǒng)的構(gòu)成132.2.2數(shù)據(jù)采集過(guò)程14第三章轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)153.1轉(zhuǎn)速測(cè)量概述153.2傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速計(jì)測(cè)量原理分析153.2.1機(jī)械式轉(zhuǎn)速測(cè)量153.2.2光電式轉(zhuǎn)速測(cè)量163.2.3頻閃式轉(zhuǎn)速測(cè)量173.2.4磁電式轉(zhuǎn)速測(cè)量183.3虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)總體設(shè)計(jì)方案193.3.1儀器的組成結(jié)構(gòu)193.3.2儀器的硬件總體設(shè)計(jì)193.3.3儀器的軟件總體設(shè)計(jì)193.3.4虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)轉(zhuǎn)速測(cè)量原理203.3.5傳感器213.3.6數(shù)據(jù)采集卡23第四章基于LabVIEW的軟件編程254.1LabVIEW軟件簡(jiǎn)介254.2轉(zhuǎn)速計(jì)程序編寫(xiě)264.2.1數(shù)據(jù)采集264.2.2數(shù)據(jù)處理284.2.3基于PulseMeasurements.vi的脈沖信號(hào)周期測(cè)量294.2.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示314.2.5前控制面板設(shè)計(jì)334.3測(cè)試結(jié)果分析34第五章結(jié)論37致謝39參考文獻(xiàn)40附錄：43基于虛擬儀器技術(shù)的轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)摘要轉(zhuǎn)速測(cè)量是各種機(jī)械產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、平安或優(yōu)化控制等工作中不可缺少的。隨著科技的開(kāi)展，各種機(jī)械結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)越來(lái)越緊湊，傳統(tǒng)的的轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置由于硬件的局限性，功能單一，擴(kuò)展性差等，已顯得難以滿(mǎn)足現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的要求。而采用基于虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速計(jì)顯示出了其相對(duì)傳統(tǒng)硬件儀器的諸多優(yōu)越性。論文介紹了虛擬儀器的概念及開(kāi)展?fàn)顩r。數(shù)據(jù)采集作為虛擬儀器與外部世界聯(lián)系的橋梁，是各種虛擬儀器設(shè)計(jì)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，文中介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。針對(duì)基于虛擬儀器技術(shù)的轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)中使用的DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)一步講解了數(shù)據(jù)采集的具體過(guò)程。論文深入了研究了基于虛擬技術(shù)的轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)，制定了一套合理的設(shè)計(jì)方案。具體講解了轉(zhuǎn)速計(jì)的設(shè)計(jì)原理以及整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)架。對(duì)于硬件支持中較為重要的傳感器和數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行了分析。LabVIEW軟件作為轉(zhuǎn)速計(jì)軟件局部的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，顯示出其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。論文對(duì)LabVIEW軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。在轉(zhuǎn)速計(jì)的編程方面，分析了測(cè)量脈沖信號(hào)周期的原理及用LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)的方法。最后，經(jīng)過(guò)對(duì)電機(jī)實(shí)測(cè)結(jié)果分析說(shuō)明，該虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)具備較強(qiáng)的功能，精度符合一般機(jī)械測(cè)試的要求。本錢(qián)低，擴(kuò)展性好，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)讀取方便等優(yōu)點(diǎn)使其可推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞：虛擬儀器，轉(zhuǎn)速計(jì)，LabVIEWABSTRACTSpeedMeasurementisindispensableinResearchanddevelopment,testing,analysis,qualityinspection,safetyoroptimalcontrolandsoon.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,mechanicalstructurearemorecomplexandcompact.Traditionalspeedmeasuringdeviceisdifficulttosatisfytherequirementsofmodernmeasurementtechniques,becauseofthelimitationsofhardwarewiththepoorscalabilityandthesinglefunction.Relativetothetraditionalinstrument,thetachometerdesignbasedonVirtualInstrumentshowsmanyadvantages.Thisdissertationintroducestheconceptofthevirtualinstrumentandthepresentdevelopment.Asaabridgebetweenthevirtualinstrumentandtheoutsideworld,datacollectionisanimportantaspectoftheVirtualInstrumentDesign.ThisdissertationintroducestheconceptofDASanditscharacteristics.TheprocessofdatacollectionoftheDAQdataacquisitionsystemhasbefurtherexplainedinthisdissertation.AfterresearchthetachometerdesignbasedonVirtualInstrument,weworkoutareasonablescheme.Specificallyonexplaintheframeworkoftheentiretachometersystemandanalyze

thesensorsanddataacquisitioncards.LabVIEWasadevelopmentplatformfordesignthesystemsoftwareofthetachometerdesignbasedonVirtualInstrument,showinghispowerfuldata-processingcapacity.ThisdissertationmadeabriefintroductiontothissoftwareandfindamethodformeasurethepulsecycleofthesignalwithLabVIEW.Finally,theresultsofthetestshowedthatthetachometerdesignbasedonVirtualInstrumenthasstrongfunctions,andtheaccuracyisenoughfortestthegeneralmachinery.Lowcost,scalability,andeasytostoredataandreaddata,sothatitcanbeappliedtoactualmeasurements.Keywords:VirtualInstrument,Tachometer，LabVIEW緒論0引言轉(zhuǎn)速測(cè)量是各種機(jī)械產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、平安或優(yōu)化控制等工作中必不可少的內(nèi)容。通過(guò)測(cè)量機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)速結(jié)合轉(zhuǎn)矩、功率等可以分析和研究零件、機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的受力情況和某些物理現(xiàn)象的機(jī)理。因此，它對(duì)設(shè)計(jì)理論的開(kāi)展，保證平安運(yùn)行及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制都有重要作用。在傳統(tǒng)的工業(yè)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速測(cè)量很好的一個(gè)應(yīng)用范例就是用于測(cè)量大型軋鋼廠(chǎng)中滾壓機(jī)的轉(zhuǎn)速。在這種類(lèi)型的實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)出的轉(zhuǎn)速(RPM)用于與設(shè)置點(diǎn)進(jìn)行比照，然后通過(guò)伺服系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行增速或減速處理以維持電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而目前轉(zhuǎn)速測(cè)量主要用轉(zhuǎn)速表顯示，或通過(guò)箱式硬件儀表，把傳感器輸出的信號(hào)通過(guò)硬件電路計(jì)算后用數(shù)碼管顯示出來(lái)。這些方法經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)踐在各地得到了廣泛應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量穩(wěn)定，單臺(tái)體積小，操作簡(jiǎn)單。但隨著用戶(hù)要求的提高，這些方法越來(lái)越不能滿(mǎn)足需要。1)功能單一，只能顯示數(shù)據(jù)，不能顯示和打印波形，更無(wú)分析功能；2)存儲(chǔ)容量小，不能存放實(shí)時(shí)監(jiān)控的大量數(shù)據(jù)；3)測(cè)量多路信號(hào)需獨(dú)立的多臺(tái)轉(zhuǎn)矩儀，體積大，占用空間大，本錢(qián)高；4)儀器除了原先設(shè)定的功能外，不能他用；5)不具開(kāi)放性，功能不能擴(kuò)展，難以進(jìn)行升級(jí)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開(kāi)展，基于計(jì)算機(jī)的虛擬儀器技術(shù)將逐漸取代傳統(tǒng)的箱式硬件儀表。硬件儀器所面臨的上述問(wèn)題將得到圓滿(mǎn)的解決。本文運(yùn)用Labview軟件，開(kāi)發(fā)出了虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)，它利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，結(jié)合相應(yīng)的硬件，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、傳送等方面的限制，使用戶(hù)可以方便地對(duì)其進(jìn)行維護(hù)、擴(kuò)展、升級(jí)等。第一章虛擬儀器技術(shù)1.1虛擬儀器的概念及開(kāi)展概況虛擬儀器〔virtualinstrument，VI〕是日益開(kāi)展的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和總線(xiàn)技術(shù)在向其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域密集滲透的過(guò)程中，與測(cè)試技術(shù)、儀器儀表技術(shù)密切結(jié)合共同孕育出的一項(xiàng)全新成果。虛擬儀器的起源可追溯到20世紀(jì)70年代，那時(shí)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)在國(guó)防、航天領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)拈_(kāi)展。PC機(jī)的出現(xiàn)使儀器的計(jì)算機(jī)化成為可能。1986年美國(guó)的國(guó)家儀器公司(NationalInstrumentCorporation簡(jiǎn)稱(chēng)NI)首先提出了虛擬儀器的概念，認(rèn)為虛擬儀器技術(shù)是由計(jì)算機(jī)硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過(guò)程通訊及圖形用戶(hù)界面的軟件組成的測(cè)控系統(tǒng)，是一種由計(jì)算機(jī)操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。這一概念的核心是：以計(jì)算機(jī)作為儀器統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，充分利用計(jì)算機(jī)獨(dú)具的運(yùn)算、存儲(chǔ)、回放、調(diào)用、顯示以及文件管理等智能化功能，同時(shí)把傳統(tǒng)儀器的專(zhuān)業(yè)化功能和面板控件軟件化，使之與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái)融為一體，這樣便構(gòu)成了一臺(tái)從外觀(guān)到功能都完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同，同時(shí)又充分享用計(jì)算機(jī)智能資源的全新的儀器系統(tǒng)。由于儀器的專(zhuān)業(yè)化功能和面板控件都是由軟件形成的，因此在國(guó)際上把這類(lèi)新型的儀器稱(chēng)為“虛擬儀器〞或稱(chēng)“軟件即儀器〞。自20世紀(jì)80年代來(lái)，NI公司已研制和推出了多種總線(xiàn)系統(tǒng)的虛擬儀器，特別是它推出的LabVIEW圖形編程環(huán)境已享譽(yù)世界，成為這類(lèi)新型儀器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的世界生產(chǎn)大戶(hù)。在NI公司之后，著名的美國(guó)惠普(HP)公司緊緊跟上。該公司推出HPVEE編程系統(tǒng)可提供數(shù)十至數(shù)百種虛擬儀器的組建和整機(jī)，用戶(hù)可用它組建或挑選自己所需的儀器。除此之外，世界上陸續(xù)有數(shù)百家公司，如Tektronix公司、Racal公司等也相繼推出了多種總線(xiàn)系統(tǒng)多達(dá)數(shù)百個(gè)品種的虛擬式儀器。作為儀器領(lǐng)域中最新興的技術(shù)，虛擬儀器的研究、開(kāi)發(fā)在國(guó)內(nèi)起步較晚,最早的研究也是從引進(jìn)消化NI的產(chǎn)品開(kāi)始。但經(jīng)過(guò)多年研究,我國(guó)已經(jīng)在虛擬儀器開(kāi)發(fā)方面形成了自己的特色，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)已將虛擬儀器研究作為現(xiàn)代機(jī)械工程科學(xué)前沿學(xué)科之一。如今我國(guó)的虛擬儀器研究已經(jīng)過(guò)了起步階段，相信在不久的將來(lái)，國(guó)內(nèi)將會(huì)推出種類(lèi)更多、性能更優(yōu)、功能更強(qiáng)的并具有自主版權(quán)的虛擬儀器產(chǎn)品。虛擬儀器的出現(xiàn)和興起，改變?nèi)藗儗?duì)儀器觀(guān)念。據(jù)“世界儀表與自動(dòng)化〞雜志報(bào)道，21世紀(jì)初，虛擬儀器的生產(chǎn)廠(chǎng)家超過(guò)千家，品種將到達(dá)數(shù)千種，市場(chǎng)占有率將占到電測(cè)儀器的50%。這一預(yù)測(cè)對(duì)整個(gè)儀器儀表領(lǐng)域，不啻是一次強(qiáng)烈的震撼。使從事電測(cè)儀器、分析儀器、科學(xué)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的科學(xué)家和工程師們都看清了虛擬儀器對(duì)傳統(tǒng)儀器的巨大挑戰(zhàn)，認(rèn)識(shí)到在21世紀(jì)虛擬儀器將成為儀器的開(kāi)展方向，而且必將逐步取代傳統(tǒng)儀器，使成千上萬(wàn)種傳統(tǒng)的電測(cè)與分析儀器都演變成計(jì)算機(jī)軟件式的虛擬儀器。1.2虛擬儀器的原理和組成虛擬儀器以PC機(jī)為儀器統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，將測(cè)試儀器的功能和形象逼真的儀器面板控件均形成相應(yīng)的軟件并以文件形式存放于機(jī)內(nèi)的軟件庫(kù)中，同時(shí)在計(jì)算機(jī)的總線(xiàn)槽內(nèi)插入對(duì)應(yīng)的、可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的模塊化硬件接口卡，使庫(kù)內(nèi)儀器測(cè)試功能、儀器控件的軟件和由接口卡輸入至機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理器的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下運(yùn)行，便構(gòu)成了一類(lèi)全新概念的儀器——虛擬儀器。由于虛擬儀器的測(cè)試功能、面板控件都實(shí)現(xiàn)了軟件化，故虛擬式儀器被認(rèn)為是“軟件即儀器〞。這是對(duì)儀器概念的延伸，是儀器領(lǐng)域中的一次革命。任何測(cè)量測(cè)試儀器的主要功能都是由三大局部組成:①數(shù)據(jù)采集;②數(shù)據(jù)測(cè)試和分析;③結(jié)果輸出顯示。而虛擬儀器也是由這三大局部組成,不同的是虛擬儀器的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出完全由計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)來(lái)完成。因此,只要提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件,就構(gòu)成了基于計(jì)算機(jī)組成的虛擬測(cè)量測(cè)試儀器。虛擬儀器通常是有計(jì)算機(jī)、硬件接口電路和軟件這三局部構(gòu)成。以下是典型的虛擬儀器組建方案：數(shù)據(jù)處理被測(cè)對(duì)象信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)處理被測(cè)對(duì)象信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)采集卡虛擬儀器面板虛擬儀器面板一、虛擬儀器的硬件系統(tǒng)虛擬儀器的硬件系統(tǒng)一般分為計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)和測(cè)控功能硬件。計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)是各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)，如PC機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、工作站、嵌入式計(jì)算機(jī)等。計(jì)算機(jī)管理著虛擬儀器的硬軟件資源，是虛擬儀器的硬件支撐。計(jì)算機(jī)技術(shù)在顯示、存儲(chǔ)能力、處理性能、網(wǎng)絡(luò)、總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)等方面的開(kāi)展，推動(dòng)著虛擬儀器技術(shù)的開(kāi)展。按照測(cè)控功能硬件的不同，虛擬儀器可分為GPIB、VXI、PXI、DAQ四種標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。二、虛擬儀器的軟件系統(tǒng)虛擬儀器的核心思想是利用計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源，使本來(lái)由硬件實(shí)現(xiàn)的功能軟件化〔虛擬化〕，以便最大限度的降低本錢(qián)，增加系統(tǒng)的功能與靈活性。VPP系統(tǒng)聯(lián)盟提出了系統(tǒng)框架、驅(qū)動(dòng)程序、VISA、軟面板、部件知識(shí)庫(kù)等一系列VPP軟件標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)了軟件標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。虛擬儀器的軟件框架從底層到頂層，包括三局部：VISA庫(kù)、儀器驅(qū)動(dòng)程序、儀器開(kāi)發(fā)軟件。虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)管理虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)管理虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序DAQ接口DAQ接口儀器軟件信號(hào)調(diào)理D/A卡信號(hào)調(diào)理D/A卡DAQA/D卡儀器硬件VISA虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)VISA〔virtualinstrumentationsoftwarearchitecture〕體系結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的I/O函數(shù)庫(kù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的總稱(chēng)。一般稱(chēng)這個(gè)I/O函數(shù)庫(kù)為VISA庫(kù)。它駐留于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中執(zhí)行總線(xiàn)的特殊功能，這是計(jì)算機(jī)與儀器之間的軟件層連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的程控。它對(duì)于儀器驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)可調(diào)用的操作函數(shù)集。驅(qū)動(dòng)程序每個(gè)儀器模塊都有自己的儀器驅(qū)動(dòng)程序，儀器廠(chǎng)商以源代碼的形式提供應(yīng)用戶(hù)。應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件建立在儀器驅(qū)動(dòng)程序之上，直接面對(duì)操作用戶(hù)，通過(guò)提供直觀(guān)友好的測(cè)控操作界面、豐富的數(shù)據(jù)處理功能，來(lái)完成自動(dòng)測(cè)試任務(wù)。1.3虛擬儀器的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)虛擬儀器所必須的軟件工具。目前，較為流行的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境有兩類(lèi)：一類(lèi)是圖形化編程語(yǔ)言，具有代表性的有LabVIEW、HPVEE系統(tǒng)；另一類(lèi)是文本式編程語(yǔ)言，如C、VisualC++、LabWindows/CVI等。圖形化的編程語(yǔ)言具有編程簡(jiǎn)單、直觀(guān)、開(kāi)發(fā)效率高的特點(diǎn)。文本式編程語(yǔ)言具有編程靈活、運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。1.4虛擬儀器的特點(diǎn)虛擬儀器充分利用了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算處理功能，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳輸、存儲(chǔ)等方面的限制。隨著計(jì)算機(jī)的開(kāi)展，傳感器以及信號(hào)調(diào)理設(shè)備的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，虛擬儀器技術(shù)已日漸成熟。虛擬儀器具有以下特點(diǎn)：具有可變性、多層性、自助性的面板虛擬儀器的面板可以做到與傳統(tǒng)儀器一樣，可以有顯示器顯示波形，有LED指示數(shù)字，有指針式的表頭指示刻度，有旋鈕、滑動(dòng)條、開(kāi)關(guān)按鈕，有報(bào)警指示燈和聲音等。虛擬儀器的優(yōu)秀之處在于傳統(tǒng)儀器面板上的元器件都是硬件，是由廠(chǎng)商決定的，一旦生產(chǎn)出來(lái)就不可改變了。而虛擬儀器面板上各種元器件都可以隨時(shí)根據(jù)使用者的要求增添、刪除或改變位置。強(qiáng)大的信號(hào)處理能力用適當(dāng)?shù)挠布涌陔娐?，?duì)信號(hào)進(jìn)行采集、放大、濾波、隔離、A/D轉(zhuǎn)換后，虛擬儀器就可以充分利用計(jì)算機(jī)的性能來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、分析。虛擬儀器的功能、性能、指標(biāo)可由用戶(hù)定義虛擬儀器制作完成后，其功能、性能、指標(biāo)等都還能根據(jù)用戶(hù)的不同要求進(jìn)行修改，徹底的打破了傳統(tǒng)儀器一經(jīng)制作完成后，那么不可改變的封閉性、單一性。用戶(hù)還可以調(diào)用虛擬儀器庫(kù)內(nèi)的模塊，隨時(shí)增添儀器的功能，大大提高了儀器的靈活性。虛擬儀器具有開(kāi)發(fā)周期短、本錢(qián)低，維護(hù)方便。易于應(yīng)用的特點(diǎn)這些特點(diǎn)決定了應(yīng)用“虛擬儀器技術(shù)〞可以快速、低本錢(qián)的開(kāi)發(fā)出具有相當(dāng)大柔性的儀器，而且這種儀器易于維護(hù)和升級(jí)。第二章數(shù)據(jù)采集2.1虛擬儀器中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)采集就是將被測(cè)對(duì)象〔儀器外部〕的各種參量通過(guò)各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或存儲(chǔ)記錄的過(guò)程。用于數(shù)據(jù)采集的成套設(shè)備稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〔DataAcquisitionSystem，DAS〕,它是虛擬儀器與外部世界聯(lián)系的橋梁，是獲取信息的重要途經(jīng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的根本組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖如下圖，它的輸入信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩類(lèi)。模擬信號(hào)由模擬類(lèi)傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)調(diào)理后得到，數(shù)字信號(hào)那么由數(shù)字類(lèi)傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)或開(kāi)關(guān)得到。傳感器的作用是把非電量轉(zhuǎn)變成電量〔如電壓，電流或頻率〕，例如，本設(shè)計(jì)中的傳感器為接近開(kāi)關(guān)，可以獲得隨電機(jī)轉(zhuǎn)速而變化的電壓信號(hào)。計(jì)算機(jī)是數(shù)字化設(shè)備，只能處理數(shù)字信息，所以使用計(jì)算機(jī)處理信息時(shí)要將信號(hào)的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，稱(chēng)為模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換或數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有如下主要特點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般都由計(jì)算機(jī)控制，使得數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和效率等大為提高，也節(jié)省了硬件投資。軟件在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的作用越來(lái)越大，這增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性。數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理相互結(jié)合日益緊密，形成數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集，處理到控制的全部工作。數(shù)據(jù)采集過(guò)程一般都具有“實(shí)時(shí)〞特性，實(shí)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)是能滿(mǎn)足實(shí)際需要，對(duì)于通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般希望盡可能高速度，以滿(mǎn)足更多應(yīng)用環(huán)境。隨著微電子技術(shù)的開(kāi)展，電路集成度的提高，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的體積越來(lái)越小，可靠性越來(lái)越高?？偩€(xiàn)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，總線(xiàn)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的開(kāi)展起著重要作用。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的總線(xiàn)技術(shù)總線(xiàn)就是傳送信息的公共通路，它是數(shù)據(jù)采集的重要組成局部?？偩€(xiàn)的性能對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能具有舉足輕重的作用。采用總線(xiàn)技術(shù)，可大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)的開(kāi)放性、兼容性、可靠性和可維護(hù)性，易于標(biāo)準(zhǔn)化和組織規(guī)模生產(chǎn)，從而降低系統(tǒng)造價(jià)。隨著虛擬儀器的出現(xiàn)和普及，市場(chǎng)上有許多數(shù)據(jù)采集模塊，可供用戶(hù)選擇用來(lái)設(shè)計(jì)自己的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。雖然虛擬儀器的功能是由用戶(hù)自己定義的，但其所能到達(dá)性能指標(biāo)和系統(tǒng)能力不僅與采集系統(tǒng)的數(shù)字化能力有關(guān)，而且與其體系結(jié)構(gòu)有關(guān)，以下是不同體系的虛擬儀器系統(tǒng)的性能比擬：平臺(tái)特性GPIBVXI、PXIPC-DAQ傳輸寬度8位8、16、32、64位8、16、32位吞吐率1MB/s〔3-wire〕8MB/s〔HS488〕40MB/s80MB/s(VME64)1-2MB/s(ISA)132MB/s(PCI)定時(shí)與控制能力無(wú)8路TTL觸發(fā)2路ECL觸發(fā)無(wú)產(chǎn)品種類(lèi)>10000>1000>1000擴(kuò)展能力一般強(qiáng)一般結(jié)構(gòu)大小大中等小表2-1：虛擬儀器系統(tǒng)的性能比擬2.2DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)此次基于虛擬儀器技術(shù)的轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)，采用的LabVIEW軟件平臺(tái)來(lái)制作轉(zhuǎn)速計(jì)的軟件局部，相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用的是DAQ系統(tǒng)。DAQ系統(tǒng)的構(gòu)成驅(qū)動(dòng)程序的用戶(hù)接口驅(qū)動(dòng)程序的用戶(hù)接口Measurement&AutomationExplorerLabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境數(shù)據(jù)采集VI硬件驅(qū)動(dòng)程序數(shù)據(jù)采集硬件數(shù)據(jù)采集VI硬件驅(qū)動(dòng)程序數(shù)據(jù)采集硬件圖2-2：基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一個(gè)DAQ系統(tǒng)通常包括：插入式DAQ卡，傳感器，轉(zhuǎn)換器，信號(hào)調(diào)節(jié)及一套用于獲得、處理數(shù)據(jù)和分析顯示、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的軟件。數(shù)據(jù)采集過(guò)程數(shù)據(jù)采集過(guò)程如下圖。在這個(gè)過(guò)程中來(lái)自傳感器的模擬量信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)。模擬信號(hào)x(t)經(jīng)脈沖序列采樣后，成為時(shí)間離散型信號(hào)x(n),再量化以后取值也是離散化的數(shù)字信號(hào)。圖中Ts為采樣周期，其倒數(shù)那么為采樣率。圖2-3：數(shù)據(jù)采集過(guò)程第三章轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)計(jì)3.1轉(zhuǎn)速測(cè)量概述轉(zhuǎn)速是旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)數(shù)與時(shí)間之比的物理量，是描述各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)性能的一個(gè)重要參量。在計(jì)量學(xué)里，轉(zhuǎn)速屬于導(dǎo)出單位,其物理含義為旋轉(zhuǎn)物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)速測(cè)量是各種機(jī)械產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、平安或優(yōu)化控制等工作中所必不可少的內(nèi)容。轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法有許多種，各種方法的原理不同及應(yīng)用場(chǎng)合不同。轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速開(kāi)展,在旋轉(zhuǎn)物體速率測(cè)量方式上應(yīng)用了各種新的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的準(zhǔn)確高效、平安便捷。轉(zhuǎn)速表依據(jù)測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi),轉(zhuǎn)速表依據(jù)工作原理和采樣方式可分為機(jī)械式、光電式、激光式、頻閃式、磁電式等。目前使用純機(jī)械式轉(zhuǎn)速表的用戶(hù)已經(jīng)越來(lái)越少，并呈現(xiàn)將被電子計(jì)數(shù)式轉(zhuǎn)速表逐漸取代的趨勢(shì)。轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍一般為幾十轉(zhuǎn)至幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，測(cè)量準(zhǔn)確度大多為0.1%以下，極少數(shù)高精度型產(chǎn)品能到達(dá)0.01%。3.2傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速計(jì)測(cè)量原理分析3.2.1機(jī)械式轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)械式轉(zhuǎn)速測(cè)量通過(guò)機(jī)械聯(lián)接或摩擦接觸的方式,從轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出軸獲得標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的輸入。檢測(cè)時(shí)應(yīng)該采取何種聯(lián)接方式取決于被檢表實(shí)際使用時(shí)的聯(lián)接狀態(tài)。實(shí)際應(yīng)用：機(jī)械離心式轉(zhuǎn)速計(jì)質(zhì)量為m的重錘在離心力mrω2作用下使下部的軸套上升或下降,轉(zhuǎn)速不同離心力不同軸套位置不同，通過(guò)齒輪機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)指針，顯示轉(zhuǎn)速。這種方法測(cè)量必須是接觸式測(cè)量，分固定式和手持式，如手持式轉(zhuǎn)速表就是這種轉(zhuǎn)速計(jì)。圖3-1：離心式轉(zhuǎn)速計(jì)3.2.2光電式轉(zhuǎn)速測(cè)量對(duì)光電式轉(zhuǎn)速測(cè)量，目前使用的檢測(cè)裝置有兩種:(1)采用轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置,將定向反射紙貼于裝置的測(cè)速盤(pán)上,由轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置通過(guò)測(cè)速盤(pán)輸出標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行檢測(cè)。(2)采用脈沖光源測(cè)速裝置來(lái)檢測(cè)。這類(lèi)檢測(cè)設(shè)備通常由頻率信號(hào)發(fā)生器、頻率計(jì)數(shù)計(jì)及一個(gè)發(fā)光二極管組成。兩種檢測(cè)裝置的工作原理有質(zhì)的差異。實(shí)際應(yīng)用：光電傳感器轉(zhuǎn)速計(jì)它由光源、光電盤(pán)、光敏二極管、檢波放大電路與數(shù)顯裝置等組成。光電盤(pán)隨轉(zhuǎn)軸一同轉(zhuǎn)動(dòng),光敏二極管將光電盤(pán)透射來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),然后通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖的頻率,即可在數(shù)顯裝置上讀出旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。圖3-2：光電傳感器結(jié)構(gòu)圖3.2.3頻閃式轉(zhuǎn)速測(cè)量頻閃式轉(zhuǎn)速測(cè)量利用的是頻閃效應(yīng)原理。使用此類(lèi)轉(zhuǎn)速表時(shí),需先在被測(cè)轉(zhuǎn)軸上做出明顯的標(biāo)記,當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速與閃光頻率相等或成一定倍數(shù)關(guān)系時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的標(biāo)記呈現(xiàn)停留不動(dòng)的狀態(tài)，這時(shí)，轉(zhuǎn)速表顯示值與頻閃象停留序數(shù)的乘積即為轉(zhuǎn)速表的實(shí)測(cè)值。實(shí)際應(yīng)用：日關(guān)燈法轉(zhuǎn)速計(jì)日光燈法就是用日光燈照射在旋轉(zhuǎn)物體上,利用燈光閃爍的頻率測(cè)轉(zhuǎn)速。光閃爍的頻率與轉(zhuǎn)速一致時(shí),旋轉(zhuǎn)體看起來(lái)仿佛是靜止的。在正弦交流電的每個(gè)變化周期內(nèi),出現(xiàn)兩次最大值(正負(fù)各一次)和兩次零值,對(duì)于使用頻率f=50Hz的工頻電源,日光燈將在每秒鐘內(nèi)亮暗各100次(即每分鐘6000次)。如對(duì)于同步轉(zhuǎn)速為3000、1500、7000、7505r/min的電動(dòng)機(jī),須在軸端分別涂上圖中所示扇形2、4、6、8個(gè),于是在同步轉(zhuǎn)速下,每分鐘將有6000個(gè)黑色或白色扇形通過(guò)一定位置。這時(shí)如用每分鐘亮暗6000次的日光燈照射上去就可看到,在電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速下扇形靜止不動(dòng),這是因?yàn)槿展鉄裘苛烈淮?恰好也是黑白扇形各出現(xiàn)一次。圖3-3:日光燈法轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖對(duì)于電動(dòng)機(jī)其實(shí)際轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速低,故扇形將按與電機(jī)相反的旋轉(zhuǎn)方向倒轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速就是同步轉(zhuǎn)速與黑白扇形倒轉(zhuǎn)圈數(shù)(該倒轉(zhuǎn)圈數(shù)在電機(jī)后端很方便計(jì)數(shù))之差。即n=nt-nˊ(r/min)式中nt為電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速r/min；n′為黑白扇形倒轉(zhuǎn)圈數(shù)r/min。3.2.4磁電式轉(zhuǎn)速測(cè)量磁電式轉(zhuǎn)速計(jì)利用的是非電量電測(cè)的原理,它包括磁感應(yīng)式、電脈沖式和電動(dòng)式轉(zhuǎn)速計(jì)等。這類(lèi)轉(zhuǎn)速計(jì)有接觸式和非接觸式兩種。根據(jù)被測(cè)物體工作原理的不同,所選用的檢測(cè)方法也不同。磁電式轉(zhuǎn)速計(jì)大多由傳感器和顯示器兩局部組成。檢測(cè)時(shí),將傳感器與轉(zhuǎn)軸連接,轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)使傳感器產(chǎn)生電信號(hào),顯示器顯示的即為轉(zhuǎn)速表實(shí)測(cè)值。檢測(cè)非接觸式轉(zhuǎn)速表時(shí),應(yīng)根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)原理設(shè)法使旋轉(zhuǎn)裝置與傳感器之間形成磁場(chǎng),傳感器輸出電信號(hào)給顯示器，經(jīng)相應(yīng)電路處理后顯示的即為轉(zhuǎn)速表實(shí)測(cè)值。實(shí)際應(yīng)用：電磁感應(yīng)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)這種測(cè)速系統(tǒng)由電磁傳感器、齒盤(pán)、整形放大電路與數(shù)顯裝置組成，齒盤(pán)上帶有均勻分布的齒牙，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)齒盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，即齒盤(pán)有角位移時(shí)，磁路中磁阻變化。在感應(yīng)線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)放大、整形后輸出方波電脈沖信號(hào)，每一凸起局部發(fā)出一個(gè)脈沖。磁電傳感器輸出脈沖信號(hào)后，通過(guò)傳輸線(xiàn)接到計(jì)數(shù)器上整形計(jì)數(shù)后用數(shù)字形式顯示被測(cè)轉(zhuǎn)速。圖3-4：電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖3.3虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)總體設(shè)計(jì)方案基于虛擬儀器的轉(zhuǎn)速計(jì)整體設(shè)計(jì)包括整個(gè)儀器硬件的設(shè)計(jì)、選擇和搭建，以及軟件設(shè)計(jì)。總體設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。3.3.1儀器的組成結(jié)構(gòu)虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)包括以下環(huán)節(jié)：信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換、信號(hào)的調(diào)理、分析和處理、顯示與記錄。因此，虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)大致框圖可用下列圖表示：計(jì)算機(jī)LabVIEW軟件平臺(tái)〔分析，處理，顯示，存儲(chǔ)〕數(shù)據(jù)采集卡計(jì)算機(jī)LabVIEW軟件平臺(tái)〔分析，處理，顯示，存儲(chǔ)〕數(shù)據(jù)采集卡傳感器電機(jī)圖3-5：系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架3.3.2儀器的硬件總體設(shè)計(jì)任何虛擬儀器都離不開(kāi)硬件系統(tǒng)的有利支撐。虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)的硬件系統(tǒng)主要包括兩個(gè)子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)?yè)?dān)當(dāng)?shù)摹?shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器負(fù)責(zé)將電機(jī)轉(zhuǎn)速等非電的物理量按照某種對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換為適合進(jìn)一步傳輸和處理的形式，輸入到下一級(jí)數(shù)據(jù)分析處理環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括安裝傳感器所用的夾具、傳感器以及傳輸電纜。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算、分析、將結(jié)果顯示或記錄。3.3.3儀器的軟件總體設(shè)計(jì)軟件是虛擬儀器的核心，在底層硬件的支持下，軟件將由底層硬件輸入的信號(hào)進(jìn)行，分析，運(yùn)算，處理，最后以觀(guān)察者易于認(rèn)識(shí)的形式顯示測(cè)試結(jié)果。軟件設(shè)計(jì)主要分為操作面板的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理程序的設(shè)計(jì)。本文使用LabVIEW軟件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩方面的設(shè)計(jì)。3.3.4虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)轉(zhuǎn)速測(cè)量原理用一個(gè)接近開(kāi)關(guān)作為傳感器對(duì)電機(jī)進(jìn)行非接觸式檢測(cè)。在電機(jī)上固定一金屬小片，小金屬片隨電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)金屬片靠近接近開(kāi)光時(shí)，接近開(kāi)關(guān)輸出一短暫的高電平，未接近時(shí)其輸出的為低電平信號(hào)，從而電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，此信號(hào)為模擬信號(hào)。通過(guò)研華PCI-1711數(shù)據(jù)采集卡，將傳感器輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)向計(jì)算機(jī)輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)計(jì)算機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，由事先使用LabVIEW編好的程序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和分析，計(jì)算出連續(xù)脈沖信號(hào)的周期T,然后通過(guò)公式：n=60圖3-6：電機(jī)和傳感器設(shè)備圖3-7：用于支撐虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件的計(jì)算計(jì)平臺(tái)3.3.5傳感器傳感器是將物理量轉(zhuǎn)換為電量的裝置。傳感器的作用類(lèi)似與人的感覺(jué)器官，它把被測(cè)量，如力、位移、溫度等，轉(zhuǎn)換為易測(cè)的電信號(hào)，傳送給測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)。因此，可以說(shuō)傳感器是人們認(rèn)識(shí)自然界的有力工具，是人的感覺(jué)器官的延伸，是測(cè)量?jī)x器與被測(cè)對(duì)象之間的接口。傳感器位于測(cè)試系統(tǒng)的最前端——輸入端，其性能將直接決定著整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的工作質(zhì)量。本文在開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)速計(jì)時(shí)采用的是上海超越電子生產(chǎn)的，型號(hào)為L(zhǎng)J12A4-4-Z/BY的電感式接近開(kāi)關(guān)作為傳感器，成功的將電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。接近開(kāi)關(guān)又稱(chēng)無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測(cè)裝置，用作檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長(zhǎng)、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等。接近開(kāi)關(guān)在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，如賓館、飯店、車(chē)庫(kù)的自動(dòng)門(mén)，自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用。在平安防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置。在測(cè)量技術(shù)中，如長(zhǎng)度，位置的測(cè)量；在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制，也都使用著大量的接近開(kāi)關(guān)。因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知〞方法也不同，所以常見(jiàn)的接近開(kāi)關(guān)有以下幾種：1、電感式接近開(kāi)關(guān)這種接近開(kāi)關(guān)也稱(chēng)渦流式接近開(kāi)關(guān)，由振蕩器和整形放大器組成,振蕩器起振后在開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭上產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng),當(dāng)金屬體接近感應(yīng)區(qū)時(shí)，在金屬體內(nèi)產(chǎn)生了渦流,從而吸收了振蕩的能量,使振蕩幅度減弱以至于停振使接近開(kāi)關(guān)到達(dá)反轉(zhuǎn)的目的,由整形放大器換成二進(jìn)制的開(kāi)關(guān)電信號(hào),從而到達(dá)檢測(cè)的目的。圖3-8：電感式接近開(kāi)關(guān)原理圖電感式接近開(kāi)關(guān)對(duì)環(huán)境的要求條件較低。當(dāng)被測(cè)對(duì)象是導(dǎo)電物體或可以固定一塊金屬物在被測(cè)物體上時(shí)，一般都選用渦流式接近開(kāi)關(guān)，其響應(yīng)頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價(jià)格較低。2、電容式接近開(kāi)關(guān)這種開(kāi)關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開(kāi)關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí)，不管它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)。這種接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的對(duì)象，不限于導(dǎo)體，可以是絕緣的液體或粉狀物等。3、霍爾接近開(kāi)關(guān)霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開(kāi)關(guān)，叫做霍爾開(kāi)關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。3.3.6數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集卡的任務(wù)是把外界模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)采集卡的計(jì)算機(jī)接口把這些數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。根據(jù)不同的需要，計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。本轉(zhuǎn)速計(jì)中的數(shù)據(jù)采集卡采用的是臺(tái)灣研華公司的PCI-1711L采集卡。1.16路單端模擬量輸入2.12位A/D轉(zhuǎn)換器，采樣速率可達(dá)100KHz3.每個(gè)輸入通道的增益可編程4.自動(dòng)通道/增益掃描5.卡上1K采樣FIFO緩沖器6.2路12位模擬量輸出〔僅PCI-1711L7.16路數(shù)字量輸入及16路數(shù)字量輸出8.可編程觸發(fā)器/定時(shí)器PCI-1711L數(shù)據(jù)采集卡模擬量輸入輸入范圍〔v〕+10，5，2.5，1.25，0.625通道16SE分辨率12bits采樣速率100KS/s單極輸入N/A模擬量輸出分辨率12bits數(shù)字I/O數(shù)字輸入通道16數(shù)字輸出通道16定時(shí)器分辨率16bits時(shí)基10MHz表3-1：PCI-1711L第四章基于LabVIEW的軟件編程4.1LabVIEW軟件簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)，即實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境，是由美國(guó)國(guó)家儀器〔NI〕公司研制開(kāi)發(fā)的，類(lèi)似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G(GraphicsLanguage)編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。虛擬儀器模型、圖形界面和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)流程圖編程是其三大核心技術(shù)。LabVIEW提供了各種測(cè)試、控制和數(shù)據(jù)分析功能模塊。它把復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)的語(yǔ)言編程簡(jiǎn)化成根據(jù)實(shí)際需要定義或選擇這些圖標(biāo),并用線(xiàn)條把代表各種功能模塊的圖標(biāo)連接起來(lái)的簡(jiǎn)單圖形編程方式,使不熟悉編程的工程技術(shù)人員都可按照測(cè)試要求和任務(wù)來(lái)構(gòu)建虛擬儀器的應(yīng)用程序,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)開(kāi)發(fā),縮短了開(kāi)發(fā)周期。LabVIEW功能強(qiáng)大,為數(shù)據(jù)采集提供了PCI、GPIB、PXI、VXI、RS2232/485、USB等各種儀器通信總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù),使不懂得總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的工程技術(shù)人員也能驅(qū)動(dòng)不同總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器;為數(shù)據(jù)分析提供了各種常用的包括信號(hào)時(shí)域分析、相關(guān)分析、曲線(xiàn)擬合、信號(hào)仿真、數(shù)字濾波、頻譜變換、小波分析等信號(hào)分析、處理的庫(kù)函數(shù)和工具箱；為網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程通信提供了DataSocket、Re-moteDeviceAccess、RemotoPanel、WebServer、VIServer等技術(shù),具有強(qiáng)大的Internet功能,支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測(cè)控儀器的開(kāi)發(fā)。與C和BASIC一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)能完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù)。LabVIEW的函數(shù)庫(kù)包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫(huà)方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序〔子VI〕的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。4.2轉(zhuǎn)速計(jì)程序編寫(xiě)數(shù)據(jù)采集由于此工程是橫向研發(fā)工程的組成局部，目的是開(kāi)發(fā)出一臺(tái)轉(zhuǎn)速計(jì)，所以數(shù)據(jù)采集模塊用的是已有的模塊，并未另行開(kāi)發(fā)。圖4-1：數(shù)據(jù)采集模塊的前面板此模塊為多通道采樣模塊，可以用于檢測(cè)多個(gè)通道的信號(hào)，本次測(cè)試只選擇了與電機(jī)信號(hào)相連的第二通道用于采樣。根據(jù)香農(nóng)定理：對(duì)于一個(gè)有限頻譜〔-ωmax<ω<ωmax〕的連續(xù)信號(hào)，當(dāng)采樣頻率ωs≥2ωmax時(shí)，采樣才能不失真的恢復(fù)到原來(lái)的連續(xù)信號(hào)。采樣定理所規(guī)定的最低采樣頻率，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須遵守的規(guī)那么。在實(shí)際應(yīng)用中，由于信號(hào)的最高頻率難以確定，特別是有其他干擾存在的時(shí)候。采樣理論要求在取得全部采樣值后才能求得被采樣對(duì)象的參數(shù)，而實(shí)際上在某一采樣時(shí)刻，計(jì)算機(jī)只能取得本次采樣和以前的采樣值，但是很多時(shí)候計(jì)算機(jī)必須在以后采樣值未獲取的情況下進(jìn)行計(jì)算分析。因此，在實(shí)際的采樣過(guò)程中所取的采樣頻率要高于理論值，一般為信號(hào)最高頻率的5-10倍。本次測(cè)試采用的采樣率為1000Hz。由此模塊輸出的信號(hào)為一波形數(shù)組。主程序轉(zhuǎn)速計(jì)的信號(hào)來(lái)源就是這個(gè)波形數(shù)組。圖4-2：數(shù)據(jù)采集模塊的程序框圖—數(shù)據(jù)采集圖4-3：數(shù)據(jù)采集模塊程序框圖—關(guān)閉數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的核心內(nèi)容是計(jì)算出由數(shù)據(jù)采集卡獲得的脈沖波形的周期。LabVIEW自帶有多個(gè)VI，使用他們可以方便的測(cè)量連續(xù)波形的時(shí)間周期。其中針對(duì)脈沖信號(hào)的PulseMeasurements.vi能夠從一個(gè)波形矩陣中測(cè)量周期、脈沖持續(xù)時(shí)間和占空比。本文中使用的改編后的PulseMeasurements.vi測(cè)出周期后，取倒數(shù)得到頻率，在乘上60就可得到電機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)速〔RPM〕。虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)的核心數(shù)據(jù)處理編程如下：圖4-4：轉(zhuǎn)速計(jì)算程序框圖圖4-5：周期測(cè)量程序框圖基于PulseMeasurements.vi的脈沖信號(hào)周期測(cè)量脈沖波形測(cè)量需要在測(cè)量波形特征時(shí)確定位置。通過(guò)狀態(tài)和參考電平可確定位置，并產(chǎn)生測(cè)量時(shí)間間隔，以此為根底可進(jìn)行各種時(shí)域測(cè)量。參考電平可使用戶(hù)通過(guò)確定參考電平交叉獲取波形信息。兩個(gè)相鄰波形采樣可通過(guò)參考電平交叉中的參考電平對(duì)幅度進(jìn)行劃分。線(xiàn)性插值用于給出對(duì)參考電平交叉的精確時(shí)刻的逼進(jìn)，如下列圖所示。圖4-6：獲取波形信息參考電平可指定為狀態(tài)電平的百分比，低狀態(tài)和高狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)于0和100％。最常見(jiàn)的低、中和高參考電平分別為10%、50%和90％。下列圖顯示了對(duì)脈沖波形的狀態(tài)和參考電平的典型選擇。圖4-7：理論參考電平設(shè)置LabVIEW計(jì)算波形上下?tīng)顟B(tài)電平的方法有三種:Histogram－用波形上下區(qū)域中具有最多波形點(diǎn)的直方圖區(qū)間的中心高度做為狀態(tài)電平的高度。波形的上下區(qū)域分別為從波峰波谷開(kāi)始算起、包含峰峰值40%的上下范圍。Peak－搜索整個(gè)波形的最大和最小高度。Autoselect－確定上下?tīng)顟B(tài)電平相應(yīng)的直方圖區(qū)間是否分別有超過(guò)5％的總波形點(diǎn)。如滿(mǎn)足，LabVIEW將返回這些結(jié)果。否那么，使用Peak方法。這可保證對(duì)方波或三角波返回一個(gè)有效的結(jié)果。LabVIEW通過(guò)參考電平定義一個(gè)完整周期內(nèi)的測(cè)量間隔。中間參考電平和高參考電平之間的距離必須等于低參考電平和中間參考電平之間的距離。如兩個(gè)距離不相等，LabVIEW將對(duì)高參考電平或低參考電平進(jìn)行調(diào)整，使距離等于較小的值。例如，如高參考電平為90%，中間參考電平為50%，低參考電平為20%，LabVIEW將使用80%替代90%作為高參考電平。高參考電平指定波形的高參考電平，單位為百分比〔默認(rèn)〕或絕對(duì)單位。信號(hào)上升穿過(guò)中間參考電平后，必須再穿過(guò)高參考電平，才可對(duì)下一次下降穿過(guò)中間參考電平進(jìn)行計(jì)數(shù)。中間參考電平指定波形的中間參考電平，單位為百分比〔默認(rèn)〕或絕對(duì)單位。波形與中間參考電平的每?jī)蓚€(gè)交點(diǎn)之間至少包含波形與高/低參考電平的一個(gè)交點(diǎn)。低參考電平指定波形的低參考電平，單位為百分比〔默認(rèn)〕或絕對(duì)單位。信號(hào)下降穿過(guò)中間參考電平之后，必須再穿過(guò)低參考電平，才可對(duì)下一次上升穿過(guò)中間參考電平進(jìn)行計(jì)數(shù)。由數(shù)據(jù)采集卡得到的實(shí)際信號(hào)波形如下：圖4-8：實(shí)際輸入信號(hào)波形參考電平設(shè)置示意根據(jù)實(shí)際信號(hào)波形圖，選取高參考電平為60%，中間參考電平為50%，低參考電平為40%。信號(hào)上升與中間參考電平交于點(diǎn)1，然后必須依次通過(guò)與高電平的交點(diǎn)2，通過(guò)下降沿與中間參考電平的交點(diǎn)3，通過(guò)與低參考電平的交點(diǎn)4后才會(huì)對(duì)下一次信號(hào)上升沿與中間參考電平的交點(diǎn)1′計(jì)數(shù)。波形的周期就是相鄰兩個(gè)中間參考電平與上升波形交點(diǎn)1與點(diǎn)1′之間的時(shí)間間隔。具體編程如下：圖4-9：改編后的脈沖測(cè)量?jī)x程序框圖周期返回相鄰兩次同方向穿過(guò)中間參考電平的時(shí)間間隔，以秒為單位。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示在實(shí)際的測(cè)試應(yīng)用中，通常需要將采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)保存起來(lái)，本設(shè)利用WriteLabVIEWMeasurementFile節(jié)點(diǎn)將測(cè)試結(jié)果寫(xiě)入到測(cè)試數(shù)據(jù)文件。利用此節(jié)點(diǎn)將測(cè)試數(shù)據(jù)文件寫(xiě)入硬盤(pán)中，存儲(chǔ)路徑可供使用者自己選擇，但要注意的是讀取測(cè)試數(shù)據(jù)的時(shí)候要注意讀取的路徑一定要和寫(xiě)入的路徑相同。研究人員不需要大量的數(shù)據(jù)記錄工作，而且隨時(shí)可以直接調(diào)用出來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這顯然要比傳統(tǒng)的測(cè)試儀器方便得多。圖4-10：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示程序框圖圖4-11：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示前面板前控制面板設(shè)計(jì)這局部設(shè)計(jì)主要包括：速度曲線(xiàn)、速度盤(pán)、采樣信號(hào)監(jiān)測(cè)、測(cè)量參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示的面板窗口。速度表盤(pán)中的指針的抖動(dòng)能夠很直觀(guān)的模擬轉(zhuǎn)速的變化，能很方便的知道轉(zhuǎn)速的粗略值和當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速的增減趨勢(shì)，而其上的數(shù)字顯示窗口那么能準(zhǔn)確的讀出當(dāng)前的轉(zhuǎn)速值。速度曲線(xiàn)窗口，記錄了轉(zhuǎn)速信號(hào)在最近一段時(shí)間的變化趨勢(shì)，其縱坐標(biāo)代表速度值，橫坐標(biāo)那么反映速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，當(dāng)時(shí)間超過(guò)橫坐標(biāo)最大值即時(shí)，顯示器中的波形將會(huì)隨時(shí)間的推移而沿著時(shí)間軸滾動(dòng)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示窗口供使用者將測(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在指定的文件中，同時(shí)數(shù)據(jù)表格窗口可以讀取前面測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)。輸入信號(hào)監(jiān)測(cè)窗口是為了方便使用者在測(cè)量不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，能根據(jù)獲取的信號(hào)，恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置參考電平、極性、電平計(jì)算方法等測(cè)試參數(shù)，使儀器能更精確的測(cè)量。圖4-12：轉(zhuǎn)速計(jì)前面板4.3測(cè)試結(jié)果分析在完成上述硬件和軟件的設(shè)計(jì)和構(gòu)架后，進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量。使用的電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為95.9RPM。初始測(cè)試時(shí)低參考電平設(shè)置為20%，中參考電平為50%，高參考電平為80%，計(jì)算波形上下?tīng)顟B(tài)電平的方法為Autoselect，經(jīng)過(guò)屢次測(cè)試，從虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)上得出一組數(shù)據(jù)：94，105，121，96，95，98，96，97，101，103。從數(shù)據(jù)可以看出，轉(zhuǎn)速計(jì)測(cè)試的結(jié)果誤差較大。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)采卡輸入信號(hào)的檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)由數(shù)據(jù)采集卡采集的輸入信號(hào)，干擾很大，干擾波形的幅值到達(dá)1.25V，而脈沖信號(hào)的幅值為4.5V,將低參考電平設(shè)置為20%，其所在的位置為4.5*20%=0.9V處，干擾信號(hào)的波峰處于低參考電平上，這嚴(yán)重干擾了脈沖的識(shí)別，因此產(chǎn)生的結(jié)果誤差較大。根據(jù)信號(hào)采集卡輸入的信號(hào)，通過(guò)不停的調(diào)試，最終將低參考電平設(shè)置在40%，中間參考電平為50%，高參考電平設(shè)置那么為60%，計(jì)算波形上下?tīng)顟B(tài)電平的方法為Peak，測(cè)試說(shuō)明這樣就能有效防止干擾信號(hào)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。通過(guò)轉(zhuǎn)速計(jì)測(cè)得的一組數(shù)據(jù)為：94，95，95，96，95，95，94，96，95，95。數(shù)據(jù)誤差范圍≤2%，能滿(mǎn)足一般的測(cè)試需要。誤差來(lái)源主要是來(lái)自于數(shù)據(jù)采集局部，由于測(cè)試所用電機(jī)并非固定，轉(zhuǎn)動(dòng)后會(huì)產(chǎn)生輕微的偏移，傳感器采集信號(hào)時(shí)產(chǎn)生誤差。相信在固定電機(jī)與傳感器的相對(duì)位置，或采用高精度的傳感器能大大提高精度。由于測(cè)試條件的限制，本設(shè)計(jì)中沒(méi)有深入測(cè)試下去。設(shè)計(jì)中使用模擬信號(hào)發(fā)射模塊，將一周期為0.2S的脈沖波形加上干擾模擬實(shí)際輸入信號(hào)輸入到轉(zhuǎn)速計(jì)中進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速計(jì)的精度范圍能到達(dá)0.01%,這個(gè)精度到達(dá)傳統(tǒng)硬件式轉(zhuǎn)速計(jì)中超高精度型的級(jí)別。因此，在解決掉數(shù)據(jù)采集方面的精度限制后，虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)也能推廣到高精度測(cè)量中。圖4-13：轉(zhuǎn)速計(jì)后面板程序框圖圖4-13：轉(zhuǎn)速計(jì)后面板程序框圖圖4-14：轉(zhuǎn)速計(jì)圖4-14：轉(zhuǎn)速計(jì)實(shí)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速前面板顯示圖〔注：圖上數(shù)據(jù)為電機(jī)超速狀態(tài)下獲得〕第五章結(jié)論轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速開(kāi)展，在旋轉(zhuǎn)物體速率測(cè)量方式上應(yīng)用了各種新的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的準(zhǔn)確高效、平安便捷。傳統(tǒng)硬件式轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍一般為幾十轉(zhuǎn)至幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，測(cè)量精確度大多為1%以下，極少高精度型產(chǎn)品能到達(dá)0.01%。本設(shè)計(jì)中基于虛擬儀器技術(shù)開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)速測(cè)試系統(tǒng)，使用傳感器、數(shù)據(jù)采集卡等簡(jiǎn)單的硬件，結(jié)合LabVIEW開(kāi)發(fā)的軟件測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量，精度可以到達(dá)2%。雖然精度還不及硬件式轉(zhuǎn)速計(jì)，但也能到達(dá)一般的機(jī)械測(cè)試要求，而其本錢(qián)卻較硬件式轉(zhuǎn)速計(jì)大大減少。況且其還具有很大的提升空間，使用高效的數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)編程的簡(jiǎn)潔，使用高精度的傳感器等都能帶來(lái)精度的提升。但相應(yīng)的開(kāi)發(fā)本錢(qián)也會(huì)上升，如何保證提低本錢(qián)下提高其精度還有待研究。本虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)還具有開(kāi)發(fā)周期短、操作靈活、易于修改、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；該系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行信號(hào)的測(cè)量,并具有數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)功能,可進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展如數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)打印和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控等。在測(cè)試過(guò)程中可通過(guò)軟件處理將電機(jī)運(yùn)行過(guò)程的特性曲線(xiàn)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。兼容性強(qiáng)，升級(jí)方便?；谔摂M儀器技術(shù)的轉(zhuǎn)速計(jì)能根據(jù)被測(cè)電機(jī)的不同，進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試參數(shù)設(shè)置，以適應(yīng)各類(lèi)電機(jī)的測(cè)試。隨著LabVIEW庫(kù)函數(shù)的開(kāi)展，可應(yīng)用的編程模塊將越來(lái)越多，所能實(shí)現(xiàn)的功能也將隨之增多，基于虛擬儀器的轉(zhuǎn)速計(jì)易于修改的特點(diǎn)將使其能方便的升級(jí)，防止了重復(fù)開(kāi)發(fā)，節(jié)約了開(kāi)發(fā)時(shí)間。因此，作者認(rèn)為，基于虛擬儀器的轉(zhuǎn)速計(jì)還是具有很大的推廣價(jià)值的。設(shè)計(jì)到達(dá)了最初的指標(biāo)要求。作者認(rèn)為在測(cè)速的理論和實(shí)踐工作中，還有許多工作有待完成：本文設(shè)計(jì)的虛擬式轉(zhuǎn)速計(jì)只對(duì)低速電機(jī)進(jìn)行了測(cè)試，而對(duì)高速電機(jī)并未進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，因此在高速環(huán)境下本轉(zhuǎn)速計(jì)的性能和精度還有待進(jìn)一步的測(cè)試。轉(zhuǎn)速的測(cè)試只在一臺(tái)電機(jī)上進(jìn)行，對(duì)于測(cè)試其它不同轉(zhuǎn)速電機(jī)的測(cè)試參數(shù)設(shè)置上只做了理論說(shuō)明，并未實(shí)際數(shù)據(jù)操作，這局部工作還可進(jìn)一步探討。對(duì)于改良傳感器，提高數(shù)據(jù)采集精度以便于提高轉(zhuǎn)速計(jì)的精度方面，本文只是進(jìn)行了理論性的預(yù)測(cè)，具體實(shí)現(xiàn)的效果還有待研究?？傊?，使用虛擬儀器技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量還是一個(gè)較新的問(wèn)題，還有許多問(wèn)題需要研究，而且如何將實(shí)驗(yàn)室研究成果應(yīng)用到實(shí)際工程中等一系列問(wèn)題均等待有志者進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探討。致謝在此論文完成之際，首先向我的導(dǎo)師教授表示深深的謝意，感謝導(dǎo)師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予的學(xué)術(shù)上的指導(dǎo)，感謝導(dǎo)師為我提供的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，培養(yǎng)了我實(shí)際動(dòng)手能力。余老師深厚的理論功底，豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，講解問(wèn)題清晰明了，使我終身受益。感謝學(xué)姐，在我設(shè)計(jì)期間，在實(shí)驗(yàn)、調(diào)試方面對(duì)我的大力支持和幫助，是她提供了盡可能多的實(shí)驗(yàn)條件和工作經(jīng)驗(yàn)方面的指導(dǎo)。在她精心的指導(dǎo)下，使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這里，我向她表示衷心的感謝。感謝同學(xué)們?cè)谖艺n題研究和論文撰寫(xiě)過(guò)程中，給我提供的合理建議，以及整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的幫助。感謝所有曾經(jīng)幫助和關(guān)心我的人。參考文獻(xiàn)陳錫輝,LabVIEW8.20程序設(shè)計(jì)從入門(mén)到精通[M],第1版，北京:清華大學(xué)出版社，2007.1-148Bishop，R.H，LearningwithLabVIEW7Express[M]，第1版，2003.28-56楊智，袁媛，賈延講.虛擬儀器教學(xué)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)明教程[M],第1版，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2023.132-137柏林，王見(jiàn)，秦樹(shù)人.虛擬儀器及其在機(jī)械測(cè)試中的應(yīng)用[M]，第1版，北京：科學(xué)出版社，2007.1-60王磊，陶梅.精通LabVIEW8.0[M