刘江[1]2002年在《霍尔实验数据采集系统的设计》文中研究表明物理实验是培养学生的科学思维方法和科学研究能力的重要途径。将计算机技术引入物理实验教学中可促进教学质量的提高。本文以霍尔实验为试点进行了实验器材的改造，将计算机技术、智能仪表技术与物理实验教学相结合，设计了霍尔实验数据采集系统。 本文主要完成了以下工作：(1)系统方案选择。经过论证，我们采用了分散型数据采集方案。由一台上位机和多台下位机构成主从式数据采集系统。下位机作为数据采集单元完成实验信号的采集并将数据上传至主机，上位机完成实验数据的处理与存储等功能。上位机与下位机之间通过RS-232或RS-485总线进行通讯。(2)完成系统硬件设计。包括信号调理、A／D转换、串行通讯、显示存储等几部分。为简化硬件设计，我们采用了I~2C总线扩展技术进行了下位机的存储、显示和键盘几部分的设计。(3)完成系统软件设计。包括下位机和上位机两部分。在下位机部分还设计了I~2C总线软件模拟的通用软件包。上位机采用多线程技术实现通讯程序的设计。(4)在提高系统精度上进行了研究。对霍尔元件的误差进行分析并给出补偿方法；对仪表放大器和A／D转换器引起的误差进行了理论分析；采用了数字滤波技术和采用神经网络方法实现的非线性校正技术进行软件补偿。 本系统已成功应用于实验教学中，对于其他物理实验的改造具有一定的借鉴意义。
付月辉[2]2008年在《列车运行设备安全评估的检测系统》文中提出列车运行设备的安全评估在整个轨道交通系统的安全评估中占有非常重要的地位,研究列车运行设备的安全评估对于提高列车运行的安全性具有重要意义。为了实现列车运行设备安全评估的基本功能,在实验室成功搭建了一套检测系统,以异步电机检测为实验对象,对异步电机的运行参数进行在线监测。整个实验系统主要包括变频调速控制部分和检测部分,电机调速控制部分主电路采用交-直-交电压源型变压变频装置,控制电路以TMS320F2812为核心,实现对异步电机的变频调速控制。本文重点是检测部分的设计和实现。首先,综合考虑开发成本和系统性能,对检测系统硬件和软件进行了设计,硬件主要包括传感器、信号调理电路、数据采集卡;软件设计以Visual C++6.0为开发工具,软件系统能够实现数据采集、数据存储、数据实时显示、历史数据再现、特征提取等功能。其次,利用信号处理技术将PC机检测的海量实验数据进行特征提取,从大量实验数据中提取与被测量状态相关、代表被测量性质的特征数据,利用特征数据对被测量进行评估,同时只对特征数据进行保存,节省了存储空间。本实验系统以被检测叁相电流、温度和转速为研究对象,提取叁相电流的特征参数,如周期、有效值、峰峰值,温度和转速的变化率,采用平行坐标法对特征数据进行可视化,通过给定阈值,估计出电机的工作状态是正常稳定运行、安全运行还是危险运行,以免发生故障,损坏设备。最后,通过实验结果分析,验证了该检测系统在精度和实时性方面满足要求,能够实现对被测对象状态数据的采集、实时显示、保存及安全估计,能够从理论和方法上模拟实现列车运行设备实时安全状态监测的基本功能,达到了设计的目的和预期要求,为下一步进行分布式监控系统的研究提供参考。
谢文龙[3]2017年在《锥螺纹在机测量技术研究及系统开发》文中认为目前,管锥螺纹修复加工过程中的对刀检测方式主要以人工手动检测为主,该方式不但检测效率低,且精度也难以保证。本文针对螺纹对刀检测中存在的难题,提出了一种基于霍尔传感器的非接触式在机测量方法,并设计了配套的测量系统,对比以往的测量方法,上述方法具有效率高、成本低、抗干扰能力强等优点,为实现螺纹自动化修复奠定了基础。首先,在对螺纹修复对刀原理和霍尔传感器测量原理进行深入研究的基础上,分析了霍尔传感器测量螺纹的原理,并论证了将霍尔旋转位置传感芯片应用于管锥螺纹测量的可行性。之后,根据螺纹实际测量要求,确定了本测量系统的系统方案,完成了单片机的选型及其硬件电路的设计,并根据系统的控制要求,完成了通信系统的程序设计,实现了传感器测量数据的采集与存储。其次,在数控管螺纹修复车床的基础上,搭建了管锥螺纹在机测量实验平台,通过对比实验分析了测量速度、测量方向、测量距离、永磁体的形状和位置等因素对测量数据的影响,最终根据数据的优劣程度,确定了本实验平台的最优测量条件。最后,通过分析现有的数据处理方法,结合螺纹截面廓型测量数据特征,提出了基于窗口数据均值偏差的自适应平滑算法去除噪声干扰,再根据平滑后数据的线性分布规律确定局部拟合窗口宽度,并利用最小二乘法对窗口数据局部拟合、求取螺纹特征点参数。将上述算法编入单片机中进行联机调试,通过调试结果与实际计算结果的对比分析,验证了算法程序的正确性,确定了系统的测量精度。本研究旨在通过在机测量螺纹轴截面廓型,实现螺纹的自动化加工和修复过程,提高螺纹修复加工效率、降低工人劳动强度,使数控螺纹修复车床能够承担更多的螺纹加工和修复任务。
韩波[4]2010年在《基于PXI总线的钢丝绳张力检测系统研究》文中研究说明钢丝绳作为提升、运输等设备中承载的关键部件被广泛地应用于许多工程领域,钢丝绳在工作过程中所承受的张力及其变化是影响其寿命的重要因素,直接关系到人员生命和国家财产的安全。近年来,钢丝绳在工作过程中突然断裂而造成的重大事故时有发生。因此,研究钢丝绳张力的在线定量检测的实用技术与方法是十分必要的。本课题主要以美国NI公司的PXI总线为基础,开发一套钢丝绳张力检测装置,实时在线的对钢丝绳张力的变化做出判断,系统主要包括两大部分:硬件部分和软件部分硬件部分主要完成的数据的检测与采集,包括检测器的设计、调理电路、PXI数据采集硬件的选择和安装及一些主要参数的设置,检测器根据基于股波信号的非接触式钢丝绳张力检测原理而制造,检测元件为线性霍尔电路,调理电路用来调零放大以达到数据采集卡的要求与范围,PXI硬件主要完成数据的模数转换,以备软件的后续处理。软件部分采用图形化语言LabVIEW进行编程,以加窗FFT算法,实现了数据的分析处理,并结合数据库技术,将Microsoft Acesss数据库与LabVIEW相连接,开发了数据库管理系统,实现了数据的实时存储,查询,删除等功能。本课题所开发的钢丝张力检测系统具有稳定可靠、操作方便、界面友好、自动化程度高等有优点,利用PXI总线的硬件基础和图形化语言LabVIEW编程,使用户能够轻松对系统检测过程进行操作,随时修改各个功能的设计,进行系统的修改和扩展,使检测系统得到更加广泛的利用。
赵明[5]2014年在《海洋系泊钢缆断丝检测技术研究》文中认为系泊钢缆作为海洋系泊系统的主要部件,其对海洋石油开采安全起着十分重要的作用。钢缆长时间处于水下恶劣环境,使其极容易产生磨损、断丝、腐蚀等各种损害,严重威胁着海洋石油的安全发展。因此开展系泊钢缆质量检测的系列研究,已经成为国际热点之一,具有非常重要的经济和社会意义。本课题在完成了对漏磁检测技术应用于系泊钢缆无损检测领域的可行性论证后,设计并制作了系泊钢缆断丝检测系统。本检测系统由硬件装置和系统软件两部分组成。硬件装置部分主要功能是对钢缆进行磁化,利用传感器和信号调理电路实现钢缆断丝信号由非电量向电量的转换；系统软件部分主要实现钢缆断丝信号在PC机上实时显示功能。系统研制过程中首先分析了钢缆漏磁模型,并以此为基础设计并制作了系统励磁器；其次选择了SS496型线性霍尔传感器作为系统检测元件,并以此为基础设计了系统检测器和信号处理电路；再利用LabVIEW技术结合数据采集卡开发了钢缆断丝信号数据采集系统,实现了钢缆断丝信号在PC机上实时显示。最后本课题利用研制成功的系泊钢缆断丝检测系统,对不同类型钢缆缺陷在实验室条件下进行了速度、浸水、模拟外部包裹物和装置浸水检测实验。实验表明,本系泊钢缆断丝检测系统能够应用于系泊钢缆断丝的定性检测。本课题的研究成果将为进一步系泊钢缆无损检测实用技术研究提供参考依据。
宋晓红[6]2012年在《基于股波信号的钢丝绳张力定量检测研究》文中研究说明钢丝绳作为许多工程设备中承载的关键部件，其安全问题一直备受关注。钢丝绳在工作过程中所承受的张力及其变化情况是影响钢丝绳安全问题的一个重要因素。在高等学校博士学科点专项科研基金的资助下本课题研究并开发了钢丝绳张力在线、实时、定量检测的实用技术与检测系统，用以检测钢丝绳在运行过程中的张力及其变化情况，同时为完善钢丝绳的安全性评价提供依据。本课题根据对钢丝绳结构特点的分析，利用磁电转换技术获取钢丝绳股波信号，建立了钢丝绳张力与钢丝绳变形前后股波信号变化量之间关系的数学模型。在此理论研究的基础上设计开发了非接触式钢丝绳张力检测系统。主要包括张力检测器、信号调理电路、数据采集系统和虚拟仪器软件系统。张力检测器根据钢丝绳张力检测原理而设计，检测元件选用线性霍尔电路；设计调理电路用来放大使信号达到数据采集卡的要求与范围；数据采集系统采用以PXI总线技术为基础的多功能数据采集卡，实现数据的采集和模/数转换。虚拟仪器软件系统是结合虚拟仪器强大的计算能力和直观性等特点而设计的，采用图形化语言LabVIEW进行编程，实现了对数据的分析和处理。结合数据库技术，将LabVIEW与MicrosoftAcesss数据库相连接开发了数据库管理系统，实现了数据的实时存储，查询，删除等功能。本课题所开发的钢丝张力检测系统具有稳定可靠、操作方便、界面友好、自动化程度高等特点，利用虚拟仪器技术不仅节省了硬件开发的成本，并且使用户能够轻松对系统的整个检测过程进行控制，随时可以修改各功能和对整个系统进行修改与扩展，从而适用于不同的检测需要。
陈建飞[7]2005年在《船舶配电设备安全监测系统的研究》文中指出船舶配电设备是船舶电力系统的重要组成部分,它主要是用来分配船舶电能,并对用电设备进行监测、控制和保护。船舶配电设备工作环境较差,一旦发生故障,若不及时排除,将对人身安全和设备安全产生极大的威胁。本文研究的课题就是为了尽早发现故障并及时排除故障这一目的而设立的,本文主要对船舶配电设备安全监测系统进行研究和设计,同时对配电设备接地进行了研究。本课题来源于国家经贸委立项的“20万吨级浮式生产储油船(FPSO)”项目的子专题“船舶电气模块—MEM设计”,该子专题已列为“十五”国家重大技术装备研制项目。 本文设计的配电设备监测系统由硬件和软件两部分组成。硬件是监测系统的基础,本文利用霍尔元件的霍尔效应,开发了集成式霍尔电参量测量传感器,能够测量电流、电压和电功率的变化,同时设计了传感器的信号调理电路,并采用计算机和数据采集卡组建了数据采集系统。软件是监测系统的关键。本文采用目前测控领域比较先进的虚拟仪器软件平台LabVIEW设计了监测系统的软件,包括配电监测系统的数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、故障检测模块、数据记录模块、声音报警模块和参数设定模块等,设计了配电监测软件的数据库系统,用于存储和管理实时数据和故障报警信息,同时对监测系统的网络通讯进行了研究。通过该监测系统可以实时监测配电设备的运行状态及运行参数,当配电设备发生故障后,系统自动发出声光报警,并进行报警信息存储和打印。 本文对集成式霍尔电参量测量传感器进行了传感器标定实验,对配电监测系统进行了模拟实验。传感器标定实验标定结果为:电流传感器和电功率传感器的线性度均小于为1%,满足设计要求;配电监测系统模拟实验结果为:电参量测量误差小于1%,误差满足设计要求。标定实验和模拟实验结果说明,本文设计的配电监测系统工作正确,精度较高,达到了预期的目标。
冯立锋[8]2014年在《面向高精度伺服系统的磁电式编码器研究》文中研究说明磁电编码器是以磁敏元件为检测基础的新型角位移传感器，对比光电编码器和旋转变压器，它具备高可靠性，对使用环境要求低，抗震能力强，转速高，结构简单，装配简易，在同参数下体积更小，成本更低等诸多优点。近年来作为占编码器市场较大的交流伺服电机行业发展迅速，在保证性能的情况下对主要部件编码器的成本越来越敏感，由于磁电编码器优异的性能和较高的性价比，未来将在工控行业及其他领域替代其他编码器，发展潜力巨大。磁编码器主要分为传统的磁阻式磁电编码器和霍尔式磁电编码器，前者结构复杂，元器件的制取成本高，角度输出为增量式，而后者结构简单成本较低成为磁编码器发展的主流方向。本文在前人研究的基础上，研究一款面向高精度伺服系统的霍尔式多对磁极编码器，在低成本下实现高分辨率的角度检测，这对于工控领域和军工航天等特殊场合，都具有一定的研究价值。本文首先分析了单对磁极编码器和多对磁极的优缺点，在此基础上提出了组合式的总体方案框架，即利用单对磁极编码器解算的角度进行多对磁极区间的定位，然后通过多对磁极区间内的角度解算合成输出绝对角度，提高分辨率。在总体框架下，设计了磁信号发生结构并对磁钢产生的空间磁场进行建模和仿真，确定了最佳感应区域和气隙；开发了磁电编码器的信号处理卡并完成了调试。由于仿真存在误差，利用霍尔传感器对信号发生部分产生的实际磁感应强度进行测试，通过对比实验调整实际的安装位置和感应距离，并确定霍尔传感器的型号。设计原始角度采集程序，搭建数据采集系统，分别采集编码器静态和动态时的原始解算角度，初步分析组合式多对磁极编码器的参数。最终通过调试和实验表明，组合式多对极磁电编码器的总体方案是可行的，产生的原始角度信号品质较好，可以满足编码器的使用要求，通过增加磁钢的极对数有效地提升了分辨率。
孙建功[9]2017年在《钢丝绳故障检测实验系统的研究》文中指出钢丝绳凭借其自身的良好特性,被广泛应用到工业现场中。在使用过程中存在磨损、刮伤、断丝、锈蚀等损伤,而且钢丝绳使用的场合一般为电梯或者起重机等设备。为了确保安全,需要对钢丝绳进行故障检测。论文在总结了国内外钢丝绳故障检测技术的基础上,基于漏磁检测原理开展了钢丝绳故障检测实验系统的研究,主要工作如下:首先根据钢丝绳的损伤特点,以磁偶极子为数学模型建立了钢丝绳漏磁场,并决定以钢丝绳的径向漏磁场来研究钢丝绳的故障。其次设计了一整套钢丝绳故障检测实验系统。包括励磁装置设计,故障检测实验台机构设计、基于Labview的数据采集系统设计。由于钢丝绳漏磁信号中存在着大量噪声,只依靠单纯的电路设计是无法达到降噪目的,根据故障信号的特点,本文利用小波变换对故障信号进行降噪处理并达到了预期结果。最后对整个实验系统进行实验分析,分析了钢丝绳的断丝故障、磨损故障、采样频率、速度等。而且提取了钢丝绳漏磁信号的特征值,制做了网络训练库,利用BP神经网络算法进行网络训练,实现了对钢丝绳故障信号的定量识别。
王登泉[10]2011年在《基于逆磁致伸缩效应的超声电机非接触扭矩测量》文中研究表明由于超声电机的使用日渐广泛,所以对电机的转速和扭矩测量和控制提出了越来越高的要求。近年来,科研工作者多采用挂砝码和测功机的手段来测量超声电机的扭矩,但是以上方案都在测量过程中都要改变电机扭矩输出轴的受力情况,只能实现静态力矩的测试。非接触式旋转轴扭矩测量是扭矩测量的一个重要研究方向,其突破性的发展为不间断、高可靠性、高动态性精确测量扭矩提供了很多优秀的解决方案,同时极大的提高了被测装置控制的准确性。那么,借助非接触扭矩测量方案可以实现实时在线的扭矩检测。本文研究并归纳了主要的非接触式旋转轴扭矩测量方法,最终选取了基于特殊扭矩敏感材料测量扭矩的方案。该方案利用逆磁致伸缩材料的应力敏感性,设计了基于逆磁致伸缩材料的非接触超声电机扭矩测量实验装置,并取得了如下阶段性成果:1、本研究将逆磁致伸材料粘贴在碟形的超声电机转子(转盘)上,应用转子(转盘)对旋转轴应力的放大作用,提高了系统的测量精度和测量范围,并且节省了空间,为扭矩测量装置植入超声电机体内创造了可能。2、利用逆磁致伸缩效应,分析、设计、制作了励磁和检磁探头;并根据磁场理路和霍尔传感器输出信号的特性,设计并调试通过了扭矩信号的信号处理电路和数据采集系统。3、根据扭矩信号检测系统的要求,搭建、编写和调试成功了基于NI-DAQ板卡和Labview软件平台的检测软件。4、在模拟实验的基础上,利用滑动平均滤波器对扭矩信号进行了分析和处理,得到了较好的模拟实验结果。本文对超声电机扭矩的检测做了较为深入的探索,为实现超声电机的非接触扭矩测量提供了一定的技术基础。
参考文献：
[1]. 霍尔实验数据采集系统的设计[D]. 刘江. 河北工业大学. 2002
[2]. 列车运行设备安全评估的检测系统[D]. 付月辉. 北京交通大学. 2008
[3]. 锥螺纹在机测量技术研究及系统开发[D]. 谢文龙. 沈阳工业大学. 2017
[4]. 基于PXI总线的钢丝绳张力检测系统研究[D]. 韩波. 青岛理工大学. 2010
[5]. 海洋系泊钢缆断丝检测技术研究[D]. 赵明. 西南石油大学. 2014
[6]. 基于股波信号的钢丝绳张力定量检测研究[D]. 宋晓红. 青岛理工大学. 2012
[7]. 船舶配电设备安全监测系统的研究[D]. 陈建飞. 大连理工大学. 2005
[8]. 面向高精度伺服系统的磁电式编码器研究[D]. 冯立锋. 哈尔滨工业大学. 2014
[9]. 钢丝绳故障检测实验系统的研究[D]. 孙建功. 石家庄铁道大学. 2017
[10]. 基于逆磁致伸缩效应的超声电机非接触扭矩测量[D]. 王登泉. 上海交通大学. 2011