本文關鍵詞：材料萬能試驗機測控系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：材料萬能試驗機是能夠在各種環(huán)境、條件下對不同的材料(金屬材料、非金屬材料)所制成的材料試樣進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉、沖擊等試驗,檢測其力學性能、機械性能以及其他物理性能測試的儀器設備。隨著工業(yè)用材料的不斷更新和微電子科學技術的高速發(fā)展,舊有的液壓材料測控系統(tǒng)和一些變頻測控系統(tǒng)在數據處理、控制方式和設備集成度等方面已逐漸不能適應廣大用戶的測試需求,迫切要求試驗機測控系統(tǒng)向數字化、智能化、集成化方面邁進。因此,研制一種高精度、高實時性的材料試驗機測控系統(tǒng)具有普遍意義�；诖�,本課題提出了一種基于微控制器和虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW的材料萬能試驗機測控系統(tǒng),具有運動控制精確和數據分析處理能力強等優(yōu)點。本課題通過收集目前關于材料試驗測控系統(tǒng)的相關信息,簡要介紹了材料試驗機的結構組成、工作原理、發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢,并將整個測控系統(tǒng)分成不同的功能模塊分別進行了硬件搭建和軟件設計。為保證系統(tǒng)硬件電路的正常運行,課題也對系統(tǒng)硬件的電磁兼容性進行了設計及測試�？傮w上來說,硬件電路包含力值檢測單元、位移及變形檢測單元、伺服控制單元和人機接口等功能模塊。通過對各功能模塊的需求分析,采用力傳感器、光電編碼器等檢測試驗數據,實現數據的實時采集。使用微控制器的強大數據處理功能實現對試驗數據進行傳輸、處理、顯示等操作。系統(tǒng)上位機軟件采用虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW,整個系統(tǒng)采用模塊化設計,實現對信號進行實時采集、動態(tài)顯示、精確控制、試驗數據分析存儲等處理。本課題設計的材料萬能試驗機測控系統(tǒng)可用于進行各種金屬或非金屬材料的力學性能試驗,相比舊有的試驗機測控系統(tǒng),課題設計的試驗機測控系統(tǒng)具有更強大的數據處理能力、精確的控制性能、更高的系統(tǒng)集成度以及良好的實時性。
【關鍵詞】：材料試驗機 傳感器 伺服驅動 LabVIEW
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH87;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 材料萬能試驗機的國外發(fā)展現狀9-10
• 1.3 材料萬能試驗機的國內發(fā)展現狀10
• 1.4 材料萬能試驗機的發(fā)展趨勢10-12
• 1.5 材料萬能試驗機的整體結構及工作原理12
• 1.6 論文主要內容12-14
• 1.7 本章小結14-15
• 2 力值檢測模塊的設計15-26
• 2.1 力值檢測簡述15
• 2.2 力值檢測傳感器15-18
• 2.2.1 電阻應變片式傳感器15-16
• 2.2.2 測量電橋16-18
• 2.3 A/D轉換電路18-22
• 2.3.1 AD7714工作原理18-20
• 2.3.2 AD7714特性20-22
• 2.4 A/D轉換模塊的硬件及程序設計22-25
• 2.5 本章小結25-26
• 3 位移及變形檢測模塊的設計26-32
• 3.1 簡述26
• 3.2 光電編碼器的工作原理26-29
• 3.2.1 絕對式光電編碼盤26-28
• 3.2.2 增量式光電編碼盤28-29
• 3.3 硬件電路設計29-30
• 3.4 力與變形的關系30-31
• 3.5 本章小結31-32
• 4 電機伺服驅動模塊設計32-47
• 4.1 電機驅動32-33
• 4.1.1 電機驅動簡述32
• 4.1.2 微處理器驅動電機的特點32-33
• 4.2 伺服電機33-41
• 4.2.1 伺服電機及其特點33
• 4.2.2 交流伺服電機的控制模式33-35
• 4.2.3 位置模式35-39
• 4.2.4 速度模式39-41
• 4.3 ModBus通信協(xié)議41-44
• 4.3.1 ModBus通信原理41-42
• 4.3.2 ModBus數據幀描述42-43
• 4.3.3 ModBus數據傳輸模式43-44
• 4.4 伺服驅動的軟/硬件設計44-46
• 4.5 本章小結46-47
• 5 系統(tǒng)硬件電路的電磁兼容性設計47-55
• 5.1 電磁兼容的簡介47-48
• 5.1.1 電磁兼容的定義47
• 5.1.2 電磁兼容的發(fā)展47
• 5.1.3 電磁干擾產生的原因47-48
• 5.1.4 電磁兼容的三要素48
• 5.2 電磁兼容的解決方法48-49
• 5.2.1 屏蔽技術48-49
• 5.2.2 濾波技術49
• 5.2.3 接地技術49
• 5.3 PCB電磁兼容性設計49-54
• 5.3.1 電源線的處理50-51
• 5.3.2 地線的設計51-52
• 5.3.3 濾波52-53
• 5.3.4 PCB布局和布線處理53-54
• 5.4 本章小結54-55
• 6 LabVIEW上位機軟件55-69
• 6.1 虛擬儀器與LabVIEW55-57
• 6.1.1 虛擬儀器簡介55
• 6.1.2 LabVIEW簡介55-57
• 6.2 系統(tǒng)軟件總體框圖57-59
• 6.3 系統(tǒng)軟件功能設計59-68
• 6.3.1 數據通信模塊設計59-63
• 6.3.2 主菜單設計63-66
• 6.3.3 數據顯示設計66-68
• 6.4 本章小結68-69
• 7 結論69-70
• 8 展望70-71
• 9 參考文獻71-76
• 10 致謝76

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