基于LabVIEW的数显百分表测量系统

　　0　引言

　　百分表作为位移及形变的测量量具,在机械加工、器械测量、仪器校准等领域广泛应用。百分表目前常用的有机械式和数显式两种。机械式百分表结构较简单,外廓尺寸小,重量轻,有较大的测量范围,但是存在视觉误差,不能直观反映被测量。而数显式百分表多采用容栅传感器将位移量转化为可供电路测量的电压信号,然后通过单片机采集电压信号使之转换为数字信号并进行处理,最终通过液晶显示器将读数显示出来。此类百分表结构简单、功能全、使用方便并且容易维修,但是在各种测量中需要反复读数,人工操作比较繁琐,正是基于这种需要,我们设计了这套自动测量系统。它主要用来采集数据以及对数据进行相关的分析。

　　1　系统设计方案

　　本系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括分辨力为0.01mm的数显百分表、连接线、容栅转接器等;软件系统主要用来记录、显示数据以及完成相关的分析等。

　　数显百分表有数据输出口,可通过JR-02容栅转接器与计算机RS-232口连接,进行数据的计算处理。硬件系统连接实物图如图1所示。

　　2　系统软件设计

　　本软件系统通过选择串口和设置其基本参数来配置软件从计算机串行通讯数据口读取数据,并可通过设置预读取数据位数来确定一次读取的数据位(RS-232通讯数据位为8位,在此处设为8位即可)。

　　读取的数据可在虚拟百分表上进行显示,并显示测量数据的实时趋势图,还可通过保存/读取按钮对数据进行保存/读取等。

　　由于系统包含功能较多,为了简化程序设计,本软件将从串口进行数据读取及显示功能作为子程序模块,便于主程序及其他测试系统软件程序的调用。

　　系统软件功能包括:硬件设置项目、文件操作项目、数据记录项目、数据显示项目、数据分析项目等。系统软件流程图如图2所示。

　　2.1　主程序设计

　　本系统主程序人机交互界面(即用LabVIEW8.2编制的系统前面板)如图3所示。

　　程序运行后,在串口选择一栏选择与系统硬件连接的串口,然后对传输的一些基本参数进行配置,包括波特率、数据位等,再指定预读取的数据位数。将这些参数配置好后,按下开始按钮,系统将进行数据的采集及显示,本系统设置3个显示控件,百分表虚拟显示盘、数值显示和百分表数据实时趋势图来满足不同测量的需要。单击保存按钮,可将数据保存到指定文件夹(在本系统中,是将其保存至Lab-VIEW DATA文件夹内),也可单击新建文件按钮,新建文件。单击停止按钮,将停止数据采集。单击读取按钮,可读取指定文件数据并在波形图上显示。此外,还可显示程序运行中的错误信息,便于工作人员查找错误源。测量任务完成后,单击退出按钮退出整个应用程序。