基于虚拟仪器的叉车振动特性测量技术

    1 虚拟仪器简介

    虚拟仪器是基于计算机软、硬件的测试平台,用于替代传统的测试仪器;可集成于自动控制、工业控制系统和建专用仪器系统。它由计算机、应用软件和仪器硬件组成,于传统仪器一样,虚拟仪器具有3大功能:信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出。

    LabVIEW是一种图形化的编程语言[1]。它是一个仪器系统开发平台,具有直观界面、便于开发、调试、易于学习和掌握的特点,并且具有各种仪器驱动程序和工具库。它以软件为中心,利用计算机强大的计算、显示和连接能力,在屏幕上组建用户自己的仪器、仪表,实现/软件就是仪器0的功能[2]。

    2 软件的组成

    信号的检测由数据采集和分析2大块组成。

    2.1 信号采集系统的构成

    系统结构见图1。

    数据采集软件的流程如下:

    1)创建数据采集任务。创建一个数据采集任务,同时捕捉错误信息。

    2)创建虚拟采集通道。按照需求分析,创建相应数目的虚拟采集通道,对每个通道的采集项目、量程范围、信号连接方式等通道信息进行配置,同时捕捉错误信息。

    3)采样设置。根据信号的实际特征,对采样率、采样点数、采样方式等采样参数进行设置,同时捕获错误信息。

    4)开始数据采集。开始具体的采集任务,同时捕获错误信息。

    5)读入采集数据。根据虚拟采集通道配置以及采样设置,读入采集所得的数据,同时捕获错误信息。

    6)停止数据采集。当完成一次数据采集任务时,停止数据采集任务;或者任何采集环节捕获到错误信息时,停止数据采集任务,反馈错误信息。

    2.2 信号分析

    在LabVIEW中包含着大量与信号处理相关的实用函数。这些函数包括时域处理、频域处理、滤波器设计和窗函数选择等[3]。甚至还有一些特殊的工具包,可以进行联合时频分析和小波分析等复杂的信号与分析[4]。实际从DAQ系统中测量的采集信号是信号的时域表示,给出了采样时刻被采样信号的幅度值。

    3 实验部分

    3.1 测试系统原理 

    测试系统的原理框图[5]如图2。

    加速度传感器测量叉车的振动信号,将其从非电量转换成电量;信号调理模块将振动信号放大到计算机可接受的范围;数据采集卡对振动信号进行测量,在LabVIEW数据采集模块控制下将振动信号采入计算机。LabVIEW开发的专用数据分析模块对采入计算机的振动信号进行相应的初步分析处理,然后再将分析处理结果通过LabVIEW开发的结果输出模块进行输出显示;同时,存储文件模块将采入的振动信号保存成测量数据文件。