基于LabVIEW的泰勒圆度仪数字化改造

　　现在很多高校和研究所的实验室中,存在不少陈旧的测量仪器。这些仪器中,很多仪器的机械部分依然能够正常工作,仍旧具有极高的测量精度,缺点在于这些仪器的数据处理能力已经不符合现代测量的要求,或者本身不具备数据实时分析的功能。针对这些部分能利用的设备,我们有必要对其进行数字化改造,以适应现代测量的特定要求,亦能重复利用,节省大量科研费用。

　　数字化改造的本质在于仪器数据自动采集、数据分析、实时处理等功能的实现。这些必然涉及程序的编写,对于我们来说学习编程过于繁琐,于是图形化的程序语言(又称为/G0语言)的诞生增强了我们构建自己的科学和工程系统的能力,提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径,大大提高了工作效率。

　　LabVIEW是一种图形化的编程语言,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。这是一个功能强大且灵活的软件,使用LabVIEW编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念,因此, LabVIEW是一个面向最终用户的工具。

　　1 改进的泰勒圆度仪系统及原理

　　系统原有转台、导轨等保留;鉴于体积庞大且功能单一,原系统中的电气部分舍弃,取而代之的是电感传感器、数据采集卡和PC机,见图1。那么,改进后的系统可以分为三部分:工作台、信号采集以及数据处理。数据采集卡驱动程序和LabVIEW软件需安装于计算机中。测量前,将工件放置在转台上,调整电感测头到合适位置。测量时,转台匀速旋转,电感传感器感知的信号接入数据采集卡,采集卡通过AD转换再将信号送入计算机,计算机对采集到的信号进行数据实时处理,运用编写的多种评定算法,实时绘制出图形以及计算出最终结果。

　　2 系统硬件组成

　　2.1 工作台区

　　原系统的转台以及导轨性能优异,能够正常工作,也能够满足测量要求,是重复利用的部分。

　　2.2 电感传感器及数据采集卡

　　电感传感器负责对信号进行采集、放大和预滤波,将信号放大到与数据采集卡中的A/D转换器相适配,并提供足够的驱动能力,抑制干扰噪声信号中的高频分量,将其频带压缩以降低采样频率,避免产生混淆,保证信号质量,提高信噪比。

　　系统中的数据采集卡选用北京迪阳公司的U18模板,该模板是USB总线兼容的数据采集板,经USB电缆接入计算机,且体积小,即插即用。U18板上设计有12Bit分辨率的A/D转换器和D/A转换器,提供了16路单端或8路双端的模拟输入通道和4路D/A输出通道, A/D转换器输入信号范围:±5V、±10V、0~10V。16路开关量输入, 16路开关量输出且均能上电清零。