基于LabVIEW的虚拟现场动平衡实验仪设计

　　在工业生产中,在质量分布不对称的状态下,旋转机械由于离心力不能平衡抵消,从而引起振动和噪声。所以,必须进行现场动平衡以消除振动等因素的影响,而进行现场动平衡可以借助于现场动平衡仪[1],但现场动平衡仪价格昂贵,且不便携带。为此,提出一种简单实用的单面现场动平衡方法———三点加重法,这一方法采用的设备简单,只需要测振传感器即可实现测试,但作图分析的过程复杂,不易被掌握,容易出现错误[2]。随着计算机科学和微电子技术的迅速发展,开发出了一种新型仪器———虚拟仪器[3]。虚拟仪器是计算机科学技术介入仪器领域所形成的一种新型的、富有生命力的仪器种类。利用虚拟仪器技术,通过软件编程可实现对动平衡进行采样、记录以及实时分析与处理。基于此,作者开发出一套利用LabVIEW设计的虚拟现场动平衡实验系统。

　　1　测试系统的硬件组成及原理

　　测试系统的硬件组成如图1所示。虚拟动平衡测试系统由拾振器(选用国产CD-21型速度传感器)、调理放大器、ACL-511数据采集卡和计算机组成。其中数据采集卡有8个单端12位模拟量输入通道、1个12位模拟量输出通道和3种可编程A/D触发模式,由计算机直接控制进行数据采集,数据采集结果可在虚拟仪器面板上显示,并存入数据库。

　　2　测试系统软件设计

　　在系统硬件配置完成后,可以利用虚拟仪器编制相应的软件,完成数据的采集、分析、计算、输出、存储和显示。该软件主要包括仪器驱动程序、应用程序和软面板程序3个部分[4]。

　　2·1　仪器的驱动程序

　　仪器驱动程序主要用来设置A/D采集卡初始参数、通道和工作方式,使虚拟仪器保持在正常的工作状态, ACL-811采集卡配备了ACLS-LVIEW驱动程序,该程序带有ALV·llb,提供了许多子VI对采集卡进行初始参数设置。

　　2·2　应用程序

　　2·2·1　软件系统的基本组成

　　软件系统包括现场动平衡测试数据采集与存储,转子波形显示与回放。利用实验数据进行动平衡质量的解算与不平衡质量大小和位置显示以及振动信号的频域波形显示等等。一般利用LabVIEW开发平台在W indows操作系统支持下编写,利用LabVIEW提供的强大的数据采集软件,通过软件以及DAQ卡完成模拟信号的数据采集,并利用A/D功能将其转化为数字信号。应用计算机进行分析、显示和存储。利用LabVIEW开发平台中的控制功能模板Functions/Graph/Wave form Graph中的子VI对采集到的数据进行处理,以示波器形式显示在屏幕上;而动平衡矢量的解算与分析则采用功能模板Functions/Analysis/Measurement中的子VI进行分析计算,并将结果在屏幕上输出显示[5]。用户就是通过编制应用程序来定义虚拟仪器的功能,这就是软件设计的主要部分。