基于LabVIEW电子材料试验机测试系统的软件设计

摘要

电子材料试验机是测定材料力学性能的基本设备之一，广泛应用于电子、机械、塑料等领域。随着计算机技术的发展及应用需求的增加，旧式的材料拉伸试验机存在些缺陷，已无法满足现代测试需求，为了提高系统测试的效率和智能化水平，出现了将计算机控制、虚拟仪器等技术相结合的电子材料试验机测试仪器。
　　 本课题源于企业委托的技术开发项目，其目的是开发一套电子材料拉伸试验机测试系统，主要用于测试挠性电路板材料的力学性能。针对项目委托方的功能需求和试验机的发展现状的研究分析，制定出试验机测试系统的方案:下位机控制器采用ARM，应用程序采用LabVIEW开发，采用GPIB总线技术实现通信。
　　 基于课题的研究内容，首先论述了电子试验机的工作原理和理论分析，其次分析了系统的设计方案及GPIB通信技术的实现，这是软件功能设计的基础。然后重点论述了系统的设计与实现，主要包括GPIB通讯、曲线绘制、数据处理、数据存储与回放、打印等功能模块。
　　 对于仪器控制的程序，LabVIEW平台是最佳的选择，本文采用LabVIEW开发的应用程序界面直观，开发周期短。在实时测试模块中采用生产/消费者编程模式实现多线程处理，提高了系统的实时性和界面的响应速度。本文还介绍了数据实时处理的多种算法，并选择了合适的方法对采集的数据进行处理。
　　 电子试验机系统设计完成后，采用现场多次测试以验证是否达到实际要求，论文给出了系统的运行结果和测试数据，测试结果表明，本测试系统工作稳定可靠、实时响应性好，各项功能均达到了预定的设计要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题概述

1．2．1 课题的来源

1．2．2 课题的主要研究内容和主要工作

1．3 课题相关方面的发展

1．3．1 材料力学试验机系统国内外发展现状

1．3．2 国内外LabVIEW的应用现状

1．3．3 电子材料拉伸试验机未来的发展

第2章 电子材料试验机测试系统的总体分析

2．1 电子材料拉伸试验机系统的工作原理

2．1．1 电子材料试验机系统的工作原理

2．1．2 系统的测量原理

2．2 本文设计的试验机的功能分析

2．3 试验机系统的总体框图设计

2．4 本章小结

第3章 试验机测试系统方案设计及关键技术

3．1 系统的设计原则和开发过程及要求

3．1．1 系统的设计原则及要求

3．1．2 软件开发过程

3．2 电子材料试验机系统的需求分析

3．3 试验机系统的软件功能设计方案

3．4 系统软件开发平台—LabVIEW

3．4．1 开发语言的选择

3．4．2 LabVIEW设计模式

3．4．3 系统开发中用到关键技术

3．5 本章小结

第4章 GPIB通信协议和仪器驱动的实现

4．1 GPIB通信协议和接口芯片

4．1．1 GPIB总线介绍实现

4．1．2 GPIB握手协议

4．1．3 GPIB的标准接口功能

4．2 仪器驱动程序的实现

4．2．1 仪器驱动程序—VISA

4．2．2 转换接口卡的配置

4．3 本章小结

第5章 拉抻测试系统的软件设计与实现

5．1 用户界面(GUI)设计

5．1．1 LabVIEW环境下界面设计方法

5．1．2 测试系统的用户界面设计

5．2 TEST样品测试模块详细设计

5．3 GPIB通信模块

5．4 数据实时显示模块

5．4．1 曲线绘制及其相关操作功能设计

5．4．2 数据结果的显示和操作

5．5 数据存储模块

5．5．1 文件模式存储的方法

5．5．2 文件操作模式功能实现

5．5．3 LabVIEW访问数据库的实现

5．6 数据回放模块

5．7 打印报告模块

5．8 数据处理功能

5．8．1 参数指标计算

5．8．2 数字滤波算法

5．8．3 测试系统的数据处理

5．9 生成应用程序

5．10 本章小结

第6章 拉伸试验机系统的软件测试结果与分析

6．1 测试环境的硬件搭建

6．2 系统测试结果与分析

6．1．1 功能测试

6．1．2 算法的精度和准确性测试

6．3 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 本论文总结

7．2 展望

参考文献

致谢