基于虚拟仪器的斜圈弹簧综合测试软件开发

摘要

斜圈弹簧因其具有特殊的非线性刚度特性，广泛地应用于机械密封、电力连接等领域。目前国内并无一套成熟的检测系统对其力学性能进行检测，为了更好的满足斜圈弹簧测试需求。本文以斜圈弹簧刚度实验台为载体，以LabVIEW作为软件开发平台设计了斜圈弹簧综合测试软件。主要研究内容如下： 首先，本文对图形化编程特点与虚拟仪器进行了简介，同时介绍了近况和发展方向。在此基础上，结合斜圈弹簧刚度实验台，重点介绍了测试系统的总体结构设计思想和软件开发过程。以模块化思想及良好的人机交互性作为前提，对于系统各个子模块的设计实现进行了研究。同时基于NI-PSP协议的网络共享变量开发了针对于移动通信设备与实验台的交互功能，完成了对于实验过程的远程监控。 其次，本文以实验台的斜圈弹簧加载模块作为分析的关键，对斜圈弹簧加载系统的构成环节与加载原理进行了简述。在此基础之上设计了基于伺服驱动器位置控制模式下的加载控制方案，研究了斜圈弹簧伺服加载系统并建立了相应的数学模型。在此理论基础上利用Matlab软件对斜圈弹簧压力闭环系统完成了动态仿真，以LabVIEW软件为载体进行了基于伺服驱动器位置控制模式下压力闭环控制系统的开发，设计了相应的界面，实现了不同载荷谱的加载。 然后本文主要从实验台机械测试系统方法、虚拟仪器误差分析与合成、误差修正等方面对斜圈弹簧测试系统进行分析。由此推出了系统误差传递模式与误差构成公式，从理论上进行了误差成因的研究。着重分析了数据采集的硬件结构、上位机系统开发核心技术、系统抗干扰措施，以此来保证精度。 最后利用编写完成的斜圈弹簧综合测试软件测试系统完成不同型号和尺寸斜圈弹簧的测试实验，验证了本系统的实用性、灵活性、可靠性，同时减少了测试成本，增加了测试效率，方便了斜圈弹簧测试实验。

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