多余度线位移传感器自动测试系统的设计与实现

摘要

某研究所设计、生产的多余度线位移传感器是一种高技术含量、高精度的精密传感器，是该所的拳头产品，也是我国某重点型号的核心部件。因其技术含量高、生产工业严格、材料要求高，相关参数多且要求高、造价高昂、生产量大，故对其功能指标、性能参数的综合测试就显得愈加重要。目前，该所对多余度线位移传感器的综合测试工作全部采用手工完成，不但工序繁琐、工作量大，而且也与测试操作人员的工作经验、工作习惯、责任心有关，在某种程度上还具有一定的随机性与任意性。 针对以上情况，本文研究、设计并实现了一套高效的多余度线位移自动化测试系统。该系统采用了先进的分布式网络检测方法，使用了市面上较为先进的数据采集设备，实现了针对研究所生产的7种线位移传感器所有项目的计算机自动化测试，这包括首先能自动完成对传感器的基本性能测试，即测试接线正确性检查、选择负载类型、所有调试验收所需各种电压电流的自动测量。其次实现了四余度传感器的四个传感器可同时被测量，并严格保证四通道的一致性和每一通道的测量精度要求，其中在硬件方面除过完成基本功能，还对控制电路板采取了各种抗干扰措施，以及对最终的测试系统使用了屏蔽保护，使得测量精度达到技术要求，软件上采用了“先读后发”的设计原则，使得数据采集更快更准。最后能通过系统采集数据后在上位机屏幕中显示需要观测的各种指标，并且计算测试结果，然后分析数据，打印验收记录表格。 从实践结果分析可以看出，本文设计的“多余度线位移传感器自动测试系统”各种技术指标符合技术要求。最终实现的测试系统，操作简单可靠耐用，经产品测试人员使用，大大提高了检测人员的工作效率，达到了预期效果，具有非常好的推广价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题及研究背景

1.2多余度线位移传感器自动测试系统的研究意义

1.3论文完成情况

1.3.1项目准备阶段

1.3.2项目设计阶段

1.3.3项目修改阶段

1.3.4项目最终现场调试阶段

1.4论文组织结构

第二章功能分析及设计方案

2.1线位移传感器基本性能

2.1.1传感器的基本概念

2.1.2传感器的分类

2.1.3传感器的地位与发展状况

2.1.4线位移传感器的工作原理

2.1.5传感器的标定

2.2该测试系统要测量的各种参数及测量方法

2.3功能分析

2.4系统总体设计方案论证

2.4.1常规实现方案

2.4.2分布式网络检测控制方案

2.4.3方案选择

第三章系统硬件实现

3.1硬件选型分析

3.1.1上位机

3.1.2数据采集智能单元

3.1.3位移测长智能单元

3.1.4系统控制智能单元

3.2系统硬件整体设计

3.3硬件各部分详细设计

3.3.1通信模块

3.3.2继电器模块

3.3.3继电器控制、驱动模块

3.3.4硬件看门狗设计

3.3.5负载模块

3.4硬件关键技术

3.4.1控制盒内部噪声

3.4.2空间电磁噪声

第四章软件设计实现

4.1系统软件主要完成功能

4.2软件使用编程语言选择

4.3人机交互操作界面设计

4.4各个智能单元与上位机的通信设计

4.4.1单片机控制模块通信设计

4.4.2数字测长仪通讯

4.4.3 Agilent34970A数据采集/开关单元

4.5数据库设计

4.5.1使用介绍

4.5.2数据处理及图形显示

4.6安装软件生成

第五章实验结果及可靠性分析

5.1实验结果分析

5.1.1误差范围

5.1.2灵敏度

5.1.3稳定性

5.1.4一致性

5.2继电器的寿命和预防维护

5.2.1继电器的使用寿命分析

5.2.2更换策略

第六章总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

6.2.1增加被测传感器型号

6.2.2测试速度

参考文献

论文发表

致谢

附录

西北工业大学业学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明