多功能摩擦磨损试验测控系统模块化研究

摘要

本文针对当前摩擦磨损测试系统软件通用化程度低的问题，在重点分析了多功能摩擦磨损试验机各功能模块特点的基础上，将组件技术、自动化技术以及测试技术与摩擦磨损试验机有机地结合起来，编制了不同的模块组件，实现了试验过程的模块化测试。 首先，文章总结了不同摩擦磨损试验机的特点，特别针对多功能摩擦磨损试验机，充分剖析其设计结构，对不同参数信息获取方法做了详细概括，建立了旋转摩擦系数、往复摩擦系数等参数的数学模型，并将功能相近的一些单元归列为不同的模块供后期处理。 其次，重点完成了不同功能块的编制，包括数据采集模块、转速控制模块、趋势曲线显示模块和打印模块四部分。数据采集模块基于多线程技术实现，能对不同二次仪表和采集卡数据进行实时采集；转速控制模块主要针对西门子变频器对电机的控制而进行编制，设计了不同的速度谱实现方式，并利用高精度定时器来实现对转速调节的精确控制；趋势曲线显示部分设计了最大可同时显示10条实时曲线的能力，能完全满足不同摩擦磨损试验机参数显示的需要；打印模块的编制采用的是外接程序的方法来实现，主要用来对实验数据进行打印和保存。 最后，借助Visual Basic6.0软件和编制的各模块对各种摩擦磨损试验机组建了不同的测试系统。由于采用的是模块化搭建方法，测试系统操作界面友好，测试流程快速便捷。通过后期开展的对比性及重现性实验表明，组建的测试系统稳定可靠，获得的试验结果真实有效。

目录

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章 绪论

1.1 摩擦磨损及试验简介

1.1.1 摩擦磨损概述

1.1.2 摩擦磨损试验的目的和意义

1.1.3 摩擦磨损试验方法

1.2 摩擦磨损试验机概述

1.2.1 摩擦磨损试验机分类

1.2.2 摩擦磨损试验机发展状况

1.3 现代测试技术研究现状及分析

1.3.1 测试技术基本概述

1.3.2 现代测试系统的基本结构与类型

1.3.3 现代测试技术发展趋势

1.4 课题研究意义及主要内容

1.5 本章小结

第二章 模块化摩擦磨损测控系统总体设计

2.1 试验机选用及介绍

2.1.1 摩擦磨损试验机选用

2.1.2 硬件总体设计

2.1.3 试验机功能介绍

2.2 测试系统工作原理

2.2.1 旋转方式参数模型建立

2.2.2往复方式摩擦力采集

2.3 测试系统组件技术使用

2.3.1 ActiveX组件概述

2.3.2 ActiveX组件技术内容

2.3.3 ActiveX组件技术特点

2.3.4 组件开发工具选择

2.4本章小结

第三章 测控系统参数信息获取及控制实现

3.1 传感器选型及工作原理

3.1.1 力信息获取及传感器选择

3.1.2温度传感器选用

3.1.3 湿度传感器选用

3.2 二次仪表及采集卡选择

3.2.1 称重显示控制仪

3.2.2温度控制仪

3.2.3 湿度、露点变送/控制器

3.2.4 PCI-9111多功能数据采集卡

3.3 数据传输实现

3.3.1 RS485串行通讯介绍

3.3.2 基于RS485的串行通讯协议

3.3.3 多串口卡使用

3.4 变频器对试验机电机控制

3.4.1 变频器在摩擦学测试中的应用

3.4.2 变频器控制电机的实现

3.4.3 变频器通信与抗干扰措施

3.5本章小结

第四章 测控系统功能模块软件设计

4.1 功能块划分及模块化设计

4.2 数据采集模块(DataCollect)编制

4.2.1 采集模块设计

4.2.2 采集模块功能实现

4.2.3 多线程技术使用

4.2.4 串口分时复用

4.2.5 接口函数

4.3 速度控制模块(SetSpeed)编制

4.3.1 功能块总体设计

4.3.2速度控制模块框架

4.3.3 速度谱实现

4.3.4 高精度定时器使用

4.3.5 接口函数

4.4 趋势曲线模块(TrendCurve)创建

4.4.1 趋势曲线功能实现

4.4.2 参数设置与数据输入

4.4.3 数据处理

4.5 外接打印程序(Print)实现

4.6本章小结

第五章 利用模块组建摩擦磨损测试系统

5.1 组建摩擦磨损测试系统

5.1.1 四球摩擦磨损测试系统

5.1.2 多功能摩擦磨损测试系统

5.2 组建测试系统框架结构

5.2.1 参数设置界面

5.2.2 报警及时间设置

5.2.3 数据保存

5.3 测试系统达到的效果

5.3.1 重现性试验

5.3.2 对比性试验

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文