仪器测试实验报告参考模板

编号：
《仪器与测试项目》
实验报告
实验时间：06～07第一学期
姓名：_______________
学号：__ _
实验班级：03机自*班
指导教师：
**工业大学
第一部分：虚拟仪器图形编程
实验一：LABVIEW概述
分析练习1-5的Temperature Control Logger，由于第一课的实验最终是以练习1-5为目的的，所以练习1-5最有代表性，最全面，应该选用它为分析对象。

一．实验目的：
1.创建一个VI程序，以便作为SubVI子程序使用。

2.使用一个条件循环结构和一个被测波形图表实时地采集数据，并增加定时器控制
3.以图表方式显示数据并使用分析功能子程序。

4.学习使用Case结构。

5.学习使用顺序（Sequence）结构并且把数据传送到文件。

二．实验仪器：装有LABVIEW6.0软件计算机一台
三．LABVIEW概述：
虚拟仪表（VI）的概念:LABVIEW程序称为仪表程序，简称为VI.VI包括三个部分：前面板，框图程序和图标/连接口。

前面板用于设置输入数值和观察输出量，由于程序前面板是模拟真实仪表的前面板，输入量被称为Controls，输出量被称为Indicators，用户可以使用许多图标，如旋钮，开关，按钮，图表，图形等，来使前面板易懂易看
四．创建热电偶温度测量系统
前面板示意图如图1-1所示，框图程序如图1-2、图1-3、图1-4所示
图1-1
图1-2
图1-3
图1-4
工作原理：热电偶温度测量系统包括实时数据显示温度测量、温度波形显示、测量计算最大值、最小值、平均值、超出报警、产生数据文件存盘。

本程序可以在程序运行后，输入保存路径，名字，输入最高控制温度值，图表Temp History 实时显示温度情况，当温度超过红色警戒线时，灯就会亮，并发出beef声音。

当按住按钮停止运行，就会自动将数据保存到刚才输入的路径和文件名，图表Temp Graph为局部放大的温度示值，并且会计算出最大、最小、平均值
停止程序后，得到的部分数据清单如下所示：
TEMP LIMIT
86.426 86.000
85.449 86.000
85.449 86.000
84.961 86.000
84.961 86.000
84.473 86.000
84.473 86.000
83.984 86.000
83.984 86.000
83.496 86.000
实验二：数据采集
一．实验目的：使用简单I/O程序来执行扫描多个通道的数据采集工作。

二．实验仪器：装有LABVIEW6.0软件计算机一台；JX系列电涡流传感器；12V直流稳压电源；NI数据采集卡PCI-6023E;USB-9215,端子板；模拟转轴等构建轴径向振动测量系统三．数据采集概述：LABVIEW的数据采集（Data Acquisition）程序库包括了许多NI公司数据采集（DAQ）卡的驱动控制程序。

通常，一块卡可以完成多种功能模/数转换，数/模转换，数字量输入/输出，以及计数器/定时器操作等。

用户在使用之前必须要设置好DAQ 驱动程序。

DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量。

但是要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号（电压或者电流信号）。

有时不能把被测信号直接连接到DAQ卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。

总之，数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统－包括采集原始数据，分析数据，结果等。

四．创建齿轮的径向振动测量系统
前面板如图1-5所示
图1-5 图1-6
图1-7
框图程序如上图所示
工作原理：
在本实例中，扫描两个不同通道的模拟信号波形，并将它们分别在图表中绘出，通道1和通道2以采样率1000HZ采样100个点。

把二维数组的第0列定义为通道1的采集数据，第1列定义为通道2的采集数据。

最后把通道1和通道2的数据写入数据文件。

部分数据清单如下所示
-10.000 -4.824
-10.000 -2.129
-2.549 -2.070
1.763 -1.943
1.792 -1.929
1.807 -1.938
1.816 -1.973
1.826 -
2.026
1.831 -
2.051
1.157 -5.195
-2.095 -5.200……
实验三：仪器控制
一．实验目的：实现从一台串行仪器中读取测量值。

二．实验仪器：一块已安装GPIB卡，一台GPIB仪器，以及LabVIEW开发系统。

三．串行通讯概述：串行通讯是一种常用的数据传输方法，它用于计算机与外设，例如一台可编程仪器，或者与另外一台计算机之间的通讯。

串行通讯中发送方通过一条通讯线，一次一个字节，把数据传送到接受方。

由于大多数电脑都有串行接口。

然而，串行通讯的缺陷是一个串行接口只能与一个设备进行通讯。

一些外设需要用特定字符来结束传送给它们的数据串。

常用的字符是回车符、换行符、或
者分号。

具体可以查阅设备使用手册以决定是否需要一个结束符。

四．创建光栅位移测试系统前面板如下图所示
图1-8
框图程序如下图所示
图1-9a
图1-9b
图1-9c
工作原理：本次实例中，实现从一台串行仪器中读取测量值。

首先，用Serial Port Init模块初始化串行接口，然后，用Serial Port Write模块把命令参数发送给仪器，接着，用Bytes at Serial Port 模块查明在串行输入缓冲区中已经读入的字节个数，最后，用Serial Port Read 模
块读取仪器数据。

部分数据如下所示
0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+ 0.00000X+ 0.00000Y-21.89712Y+
第二部分：几何量误差测量
一．形位误差测量
实验一 汽缸内径和圆度误差的测量
1.实验仪器：内径千分尺。

内径可用内径千分尺直接测量，但对深孔公差等级较高的孔，则常用内径百分表做比较测量。

测量过程中，孔径的变化引起活动测头的位移，通过直角杠杆系统百分表测杆进行读数，百分表上的指示值既为直径偏差。

2.测量方法：
①根据被测孔的基本尺寸组合量块，选择相应的测头，并拧入量具的相应微度螺孔中。

②将选用的量块组和专用测块一起放入量块夹内夹紧。

③将内径百分表置于量块夹上进行调零。

④将内径百分表插入被测孔中，沿被测孔的轴线方向测几个截面，测量时两测量头接触点连线偏移直径方向，因此应将测杆沿孔轴线方向轻微摆动。

记下百分表示值变化的最小值，此值即为被测孔的实际偏差。

⑤根据测量结果和被测孔的公差要求判断其合格性。

理论值：Φ95H9（Φ95087
.00+）mm 圆度公式为
2
min
max φφ-
图2-1
0.01mm/格
底 中 顶 X +0.5 -1.8 -1.0 Y +0.5 -0.2 -1.1 圆度
0.008
0.0005
3.思考题
①内径百分表测量孔径属何测量方法?
答：用内径百分表测量孔径是一种相对量法。

②测量头接点连线偏离直径方向对测量结果有何影响？如何操作才能防止？
答：对测量结果有影响，使测量值变大。

测量时两测量头接触点连线偏移直径方向，因此应将测杆沿孔轴线方向轻微摆动。

记下百分表示值变化的最小值，此值即为被测孔的实际
实验二、箱体中心距及位置误差的测量
1、测量原理与步骤
1）、如图所示，用游标卡尺分别测量A和B，则箱体孔中心距为：
L＝（A+B）÷2
图2-2a 2）、箱体孔轴向的平行度
将检验心棒放入被检孔中，用游标卡尺分别测出A1、
A2和B1、B2，则L1
长度上的轴线平行区误差为：
F＝│A1－A2│×（L1÷L2）
或
F＝│B1－B2│×（L1÷L2）图2-2b
3）、箱体孔轴线对底面的平行度
如图所示，将检验心棒放入被检验孔中，用指示表测量距离为
L2的c、d两点的读数分别为Mc、Md，则L1的长度上的孔的轴线
对底面的平行度误差为：
F＝（L1÷L2）×│Mc－Md│
图2-2c
4）、两轴向对右侧面的垂直度
如图所示，将被测件置于可调支承上，用角尺基
准调整支承，使左侧面与角尺接触而无空隙。

指示表
量距离为L2的a、b两点读数为Ma、Mb，则在L1
长度上孔轴线对右侧面垂直度误差为：
F＝（L1÷L2）×│Ma－Mb│
图2-2d
2、数据处理：
A 159.00 L1 127.80
A 44.60 L2 229.60
A1 160.0 Ma 1.15
A2 159.8 Mb 4.84
B1 4.32 Mc 0.76
B2 4.20 Md 4.36 1）L＝（A+B）÷2 ＝（159.00+44.60）÷2 ＝101.8mm
2）F＝│A1－A2│×（L1÷L2）＝│160.00-159.80│×（127.80÷229.60）＝0.112mm
3）F＝（L1÷L2）×│Mc－Md│＝（127.80÷229.60）×│0.76-4.36│＝2.016mm
4）F＝（L1÷L2）×│Ma－Mb│＝（127.80÷229.60）×│1.15-4.84│
＝1.506mm
思考题
1、用检验心棒和游标卡尺如何测量孔中心距？
答：通过测量两检验心棒的最大距离A1与最小距离B1，其差值就是两检验心棒的直径之和，而孔中心距L就等于最大距离A1减去两检验心棒的半径和（A1－B1）/2，或最小距离B1加上两检验心棒的半径和（A1－B1）/2。

2、测量时为什么要指定测量读数位置（例如L1或L2）？
答：为使测量的所有数据均在同一截面上，从而具有可比性
实验三、螺孔组位置度误差测量
1、测量原理
如图所示零件上有4螺孔组，给有位置度公差小0.2mm。

该孔组的定位尺寸在水平方向为L1±0.5mm，在垂直方向为L2±0.5mm。

只要个螺孔的实际轴线同时位于位置公差带内和定位尺寸公差带内就算及格。

2、测量步骤
1）、测量各螺孔的位置度误差
用角尺、量块和检验螺钉建立测量坐标系统，
各孔轴线偏差的坐标值按下列关系计算：
fx1＝0 fy1＝0
fx2＝（a1－d）－L3 fy2＝0
fx3＝（a3－d）+△－L3 fy3＝（a2－d）－L4 图2-3
fx4＝△fy4＝（a4－d）－L4
式中：fxi——第i孔实际轴线在X方向上的偏差
fyi——第i孔实际轴线在Y方向上的偏差
d——检验所用螺钉的大径
△＝L6－L5
根据各孔的偏差坐标之，就可以利用作图发求解各孔的位置度误差是否及格。

2）、测量孔组的定位尺寸
分别测量1，2两孔和1，4两孔的孔心至侧面的边心距L1与L2的实际尺寸，然后按给定的极限偏差，评定孔组的定位尺寸是否及格。

各孔轴线极限偏差坐标值如下：孔的编号fx fy
1 0 0
2 +1.14 0
3 +1.49 +1.39
4 +0 +1.79
3、数据处理
a1＝109.15 a2＝109.80 a3＝109.40 a4＝109.50
d1＝8.01 L5＝L6＝1.5 L3＝L4＝100 L1＝L2＝37.5
思考题
①按图示要求应有四个小02mm的公差圆，为什么仅用一个小0.2mm的公差圆来表示？答：因为它把个中心点都重叠在一起，这样就可以在一个公差圆上判别出来。

②在测量过程中，角尺为什么要移动?；移动时角尺的一边为什么总是与1、2螺钉相切或
与两个量块组相切？
答：为了测出各个中心尺寸。

为了保证测量值的准确性。

③本实验的举例中。

既然有一个孔的实际轴线已在位置公差圆外，为什么还允许用各孔心的最小外接圆f的直径与公差值做比较？
答：因为它是让各个中心点平移重叠起来的，而实际上它们不是重叠的，而原来它们就有允许偏差，所以重叠后的偏差要各中心的允许偏差加上0.2mm。

二、齿轮误差测量
实验一、齿轮周节偏差与积累误差测量
1、测量原理
在测量中用相对法测量，既在齿高中部同圆周上取某一周节作为准周节，依次测量其余周节对该基准周节的偏差，然后通过数据处理得出周节偏差和周节累计偏差。

2、测量步骤
1）、调整测量爪的位置
2）、调整定位脚的相对位置
3）、调节指示表零位
4）、逐齿测各周节的相对偏差，将测量结果列表记录
2.思考题：测量周节累积误差与周节偏差的目的是什么？
答：得出转一周的偏差和误差有助于计算确定偏摆传动比、为电机控制作准备。

实验二、齿轮齿圈径向跳动的测量
1、测量原理
齿圈景象跳动误差△Fr是指在齿轮转一圈范围内，将测头依次插入齿槽中，测头相对与齿轮旋转轴线的最大变动量。

2、测量步骤
1）、根据被测齿轮的模数选择测量头
2）、将被测齿轮安装在仪器顶尖之间
3）、旋转手柄调整滑板位置，使指示表测量头位于齿宽中部，升降调节螺母使测量头位于齿槽内，指针压缩1、2圈，调零
4）、依次将测量头插入齿槽中，记录指示表的读数，最大和最小读数之差即为△Fr。

3、数据处理
仪器名称及规格齿轮编号55#模数m齿数Z齿形角α变位系数ﻉ精度等级齿侧间隙被测齿轮参数
42620°09-8-8EM 齿号读数齿号读数齿号读数齿号读数
0 0.0 7 -1.0 14 -0.1 21 -0.9
1 -0.1 8 -1.0 15 -0.1 2
2 -0.1
2 0.1 9 -0.9 16 -0.4 2
3 -0.1
3 -1.1 10 -1.0 17 -0.2 2
4 -0.9
4 -0.1 11 -0.1 18 -0.2 2
5 -1.0
5 -0.2 12 -0.4 19 -0.
6 26 0.0
6 -1.0 13 -0.3 20 -0.5
齿圈径向跳动公差Ft＝100μm ∆Ft＝│max－min│＝│0.1-（-1.1）│＝1.2
图2-4
2.思考题：测量齿圈跳动时为什么要根据齿轮的模数选用不同直径的球形测量头？
答：d=mz，m不同时，节圆上的齿间距离不同，所以要选用不同直径的球形测量装头。

实验2-5齿轮公法线误差测量
1测量数据：实验2－5齿轮公法线误差测量
仪器名称及规格公法线千分尺齿轮编号55#
模数m齿数Z齿形角α变位系数ﻉ精度等级齿侧间隙被测齿轮参数
42620°09-8-8EM 齿轮公法线长度W＝35.53 毫米；η＝ 3 。

公法线平均长度偏差与长度变动的测量结果
序号实测公法线长度
W(mm)
公法线平均
长度w(mm)
公法线平均长度
偏差∆EM(μm)
公法线长度
变化量∆Fw(μm)
130.800
30.839 -39
∆Fw＝Wmax－Wmin
＝120
230.785 -54
330.885 46
430.905 66
530.820 -19
图2-5
2.思考题
①测量△Ew和△Fw的目的有何不同？
答：∆Ew说明公法线与实际测量的误差。

②测量公法线长度偏差取平均值的原因何在？
答：为了与公法线与实际测量进行比较，不取平均值无法进行整体的比较。

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