毕业设计 基于虚拟仪器的振动测试系统研究
基于DRVI虚拟仪器技术的锭子振动测试系统研究
并 构 成 了一 类 全 新 概 念 的 ＶＩ 术 。它 的 核 心 思 想 是 以 计 些 仪 器 设 备 成 本 高 、 价 贵 、 调 性 差 ， 果 运 用 Ⅵ 的 方 法 ， 技 售 可 如
算 机 硬 件 为 平 台 ， 助 与 计 算 机 总 线 槽 匹 配 的 相 应 模 块 化 就 可 充 分 享 用 计 算 机 的 智 能 资 源 ， 最 少 的投 入 、 高 的 产 借 以 最 硬 件 插 卡 ， 用 计 算 机 的软 件 资 源 ， 传 统 测 试 与 分 析 仪 器 出来 自行 定 义 、 置 和组 建 所 需 的 仪 器 系 统 及 其 功 能 ， 是 利 将 设 这 的专业化功 能以及 形 象逼 真 的操 作 面板 控 件软 件 化 ， 以 并 现 代 测 试 技 术 的特 征 之 一 。 文 件形 式 存 贮 在 计 算 机 内 的 软 件 库 中 ， 计 算 机 的 统 一 指 ２ ２ Ｄ Ｖ 虚 拟 仪 器 在 ． Ｒ Ｉ
它将为寻找减 少锭子 振动的措施 及研 制新 一代 锭子 的机 械 光 电 式 锭 子 振 动 轨 迹 测 定 仪 等 传 统 仪 器 设 备 ， 过 日本 小 通 结 构提供科学依 据 。 野测 器公司 Ｃ Ｆ一 ９ ０或 美 国 惠 普 公 司 ＨＰ一 ３ ５ ２ ６ ２等 各 种
基于虚拟仪器的振动测试分析系统
基于虚拟仪器的振动测试分析系统1虚拟振动测试分析系统的构成虚拟振动测试分析系统由硬件和软件两部分组成。
系统硬件主要由9101 压电式加速度传感器、DHF－10 电荷放大器和PCI－6024E 数据采集卡及计算机组成；系统软件采用LabVIEW 编写，运行于win98/win2000 系统下。
9101 压电式加速度传感器为通用型宽频带传感器，其电荷灵敏度为30PC/g(P：皮(10－12)，C：库仑(1A-s)，g：加速度(9．8m/s2))，频率范围为0．2～10kHz，谐振频率27kHz，可用于机械设备的振动测试。
DHF－10 电荷放大器用于传感器输出信号调理。
PCI6024E 为NI 公司的PCI 总线低价位数据信号采集卡，PCI 总线传输速度快，数据转换率高，可完成16 路单端输入或8路差分输入，12 位分辨率，200kS/s 采样率，最大输入范围±10V，提供与LabVIEW 连接的驱动程序。
将采集卡与虚拟振动测试软件安装在一台运行win98/win2000 的PC 机上，再连接加速度传感器与信号调理单元，即构成一台功能强大的虚拟振动测试分析系统。
2虚拟振动测试分析系统的软件设计虚拟振动测试分析系统软件编程采用美国NI 公司的LabVIEW 软件，它是一种32 位编译型软件的各功能模块调用LabVIEW 中相关的子VI，通过数据流的正确连接即可实现。
如数据采集模块调用Data Acquisition 功能块下的Anlog Input Utilities 中的AIwaveformScan．vi 子函数，即可以实时采集输入信号；数字滤波模块调用Functions\ DOWNSignal Processing\ DOWNFilters 子模板中的多种数字滤波器；开关控制模块调用Functiions\ DOWNStructure 子模板中的公式节点，采用C 语言编程格式实现逻辑切换；信号分析模块分为时域分析和频域分析，时域分析包括自相关、互相关处理，分别调用函数子模板中的Auto Correlation 和CrossCorrelation 两个VI，频域分析选用Functions\。
基于虚拟仪器的振动测试分析系统研究的开题报告
基于虚拟仪器的振动测试分析系统研究的开题报告一、选题背景随着科技的发展，虚拟仪器技术被广泛应用于实验室教学、科学研究、工程开发以及产品测试等领域。
特别是在振动测试和分析系统中，虚拟仪器技术的应用对提高测试精度、效率和可靠性具有重要意义。
振动测试和分析是研究物体振动特性的重要手段。
传统的振动测试仪器通常需要花费大量时间和人力进行调试和校准，并且存在一定的误差。
而虚拟仪器技术通过避免物理传感器的使用，提高了测试和分析的精度和效率，并减少了设备的维护和校准成本。
此外，虚拟仪器技术还可以将振动测试和分析系统与计算机网络和其他现代通信技术相结合，实现远程监控和控制等功能。
目前，虚拟仪器技术已经被应用于振动测试和分析系统的研究领域，并取得了重要的成果。
但是，由于虚拟仪器技术的发展速度较快，相关理论和实践研究仍然具有很大的潜力和发展空间。
因此，本研究将致力于探索基于虚拟仪器的振动测试分析系统，以提高测试精度和效率，并为该领域的发展做出贡献。
二、研究目的和意义本研究的主要目的是基于虚拟仪器技术研究振动测试和分析系统，提高测试精度和效率。
具体包括以下几个方面：1. 研究虚拟仪器技术在振动测试和分析中的应用。
2. 研究基于虚拟仪器的振动测试和分析系统的软件设计与开发。
3. 基于虚拟仪器技术实现振动测试和分析系统的远程监控和控制功能。
4. 验证基于虚拟仪器的振动测试和分析系统的效果，与传统测试仪器进行比较分析。
本研究的意义在于：1. 探索基于虚拟仪器的新型振动测试和分析系统，提高测试效率和精度。
2. 减少传统振动测试仪器的维护和校准成本。
3. 可以实现远程监控和控制，方便使用和管理。
三、研究内容和方法本研究的主要内容包括虚拟仪器技术在振动测试和分析中的应用、基于虚拟仪器的振动测试和分析系统的软件设计与开发、系统的远程监控和控制功能实现以及系统效果验证等。
本研究采用以下方法进行：1. 前期文献调研和理论研究，掌握当前虚拟仪器技术在振动测试和分析中的应用和研究进展。
基于虚拟仪器的机械振动测试系统设计
基于虚拟仪器的机械振动测试系统设计摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，在工业生产和科学试验中，机械振动是普遍存在的现象，也是实际工程中经常要处理的问题。
随着各类机械的运转速度、承载能力、工作寿命等方面的要求越来越高，因而发生振动的可能性不断增大。
另外，人们对机器的工作精度和稳定性的要求越来越高，对于控制振动的要求越来越迫切，这些都对机械振动的研究和振动测试的研究提出了更高的要求。
虚拟仪器的迅速发展和应用，充分体现了计算机技术和测试技术的紧密结合，代表了现代测试技术和仪器技术的发展方向。
虚拟仪器是基于计算机、以软件为中心的仪器，它是利用计算机加上通用的硬件和专用的软件组合成的测试平台，它可以通过采用不同的测试功能软件模块组合来实现不同的测试功能，可以克服传统仪器功能单一的缺点，因此目前在机械测试与试验中得到了广泛应用。
关键词：虚拟仪器；机械振动；测试系统；设计引言在机械工程领域的日常工作中，常常要对机械传动的性能、参数进行测试与分析。
传统的测试一般要借助体积庞大、价格昂贵、功能相对简单的仪器完成，加之传统工程测试系统不能兼容和共享相关的软硬件资源，加大了测试成本，降低了测试数据的准确性。
随着计算机技术、微电子和信息技术的发展，计算机在工业测试领域的应用越来越广泛，借助计算机可使传统仪器的功能更强大，不但能改善传统仪器的性能，也可提升仪器系统与计算机的集成度。
为适应现代工业测试需求，建立一套功能齐全的综合性虚拟仪器测试系统，成为研究者重视和关注的问题。
本文详细阐述了虚拟仪器软件、硬件设计情况，介绍了虚拟仪器在水轮发电机组测试中的应用情况，为机械工程测试技术的发展提供重要参考。
1虚拟仪器概念虚拟仪器主要通过虚拟仪器技术进行功能展示，而虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，且结合高效灵活的软件完成各种测试及测量。
利用该技术对产品设计周期的各个环节进行干预，不仅提高了生产产品的质量，还大大缩短了市场投放时间，提高了产品生产效率及产品研发。
基于虚拟仪器的设备振动测试系统
1
—
0 13 0
～
02
1
引
言
， ，
输 出 数 字 量 信号 输 出及 计算 机 定 时 系统 采 用 单 端
、
．
32
在 设 备运 行 过 程 中 有 许 多 参 数 能 表 征 设 备 的 性 能
、
路 模 拟 量 数据 采 集输 入 通 道 放大功 能
，
，
模 拟 量输 入 通 道 具 有程 控
。
例 如振 动 温 度 压 力 流 量 转 速 等 可 以 用 相 应 的 传 感
， ，
监 测 软 件 系统 中 不 仅 包 含 了 目 前 常 用 的 信 号 处 理 方
法 如时域波形 分析 频域 分析等 而 且 包 含了现 代信号
、 ，
流 偏 压 只 有 交 流 加 速 度 信号 输 出 ；数 据 采 集 卡 采 用 的 北 京 安 迈
处 理 方 法联 合时 频 分 析 如小 波分析 等
，
。
们通 常 利用 检测 设 备振 动信号 来监 视 机 械 的T 作状 态
h 并 对 其 进 行 分 析女 理 提 取 故 障 信 号
，
虚拟 振 动 测试 软件 系统
虚拟 仪 器 开 发 平 台 虚 拟 仪 器 ( V ir t u
a
因此 振动 监测 是非
，
常重 要 的
一
种状 态监 测 方法
。
传统 的 诊 断 仪 器 价 格 昂 贵
，
、
高 了 测 试 精 度 和 可 靠 性 ；信 号 调 理 模 块 为
要 特 点 是 ：( 1 ) 为 内装
Ic
4
m
B Z2 7 02
基于虚拟仪器的火炮振动测试系统
一
图 ２ 程 序部 分后面 板 该 程序 既 可以对 仿真信 号进 行 处理 ，也 可 以对采 集 卡实 时采 集的 火炮 振动信 号进 行分 析处 理 。通 过对 某 自行 火炮 身管 振动 运 行检验 表 明， 该程序 功 能完善 、运行 结 果 良好 、 实验结 果与 理论 相符合 ，证 明 了该测 试软 件是 可靠 的。 参考 文献 ： ｆ 朱 岩 ． 于 ＬＢ ＩＷ 的振 动 测 试 系统 设 计 ｆ ． 都 ： 华 大 １ 】 基 ａＶＥ Ｄ１ 成 西 学， ０ ２ ９ ０ 【１ ２张文 斌． 动测 试 与 分析 虚拟 仪 器 系统 的 研 究【 ． 定： 北 电 振 Ｄ１ 保 华 力 大学， ０ ２ ５ ０ ｌ 柏林 ， 见， ３ 】 王 秦树人 ． 虚拟 仪 器及 其 在机 械 测试 中的 应 用． 京： 北 科 学 出版社 ，０７９ ２ ０ ，
Ａ ｒｉｌｒ ｂｒ ｔ０ Ｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ｔＳ ｓｅ ｓ ｄ ０ ｒ ｕ ｌＩ ｔ ｕｍ ｅ ｔｌｅ ｙＶｉ ａ ｉ ｎ ａ ｕｒ ｍ ｎ ｙ ｔ ｍ Ｂａ ｅ ｎ Ｖｉ ｔ ａ ｎｓｒ ｎｔ
Ｚ ｕＸｉ ｏ ｏ Ｇｕ ｎ Ｈｏ ｇ ｅ ｈ ａｂ ， ａ ｎｇ ｎ
一
、
值域特 性 分析 可 以同时 观测输 入 、输 出信 号 的概 率密度 曲线 、概 率密度 分 布 曲线 ，可 用 于火炮 故障检 测和 分析 。 频域 分析 模块 ：频域 分析 功能 最 多，主 要有 功率谱 分析 、频 响 函数分 析 、倒频谱 分 析等 。时域 信号经 傅 里叶 变换 、频域 转换 为复数 形式 ， 在显示 分析 时有 很多 的格式 ， 故 如幅 频谱 、相频 图 、 实频 图 、虚频 图、奈 奎斯特 图 、波特 图 、三维瀑 布图 等。 时频 联合 分析模 块 ：时频 联合 分析亦 称 时频 局域化 方法 ，是 使用 时间和 频率 的联 合 函数来表 示信 号 。 型的线 性时 频表示 有 ： 典 短时傅 里 叶变换 、小 波变 换和 Ｇ ｂ ｒ变换 。 ａｏ 基于 上述 设计 思想编 制 了振动 信号 的采集 及 处理系 统软件 。 程序部 分 后面板 如 图 ２ 示。 所
基于虚拟仪器的主轴振动检测系统开发
速测 量 法 ， 在 主 轴 上 贴 反 光纸 ， 用光 电转 速 传感 器 测 量 主 轴 道信号调理模块 ）对于数据采集和控制系统来说 ， 是 采 ： 信号调理是非
侯红玲 白海 清 （ 陕西理工学 院 机械 工程学 院 ， 中 ７ ３ ０ ） 汉 ２ ０ ３ Ｓｔ ｄ ｆ ｂ ａ ｉｎ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｓ ｓｅ ｏ ｃ ｉｅ ｓ ｉｄｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉ ｕ ｌｎ ｔｕ ｎ ｕ ｙ ｏ ｒ ｔ ａ ｕ ｅ Ｖｉ ｏ ｎ ｙ ｔ ｍ ｆｍａ ｈ ｎ ｐｎ ｌ ａ ｅ ｎ ｖ ｒ ａ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ｉ
机 械 设 计 与 制 造
１４ ０ 文 章编 号 ：０ １３ ９ （０ ）９ ０ ０ — ２ １０ — ９ ７ ２ １ ０ ～ １４ ０ １ Ｍ ａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ
第 ９期
２ １ 年 ９月 ０１
基 于虚拟仪 器的主轴振 动检 测 系统 开发 木
ＨＯＵ ｎ — ｉ ｇ， Ｈｏ ｇ ｌｎ ＢＡＩＨａ — ｎｇ ｉ ｑｉ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｅ ｈ ｎｃｌ ｎ ｉｅｒＳ ａｎ ｉ ｎｖｒ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ｚｏ ｇ７ ３ ０ ， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｃ ａ ｉ ｇｎ ｅ，ｈａ ｘ Ｕ ｉ ｓｙｏ ｃ ｎｌ ｙ Ｈ ｎｈ ｎ ２ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｍ ａＥ ｅｉ ｔ Ｔ ｏ
用于将原始信 转速 。 由于反 光 纸 易脱 落 ， 易受 污 染 ， 以该方 法 不适 于 在线 监 测 常重要的：典型的系统一般都需要信号调理硬件 ， 所
基于虚拟仪器的振动测试系统的设计
基于虚拟仪器的振动测试系统的设计张玉华蒋书波程明霄杨霞（南京工业大学自动化学院南京 210009）摘要：介绍了振动测试系统的结构、硬件平台，以及软件设计中的关键技术。
利用LabVIEW 和硬件设备生成激励信号，采集信号并进行处理分析，最后生成测试报告，完成测试任务。
关键字：虚拟仪器，LabVIEW，振动测试中图分类号：TP391 文献标识码：AThe design of vibration testing system based on Virtual InstrumentZhang Yu-hua Jiang Shubo Cheng mingxiao Yang xia（College of Automation, Nanjing University of Technology, Nanjing，210009，China）Abstract: This paper presents the structure of vibration measurement, including the hardware constitution and software design of the system. Using Virtual Instrument technique and hardware, Vibration measurement and analysis system is developed to generate signal, realize vibration signal date acquisition, measurement and analysis, generate report.Keyword: Virtual Instrument, LabVIEW, vibration testing1．引言机械振动是工程技术和生产生活中常见的现象，是机械工程领域的一个十分重要的课题。
基于虚拟仪器的破碎及振动机械性能测试系统研发
误 差 ：． ３ ③ 分辨率 ：． ④ 报警误 差 ：％ ０ ％一％； ５ ０１ ％； ２
（ ．） ＦＳ 。
（）噪声测量 ： ４ ①测量范围： － ３ｄ （ ） ４ １０ Ｂ Ａ ； ０ ②灵
敏度 ： ｍ ／ａ③频率范围：０ ｚ １ｋ ｚ ４ ＶＰ ； ０ ２Ｈ～６Ｈ 。
２ 系统 的硬 件 与 软 件 设 计
本 系 统 各 参 量 通 过前 端 传 感 器 采 集 信 号 经 对
应 调 制 模块 对 信 号 放 大 、 波 等 处 理 ， Ａ Ｄ转 换 滤 经 ／ 成 数字 信 号送 入 计算 机 ， 用 虚 拟仪 器 软 件 系统 进 利
和 结果 输 出等功 能 。该 系 统 主要 完 成破 碎 、 动 等 机 械 的性 能参 数 测 试 和 分 析 ， 有 智 能 化 、 型 化 、 精度 、 可 靠 振 具 小 高 高
性 等特 点 。
关 键 词 ： 拟 仪 器 ； 械 性 能 ； 试 系统 虚 机 测 中图 分 类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ １ ３ ９ ２ ０ ０ 一 ０ １ ｏ ． １ ７ — ６ ９（ ０ ８）４ Ｏ ｏ 一 ４
引 言
破 碎 机是 能 源 、 料 消 耗 较 高 的产 品 ， 品性 材 产
１ 测 试 系统 的功 能 与 主 要 技 术 指 标
该 测试 系 统 主要 完成 破 碎 、 动 等 机 械 的性 能 振 检 测 。 石 料 破 碎 、 分 机 械 如 振 动 筛 、 式 破 碎 对 筛 颚
机 、 式破 碎 机 、 式破 碎 机 、 击 式 破碎 机 等 五 大 锤 立 反 类 主导 产 品整 机 性 能参 数进 行 测 试 和 分析 。 主要 技 术 指标 有 ５项 。
基于虚拟仪器的振动测量分析系统
７ ０ ６ｍ ．２ ｍ。按照 《 重机设 计规 范》 门机 主梁 起
的许 用 扰 度 为 Ｌ７ ０～Ｌ ８０，其 中 为 主 梁 长 ／０ ／０
式中
—— 材料 的屈服极 限 ｎ —— 安全 系数
度 。 已知该 圆筒 门架结 构 主 梁长 度 Ｌ＝８５ｍ，则 ． 许用 扰 度为 １． ０ ６～１ ｍ，可 知 该 圆筒 门架 结 构 ２ｍ 满 足静 刚度 要 求 。
材料为 Ｑ ３ ，第 Ⅱ类载荷组合时 ｎ １４ ２５ ＝ ． ，则 许用应力 ［ ］ ＝ ６ ．６Ｍ ａ １７ ８ Ｐ 。结合图 ３可知该 圆 筒 门 架 在 工 况 Ｉ下 的 最 大 合 成 应 力 为 １２６ ２ ４ ．１
能 较 为 准 确 地 反 映 其 静 力 学 性 能 。 本 文 通 过 对 门机 圆 筒 门架 结 构 在 ３种 典 型 工 况 下 的 静 力 学 性 能 分 析 ，为 该 类 型 结 构 的分 析 建 模 方 法 提 供
了参 考 。
参 考 文 献
应力 角 度 说 明 结 构 强 度 满 足 要 求 ，故 结 构 设 计
Ｐ Ｉ ｅｉ 和 Ｆｅ ｂｓ Ｘ 、Ｓｒｌ ａ ｉｄｕ 等标准 总线仪 器 为硬件组 成 ｌ
１ 硬件系统
虚拟仪器可以 Ｄ Ｑ板和信号调理 为仪器硬件 Ａ 组成 Ｐ —Ｄ Ｃ ＡＱ 测 试 系 统 ，也 可 以 Ｇ Ｉ ＰＢ、Ｖ Ｉ Ｘ、
一
ＧＩ ＰＢ系统 、Ｖ Ｉ 统 、 串 口系 统 和现 场 总 线 系 统 Ｘ系
Ｍａ Ｐ ，通过计 算可得 ，在工 况 Ⅱ下 的最 大组 合应 力
基于虚拟仪器的发动机振动测试系统开发研究
・
试验 ・ 测试 ・
基于虚拟 仪器 的发动机振 动测试 系统开发研 究
徐 礼 超
（ 阴工学 院 ） 淮
【 摘要 】 基于虚拟仪器技术 ， 借助于传感器 、 信号调理器和数据采集 卡等硬件 ， 应用 Ｎ ａＶ Ｅ 软件编制 了振 Ｉ ｂ ＩＷ Ｌ
主题 词 ： 发动机
振动
测试 系统
虚拟仪器 技术
中图分 类号 ： Ｂ 文献标 识码 ： 文 章编号 ：０ ０ ３ ０ （０ ７ １— ０ ０ ０ Ｔ１ Ａ １ ０ — ７ ３ ２ ０ ）０ ０ ５ — ３
Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｇｎ ｂ ａ ｉ ｎ ｔ ｄ ｎ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＥｎ ｉ ｅ Ｖｉ ｒ ｔｏ Ｔｅ ｔＳ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｖｉｔ ａ ｎ ｔ ｕ ｅ ｔ ｓ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｒ ｕ ｌＩ ｓｒ ｍ ｎ
动 数 据 采 集 与 处 理程 序 ， 制 了发 动 机 振 动 测试 系统 。利 用 该 系 统进 行 了发 动 机 缸 盖 螺 栓 拧 紧力 矩 与 机 体 振 动量 关 研
系 的振 动 测 试 ，得 到 了机 体 振 动 量较 小 时 对应 的螺 栓最 佳 拧 紧力 矩 范 围 ，且 与 发动 机生 产厂 家推 荐 的数 据 比较 吻 合 ， 而验 证 了所 研 制振 动测 试 系 统 的 可 行性 和正 确 性 。 从
ｈ ａ ｏ ｔ ａ ｄ ｖ ｂ ａ ｉｎ ｏ ｎ ｉ ｅ ｂ ｄ ， ｅ ｏ ｔ ｍ ａ ｇ ｆｂ ｌ ｉｈ ｅ ｉ ｇ ｔｒ ｕ ｏｒ ｓ ｏ ｄｎ ｏ ｌｗｅ ｎ ｉ ｅ ｂ ｄ ｅ ｄ ｂ ｌ ｎ ｉ ｒ ｔ ｆ ｅ ｇｎ ｏ ｙｔ ｐ ｉ ｓ ｏ ｈ ｍｕ ｒ ｎ ｅ ｏ ｏｔ ｔｇ ｔｎ ｎ ｏｑ ｅ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｔ ｏ ｒ ｅ ｇｎ ｏ ｙ ｓ ｖｂ ａｉｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｒ ｑ ｉ ｄｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｇ ｔ ｒ ｕ ｓａ ｐ ｏ ｉ ｔｌ ｉ ｌｒ ｗ ｔ ｈ ｎ ｈ ｔ ｅ ｇ ｎ ｎ ｆ ｃｕ ｅ ｅ ｏ ｉ ｒ ｔ ｍｏ ｎ ｓ ｅ ｕ ｒ ， ｉ ｔ ｎｎ ｏ ｑ ｅ ｉ ｐ ｒ ｘ ｍａ ｅｙ ｓ ａ ｉ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ａ ｎ ｉ ｅ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｒｒ ｅ ｍ— ｏ ｅ ｈ ｇ ｍｉ ｈ ｍｅ ｄ ｄ ｔ ｕ ｈ ａ ｉｉ ｔ ｎ ａ ｉ ｉ ｆｔ ｅｖ ｂ ａ ｉｎ ｔ ｓ ｓ ｓｅ ｉ ｖ ｒｆ ｄ ｎ ｅ ， ｈ ｓｔ ｅ ｆ ｓｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｖ ｌ ｔ ｏ ｉｒ ｔ ｅ ｔ ｙ ｔｍ ｅ ｉ ｅ ｅ ｉ ｄｙ ｈ ｏ ｓ ｉ
基于虚拟仪器的振动测试系统
关键 词 ： 动 测试 ； 振 虚拟 仪 器 ； 据采 集 数
中 图分类 号 ： ２ １ ＴＰ １
文献 标识 码 ： Ａ
Ｏ 引言
机械 振动 是工 程技 术 和 日常生 活 中常见 的现象 ， 随着现 代工 业技 术 的发展 ， 了要 求各 种机 械具 备低 振 除
系 统 结 构 框 图 如 图 １ 它 包 括 了 被 测 对 ，
象、 数据采集部分 、 振动激励部分及计算机 。 其中被测对 象为机械工程 测试实验 台上的 悬臂 梁 。通过 激 振 器 使 其 产 生 振 动 ， 而 得 从 到 它 的动态 特性 。
系统 硬 件 包 括 传 感 器 、 荷 放 大 器 、 电 数 据采 集 卡 、 振器 和计 算机 。 激 （） 感 器 和 电荷 放 大 器 ： 用 压 电 加 １传 选
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第 ２ 第 ６期 ６卷
２０ ０ ６年 １ ２月
苏
州
大
学
学
【
报 （ｒ 科 －
版）
Ｖ０ ． ６Ｎｏ． １２ ６ Ｄｅ ． Ｏ ６ ｃ２ Ｏ
Ｏ Ｒ Ａ ＦＳ Ｏ ｔ Ｗ Ｗ Ｅ Ｓ Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ Ｏ Ｃ ｔ Ｏ Ｉ Ｒ
１ 虚 拟 振 动 测 试 系统
１ １ 振 动测试 原 理 ．
振动测量方法按振动信号转换后 的形式分为电测法、 机械法和光学法， 目前广泛使用的是电测法。电测 法采用测振传感器检测振动的位移 、 速度和加速度信号并转换为电量。测振传感器实质上是遵循 由基础运 动所引起 的受迫振动规律的， 其频率 由相关 的数据可得到。振动 的位移 、 速度 、 加速度 之间保持着简单 的微 积分关系 ， 以加上简单 的微积分变换 ， 所 根据需要可作位移 、 速度和加速度之间的切换。 本 文要介 绍 的 系统 采 用 电测 法 ， 将被 测件 的振 动加 速度 转换 成 电量 ， 而对 此 电量进 行分 析 处理 。 １２ 测试 系统硬 件设 计 ．
基于虚拟仪器的振动测试分析系统
收稿日期:2003-09作者简介:丁彦闯(1970 ),男,在读博士生,主要从事测控技术、虚拟仪器、C AE 方面的研究。
基于虚拟仪器的振动测试分析系统丁彦闯,兆文忠(大连铁道学院机械工程系,辽宁大连116028)摘要:介绍利用虚拟仪器技术构建的振动测试分析系统,论述了对振动加速度信号进行实时采集、处理和分析的软硬件实现。
关键词:虚拟仪器;振动测试;信号分析;LabVIE W中图分类号:TP39 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2004)01-0038-01Vibration Measurement and Analysis System Based on Virtual InstrumentDING Yan chuang,Z HAO Wen zhong(Dept.of Mechanical Engineeri ng ,Dalian Railway Institute,Dalian 116028,China)Abstract:The methods of vibration measurement are ing Virtual Instrument(VI)technique,Vibration measurement and analysis system is developed to realize vibration si gnal real ti me data acq uisition,measurement and analysis,The hard ware and software are discu ssed in detail.Key words:virtual instrument;vibration measurement;signal analysis;LabVIEW1 虚拟振动测试分析系统的构成虚拟振动测试分析系统由硬件和软件两部分组成,其结构如图1所示。
基于虚拟仪器的多点随机振动试验控制系统的设计
基于虚拟仪器的多点随机振动试验控制系统的设计作者：叶建华职务：工程师单位：北京航空航天大学航空可靠性综合重点实验室应用领域：研发挑战：设计并实现多点随机振动试验控制系统。
应用方案：使用NI公司的LabWindows/CVI软件配合动态信号分析卡NI-4551和动态数据采集卡NI-4472以及其他硬件快速开发一个基于PC的多点随机振动试验控制系统。
使用的产品：LabWindows/CVI，NI PCI-4551，BNC-2140，NI PCI-4472。
介绍多点激励振动试验控制技术是对大型复杂试件开展可靠性和环境试验的关键技术，对产品可靠性的考核有着重要的意义。
本文将给出多点随机振动试验的控制方案和控制系统的设计方案，在LabWindows/CVI平台上结合NI PCI-4551和NI PCI-4472板卡开发一个双振动台随机振动控制系统，并进行了实际连台试验。
试验结果表明：在一定试验条件下，本文给出的控制方案是可行的，且所设计的控制系统具有较好的控制结果，达到了试验规范要求。
引言随着对产品设备安全性、可靠性和环境适应性要求的不断提高，推动了考核产品耐振动应力的振动试验技术的发展，同时被试产品覆盖面也进一步扩宽，从元器件到部件、组合件乃至整机都要求进行振动试验，以便在更高层次上充分暴露大系统可能存在的薄弱环节和设计缺陷。
随着被试产品结构复杂化，体积大型化及产品重型化，单点激励振动试验已不能提供足够的推力或是达到特定的运动水平来较真实地模拟产品实际工作环境，并达到规定的试验要求。
而国军标、美军标及其它许多国际标准对振动试验中的被试产品所施加应力都有严格要求，应使其尽量符合实际的产品工作环境，因此，对于无法用单点激励来形成的振动环境，则需要通过多点激励振动来解决。
而目前在国内，多点激励振动控制技术还处于起步阶段，多点振动控制系统更是没有研制出来。
本文将介绍多点随机振动试验控制技术和基于虚拟仪器技术的控制系统的设计开发，并对实际连台试验结果进行分析讨论，希望能够为多点激励振动控制技术的进一步研究奠定一个良好的基础。
基于虚拟仪器技术的振动测试系统设计
基于虚拟仪器技术的振动测试系统设计振动测试是工程领域中常见的一项测试技术，用于评估结构物、设备或产品在振动环境下的性能和可靠性。
传统的振动测试系统一般采用实体仪器，但其存在仪器成本高、测试复杂度大、数据处理繁琐等问题。
随着虚拟仪器技术的发展，基于虚拟仪器技术的振动测试系统因其灵活性和高效性而受到了广泛关注。
基于虚拟仪器技术的振动测试系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括振动传感器、数据采集卡和计算机等设备，用于采集和传输振动信号。
软件部分则是实现振动测试的核心，包括信号处理、数据分析和结果显示等功能。
在设计振动测试系统时，首先需要选择合适的振动传感器。
振动传感器是将物理量转换为电信号的装置，用于测量结构物的振动信号。
常见的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器等。
根据测试需求和被测对象的特点，选择合适的振动传感器对于系统的准确性和可靠性至关重要。
其次，需要选用高品质的数据采集卡。
数据采集卡是将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号的设备，用于将采集到的振动信号传输到计算机进行处理。
数据采集卡的采样率、分辨率和动态范围等参数决定了系统对振动信号的采集精度和灵敏度。
最后，通过软件部分实现振动测试的功能。
信号处理模块用于对采集到的振动信号进行预处理，包括滤波、放大和去噪等操作，以提高信号的质量。
数据分析模块则用于对处理后的振动数据进行频谱分析、时域分析和统计分析等，以获得结构物振动特性和故障诊断信息。
结果显示模块将分析得到的结果以图表或报告的形式展示，便于用户进行数据分析和判断。
基于虚拟仪器技术的振动测试系统具有灵活性高、测试效率高、数据处理简便等优势。
它可以实现多种不同类型的振动测试，并能根据实际需求进行灵活的配置和扩展。
此外，虚拟仪器技术还可以与其他测试技术相结合，实现多种测试模式的集成，提高测试系统的整体性能。
综上所述，基于虚拟仪器技术的振动测试系统设计在工程领域有着广泛的应用前景。
基于虚拟仪器技术的振动测试与模态分析平台的设计
基于虚拟仪器技术的振动测试与模态分析平台的设计摘要：随着科学技术的不断发展，虚拟仪器技术在振动测试与模态分析领域得到了广泛的应用。
本文基于虚拟仪器技术，设计了一种振动测试与模态分析平台，该平台具有高效、精确、灵活等特点，可以满足工程实践中振动测试与模态分析的需求。
关键词：虚拟仪器技术；振动测试；模态分析；平台设计1. 引言振动测试与模态分析是工程领域中常用的测试与分析方法，可以用于评估结构的动态特性、故障诊断和结构优化等方面。
传统的振动测试与模态分析方法存在着测试效率低、数据处理繁琐、设备成本高等问题。
为了解决这些问题，本文基于虚拟仪器技术，设计了一种高效、精确、灵活的振动测试与模态分析平台。
2. 设计思路本文使用虚拟仪器技术，利用计算机、传感器和数据采集卡等硬件设备，结合合适的软件平台，设计了一种振动测试与模态分析系统。
该系统具有以下特点：（1）高效性：利用虚拟仪器技术，实现了多通道、高速数据采集和实时数据处理，大大提高了测试效率。
（2）精确性：通过合理的传感器布置和精确的数据采集，可以获取准确的振动数据，为后续的模态分析提供可靠的基础。
（3）灵活性：采用模块化设计，可根据不同的测试需求进行灵活的配置和扩展。
同时，采用图形化的用户界面，操作简单方便。
3. 主要功能该平台的主要功能包括：（1）数据采集：通过硬件设备实现多通道、高速的振动数据采集，并支持多种传感器类型。
（2）实时监测：可以实时监测振动信号，通过波形显示、频谱分析等方式，对振动信号进行实时分析。
（3）模态分析：基于采集到的振动数据，通过模态分析算法，计算出结构的振型、固有频率等模态参数。
（4）结果展示：将测试结果以图形化的方式展示出来，方便用户进行分析和评估。
4. 实验验证为验证该平台的性能，进行了一系列的振动测试与模态分析实验。
实验结果表明，该平台能够准确地采集振动信号，并通过模态分析算法计算出了准确的模态参数。
5. 结论本文基于虚拟仪器技术设计了一种高效、精确、灵活的振动测试与模态分析平台。
基于虚拟仪器技术的振动测试系统研究
基于虚拟仪器技术的振动测试系统研究*罗颂荣(湖南文理学院机械工程学院，湖南常德，415003)摘要：为解决机械工程领域内振动测试所需仪器繁杂、成本高的难题，把虚拟仪器技术引入解决机械工程领域中的振动测试问题。
通过把计算机技术及数字信号处理技术有机结合，构建了以笔记本电脑和应用软件为核心的振动测试系统。
使用笔记本电脑和USB2008数据采集卡搭建了硬件平台，在此基础上实现了对各种信号进行的分析功能。
通过对实际测试结构分析，得到了与理论相一致的测试结果。
关键词：虚拟仪器技术；振动测试；LabVIEW；频率域中图分类号：TP274 TB52+3 文献标识码：A0引言计算机机技术与测试技术两门学科中的最新技术结合的产物就是虚拟仪器技术，其有机地融合了计算机接口技术、高速总线技术、图形软件编程技术、仪器原理和技术和测试理论。
虚拟仪器测试系统由硬件和应用软件两大块，具体来说其主要包括计算机硬件和具有图形界面特征的能够实现过程通讯、数字分析与处理的应用软件组成，允许用户根据自己的喜好把仪器厂家出厂定义的仪器功能进行自定义，用户根据自己的需要和要求有针对性地进行选择和使用，具有通用性强、适应范围广等特点。
1虚拟仪器系统构成在现场机械测试中，非常常见的一种测试是机械振动的测试，如车辆平顺性测试、发动机振动测试和齿轮故障诊断等。
测试过程的核心问题是对获取的振动信号进行信号分析，在测试中需要传感器、滤波器、记录仪、信号调理装置和谱分析仪等，所需仪器繁杂，精度要求高，且测试周期长。
开发的振动测试系统把计算机技术、仪器技术和数字信号处理技术等技术进行了有机地融合，构建了以笔记本电脑为核心的振动测试系统[1]。
用笔记本电脑和带USB接口的数据采集卡搭建了硬件平台来实现信号的获取，通过软件编程来实现仪器功能，完成信号分析。
该测试分析系统有两大部分组成，系统框图如图1所示。
1.1硬件部分被测对象的振动信号或参数被加速度传感器收集，通过信号处理装置进行放大后进行滤波等处理，接着通过数据采集卡，其被转换为计算机能够识别和运算的数字信号，最近送达笔记本电脑进行处理。
基于虚拟仪器的设备振动测试系统
基于虚拟仪器的设备振动测试系统
陈会莲;徐江东
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2008(000)001
【摘要】基于虚拟仪器的设备振动测试系统由硬件和软件两大部分组成,其中以数据采集卡及计算机为主要硬件平台,系统软件采用了模块化编程,利用图形化编程语言LabVIEW进行模块化设计,完成了对振动信号的采集与处理.系统的功能已通过仿真实验和机床主轴箱上进行了实验测试.结果表明,该系统人机界面友好,操作使用方便,且便于用户扩展功能.
【总页数】2页(P130-131)
【作者】陈会莲;徐江东
【作者单位】唐山科技职业技术学院,河北,唐山,063001;唐山科技职业技术学院,河北,唐山,063001
【正文语种】中文
【中图分类】TB523
【相关文献】
1.基于虚拟仪器的轨道振动状态测试系统 [J], 蔡云飞;路宏遥;聂书鹏;麻声支;冯梦珠;林青云
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毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 基于虚拟仪器的振动测试系统研究 姓名 院系 电气信息学院 专业 班级 学号 指导老师 职称 教研室主任 一、 基本任务及要求：设计一个基于LabVIEW 的振动测试系统，采用适当的传感器采集到振动信号后由NI M 系列数据采集卡6221将数据传至主机。
通过LabVIEW 可视化编程对采集到的信号进行相应处理预处理以及时域频域分析。
设计的主要任务是：①查阅相关资料确定总体设计方案；②根据课题要求确定硬件方案、硬件设计；③软件设计，学习LabVIEW 可视化编程软件，对软件的具体模块编程并对信号进行处理；④完成文献综述、开题报告及毕业设计说明书及设计说明书的撰写工作。
二、 进度安排及完成时间：① 3月2日～3月22日：查阅相关资料，搜集课题所需资料，了解课题现状、课题研究的目的和意义，学习LabVIEW 软件，完成开题报告和文献综述。
② 3月23日～4月5日：毕业实习 ③ 4月6日～4月15日：系统总体方案和硬件电路设计以及传感器选型；④ 4月16日～5月15日：完成各软件模块的编写及调试 ⑤ 5月16日～6月14日：整理资料，撰写毕业设计论文。
⑥ 6月15日～6月19日：毕业论文审定、打印，答辩准备 ⑦ 6月20日～6月24日：答辩目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.2 振动测试技术发展现状和发展趋势 (1)1.3 课题主要研究内容 (2)第2章虚拟仪器和labview (4)2.1 虚拟仪器 (4)2.1.1 虚拟仪器的概述 (4)2.1.2 虚拟仪器的发展历史、现状和趋势 (5)2.1.3 虚拟仪器的特点 (6)2.1.4 虚拟仪器的分类 (6)2.2 labview (7)2.2.1 labview概述 (7)2.2.2 labview的应用 (8)2.2.3 labview的特点 (8)第3章振动测试分析系统 (10)3.1 振动测试系统概述 (10)3.2 振动测试系统的组成 (11)3.3 信号测试与分析 (13)第4章虚拟震动测试分析系统的硬件配置 (15)4.1 传感器 (15)4.2 电荷放大器 (16)4.3 数据采集卡的选用 (16)第5章虚拟震动测试分析系统的软件设计 (19)5.1 数据采集模块 (20)5.2 信号预处理模块 (22)5.3 时域分析模块 (23)5.4 频域分析模块 (25)5.4.1 FFT分析 (25)5.4.2 功率谱分析 (26)5.4.2.1 自功率谱密度 (26)5.4.2.2 互功率谱密度 (28)湖南工程学院毕业设计论文5.4.2.3 相干函数 (28)5.5 时频分析模块 (29)第6章总结与展望 (31)参考文献 (33)致谢 (34)基于虚拟仪器的振动测试系统研究摘要：随着计算机和软件技术的发展，虚拟仪器正在逐渐成为测试领域的发展方向，采用虚拟仪器实现振动测试与分析也成为振动测试的发展趋势。
为了解决工程振动问题,机械振动测试系统随着振动测试技术理论的发展和生产对测试的需求与日俱增,并有着广泛的应用领域。
在工程现场的振动测试中,迫切需要低成本、高精度、高效率,同时方便灵活的测量仪器。
振动测试试验系统是根据某些零部件振动测试的要求设计的,通过对被测系统施加各种波形的激励,使其产生振动,由传感器测量其振动的响应,将此信号进行调理放大,再由频谱分析仪获得系统的响应特性。
为此，本课题研究开发了以PC为硬件平台、以美国国家仪器(NI)公司开发的LabVIEW软件为开发平台，配合必要的传感器、信号调理器和数据采集卡组成的振动测试分析系统。
采用虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW组建的振动测试分析系统，减少了测试过程中的硬件设备，同样实现了对振动信号的采集、处理和分析的目的，大大降低了硬件成本。
关键词：虚拟仪器，振动测试，LabVIEW，数据采集，信号分析I基于虚拟仪器的振动测试系统研究The Design of Vibration Text System Based OnVirtual InstrumentAbstract:With the development of calculator and the software technology, the virtual instrument is becoming the development direction in text domains, and using virtual instrument has been a development trend to realize the text and analysis of vibration.As the development and production of technology theory in vibration text, in order to solve the problem of vibration, the need of text in vibration text system increase with each passing day, and has extensive field of application. The vibration text in project spot, it is urgent to need measuring instruments that are low cost, high degree of accuracy, high efficiency, and at the same time convenient.The vibration text system is desighed based on demand of some parts, to make it vibrate, all kinds of waveform stimulations are exerted to texted system.,then conditioning and enlarging the signal that transducer measures the responding of vibration in system,thenceforth obtain the responding characteristics by analyzer.For this, the task has studyed and developed a vibration text system which take PC as hardware terrace, the labview that the United States nation instrument co mpany opend up as software terrace, coordinate with necessary transducer, signal conditioning and data collecter..Adopting the vibration text system which is made up by virtual instrument figured program language labview, reduce the hardware equipment during text, at the same time realize the objective that collects,analyse and process vibration signal, decrease hardware cost.Key words: Virtual instrument, Vibration text, Labview, Signal analysis, Data acquisition.II基于虚拟仪器的振动测试系统研究第1章绪论1.1 课题研究的背景和意义要想紧跟技术的发展，就要不断更新测量设备，以满足越来越高的测量要求，同时测量手段的进步也为技术的进一步发展奠定了基础。
虚拟仪器则是提高测量精度和效率的有效手段。
它改变了传统的测量模式，使测量系统由松散结合的、常常不兼容的独立仪器发展成紧密结合的虚拟测量系统，把计算机技术与仪器技术完美结合起来。
振动是自然界最普遍的现象之一。
这类现象有的是由其本身固有的原因引起，有的是外界干扰引起。
在运转的设备中，振动信号是最重要的信息来源。
旋转机械的振动信号中包含着大量可反映设备运行状态的有用信息或称为信号特征。
振动信号分析是旋转机械状态监测和故障诊断的重要组成部分，并在设备预测维修中发挥着重要作用。
通过振动特征分析可以找出旋转机械设备70％的故障源，而且可以确保机器运转的安全性，避免事故的发生，同时结合较好的维修项目管理还可以显著降低机器的运行成本。
在一些情况下，振动是一种公害，它能损伤人体器官、损害健康、降低劳动效率，甚至产生“振动病’’或“运动病’’，如常见的晕车、晕船现象就是由于小于1Hz的极低频振动引起的。
研究人体各器官的振动传递特性，设计能减振隔振的座椅、驾驶舱、手持工具的把手等也必须依赖于振动测试。
目前市场上已有用于人体振动测量的传感器和测试仪出售。
振动测试分析仪器则将振动测试与分析技术转化为生产力，它随着振动测试技术理论的发展和生产中对测试需求的与日俱增。
从最初的机械式测振仪，发展到今天，各种应用物理学原理制成的传感器、FFT分析仪、结构动力学分析软件己在广泛使用。
为提高测试效率，降低测试成本，适应在速度、准确度、数据分析以及现场实用性等方面日益提高的测试要求，我们需要将虚拟仪器技术引入在用车辆性能测试领域,开发基于虚拟仪器的车辆性能测试系统。
1.2 振动测试技术发展现状和发展趋势振动是各种设备在工作过程中经常发生的现象，振动问题是机械工程领域一个十分重要的研究课题。
但工程实际中复杂的振动现象并非都能通过理论分析得出可靠结果，此时往往需要求助于实验手段，而且理论分析结果的正确性也需要通过实践来验证，这就使振动测试在振动研究中占有重要地位。
在过去的三十多年中，无论国际还是国内，振动测试技术都获得了突飞猛进的发展，各种全新的分析方法如雨后春笋般大量涌现，并在科研、教学特别是工业上获得了广泛- 1 -基于虚拟仪器的振动测试系统研究应用。
从1967 年世界上第一台基于FFT 的动态信号分析仪问世以来，振动信号分析技术已经经历了三次突破性的发展。
虚拟仪器在我国的研究和开发有着十分现实的意义，广泛采用虚拟仪器技术有助于提高我国仪器的整体水平，节省仪器开发的人力和费用。