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液压万能试验机数据采集系统研究与设计

作者：杨卫辉 Publish: 2006-8-4 Hits:-

【中文题名】

液压万能试验机数据采集系统研究与设计

【英文题名】

The Research and Design of Data Acquisition System for Hydraulic Universal Testing Machine

【学科专业】

电路与系统

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-8-4

【中关键词】

万能试验机,数据采集系统,FPGA,计算机,,

【英关键词】

Universal,Testing Machine,FPGA,Data acquisition,PC,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统

【论文摘要】

随着科学技术的快速发展,新材料、新设备不断涌现,科研、企业、技术监督等单位部门对材料的性能指标和设备的安全可靠性要求越来越完善,从而对万能试验机的测控系统性能提出了更高的要求,高精度数据采集系统设计作为试验机测控系统的核心技术,已经成为了科研、技术人员的研究重点. 本文所研发的试验机数据采集系统突破了目前应用广泛的基于单片机或双处理器的上下位机系统框架,设计了以计算机为控制核心的,基于FPGA芯片和计算机总线接口听数据采集卡.电路设计上采用了美国AD公司的AD625芯片设计了前置放大电路;采用高分辨率的AD7714芯片设计了模数转换电路;利用FPGA芯片的软硬件设计优势,设计了电路的数字部分;综合运用了模拟滤波、数字滤波方法对信号进行处理,使系统的集成度和可靠性更高,抗干扰性能更好,实现了试验数据的高精度采集. 以计算机为控制核心的数据采集系统设计,充分利用计算机的软硬件资源,避免了上下位机的硬件资源浪费,大幅度提高了数据的采集、处理速度和精度,实现了人机交互、实时的试验数据显示、参数曲线显示、数据库管理等功能.其设计方案符合试验机数据采集系统的发展趋势,主要技术指标达到行业先进标准.

【论文题纲】

第一章绪论	7-11
1.1 研究的背景与意义	7-9
1.2 研究的主要内容	9
1.3 数据系统主要功能和技术指标	9-11
第二章数据采集系统总体方案确定	11-16
2.1 液压万能试验机的结构和原理	11-12
2.1.1 液压万能试验机结构	11
2.1.2 液压万能试验机工作原理	11-12
2.2 万能试验机典型数据采集系统方案论证	12-14
2.2.1 单片机系统实现方案	12-13
2.2.2 基于上下位微机结构的实现方案	13
2.2.3 采用 PC 机为主控制器的实现方案	13-14
2.3 基于 FPGA 微机数据采集系统方案确定	14-16
2.3.1 微机测控系统的特点	14
2.3.2 应用 FPGA 设计数字系统的优势	14-15
2.3.3 ISA 总线技术成熟、经济适用	15
2.3.4 万能试验机数据采集系统设计方案确定	15-16
第三章数据采集系统硬件设计	16-48
3.1 数据采集系统硬件结构	16
3.2 传感器选择	16-20
3.2.1 测力传感器	16-18
3.2.2 电子引伸计	18-19
3.2.3 位移传感器	19-20
3.3 控制装置选择	20-21
3.4 基于 FPGA 的数据采集卡设计	21-44
3.4.1 前置放大电路设计	21-25
3.4.2 A/D 转换电路	25-28
3.4.3 FPGA 数字系统设计	28-40
3.4.4 限幅、滤波、光电隔离电路	40-42
3.4.5 直流电源电路	42
3.4.6 ISA 总线接口	42-44
3.5 干扰分析与抗干扰措施	44-48
3.5.1 常见干扰分析	44-45
3.5.2 抗干扰措施	45-48
第四章数据采集系统软件设计	48-60
4.1 系统软件开发平台和工具选择	49-50
4.2 功能模块设计	50-60
4.2.1 数据采集模块	50-56
4.2.2 通道校正模块	56
4.2.3 测试曲线图形处理模块	56-57
4.2.4 数据处理模块	57
4.2.5 参数设定模块	57
4.2.6 试验报告生成模块	57-58
4.2.7 数据库管理模块	58-60
第五章数据采集系统联机测试	60-63
5.1 引伸计校准测试数据分析	60-61
5.2 金属拉伸试验测试	61-63
第六章结论	63-65
参考文献	65-66
致谢	66-67
摘要	67-69
ABSTRACT	69-70

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.379512



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