位移测试系统中如何应用虚拟仪器

对于位移测试技术的在线监测以及分析系统的开发尤其重要，对位移的检测不仅为提高产品质量和生产安全提供了重要数据，同时也为其他参数的检测提供了基础。虚拟仪器在位移测试系统中的应用开拓了新的技术，能够实时显示其位移波形兵，还能够对其进行信号处理。

虚拟仪器(简称VI)由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件，测试软件是虚拟仪器的核心。以液压试验台作为测试平台，由液压动力源和电气控制系统组成。其液压动力源由动力油泵和动力执行装置油马达组成。将虚拟仪器与液压实验台相连接，选择好工况、测点，安装好位移传感器，并调试处理好后便可开始采集数据。对液压试验台齿轮泵的轴向位移进行测试。

实现位移测量的关键是信号的转换即传感器的选用，本系统中，位移传感器选用电涡流位移传感器CWY-DO-504，量程4 mm，探头φ14 mm。这是一种将机械位移或振动幅度转换成电信号输出的非电量电测装置。本检测系统可以将位移量转换成电压信号供数据采集卡。在执行机构带动位移传感器运动时可以进行电压信号的采集，最后通过标定将电压信号转换成相应的位移信号，实现位移的测量。本设计中所采用的是NI公司生产的PXI-6251多功能数据采集卡，满足位移信号采集的需求，将位移信号转换为电压信号输出。模块化设计数据采集，数据采集模块的设计对后续的数据显示和分析结果以及整个系统功能的实现，具有直接影响，利用NI公司的DAQ(Data AcQuisition)卡及其驱动程序设计这一模块，充分利用集成的功能全面的DAQ函数库和子VI，设计可以实现对数据采集的控制，包括触发控制、通道控制等的数据采集模块。

在这个位移测试中，前面板可以显示位移信号的原始波形，还可对位移信号进行求导分析处理，一目了然的显示出原波形和自相关波形的关键信息——有效值、峰峰值和均值。程序设计时，采用数据库对数据进行存储、读取。建立一个Access数据源，通过ADO数据库访问技术，充分利用ADO的灵活性，通过编程模型实现对数据库的操作，执行用户命令，实现对数据的管理。利用ADO技术的LabVIEW数据库访问包——LabSQL，用户可以直接在LabVIEW中以调用子VI的方式实现对数据库的访问。在对数据进行采集前，要给系统进行调试，保证采集的数据在数据采集卡的规范范围内，确保数据采集卡的输出波形与实际波形相符合，然后将传感器安装在齿轮泵的轴向外沿，将采集处理的信号在位移测试系统的前面板上显示出来。通过对位移信号的采集和分析，所设计的位移测试系统显示、分析出来的信号波形与液压系统的实际运行工况相符合。从而验证了此开发平台的有效性，也为进一步对机器及其零部件的运行情况、在线监测、故障诊断提供了一个直观便捷的分析平台。