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《天津科技大学》 2015年
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材料万能试验机测控系统的研究

常晓明  
【摘要】:材料万能试验机是能够在各种环境、条件下对不同的材料(金属材料、非金属材料)所制成的材料试样进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击等试验,检测其力学性能、机械性能以及其他物理性能测试的仪器设备。随着工业用材料的不断更新和微电子科学技术的高速发展,旧有的液压材料测控系统和一些变频测控系统在数据处理、控制方式和设备集成度等方面已逐渐不能适应广大用户的测试需求,迫切要求试验机测控系统向数字化、智能化、集成化方面迈进。因此,研制一种高精度、高实时性的材料试验机测控系统具有普遍意义。基于此,本课题提出了一种基于微控制器和虚拟仪器开发平台LabVIEW的材料万能试验机测控系统,具有运动控制精确和数据分析处理能力强等优点。本课题通过收集目前关于材料试验测控系统的相关信息,简要介绍了材料试验机的结构组成、工作原理、发展状况和发展趋势,并将整个测控系统分成不同的功能模块分别进行了硬件搭建和软件设计。为保证系统硬件电路的正常运行,课题也对系统硬件的电磁兼容性进行了设计及测试。总体上来说,硬件电路包含力值检测单元、位移及变形检测单元、伺服控制单元和人机接口等功能模块。通过对各功能模块的需求分析,采用力传感器、光电编码器等检测试验数据,实现数据的实时采集。使用微控制器的强大数据处理功能实现对试验数据进行传输、处理、显示等操作。系统上位机软件采用虚拟仪器开发平台LabVIEW,整个系统采用模块化设计,实现对信号进行实时采集、动态显示、精确控制、试验数据分析存储等处理。本课题设计的材料万能试验机测控系统可用于进行各种金属或非金属材料的力学性能试验,相比旧有的试验机测控系统,课题设计的试验机测控系统具有更强大的数据处理能力、精确的控制性能、更高的系统集成度以及良好的实时性。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH87;TP273

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