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《哈尔滨工业大学》 2011年
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基于CCD的电液伺服阀精密弹性元件刚度测量仪的研制

林茹  
【摘要】:在航天、航空、航海领域中会经常用到电液伺服阀作为控制器件,在电液伺服阀中精密弹性元件被广泛地用作力敏单元通过受力形变来获得反馈信号,所以这些精密弹性元件的刚度参数直接关系到控制器件或者导航器件的性能,在生产过程中需要严格控制。 反馈杆和弹簧管是电液伺服阀中常用的弹性元件,本文就其刚度测量原理、方法进行了分析,研制了一台基于CCD(Charge-coupled Device)的精密弹性元件刚度测量仪。 本文分析了反馈杆和弹簧管的测量原理,提出刚度测量仪总体方案。本测量仪采用计算机控制步进电机转动,推动平行梁式力传感器对被测件进行加载,力传感器同时作为加载元件和测力元件,采集力信号经电路处理,然后通过HY-6120数字量输入/输出卡传输到计算机。使用CCD图像传感器采集被测件关键部位的变化图像,传输到计算机中进行处理以得到被测件位移值。计算机根据采集到的力信号和计算得出的位移信号计算被测件刚度值并输出,绘出被测件刚度曲线。 其次,本文进行了刚度测量仪的机械结构设计,主要包括装夹部分,加载部分,CCD和光源的调整、定位部分及其它辅助功能部分。机械结构是测量仪功能实现的基础,并且被测件尺寸小,精度高,对机械结构部分要求很高,是刚度测量仪研制的关键。 然后,针对选用的步进电机和传感器设计了刚度测量仪的控制电路部分,用VC++编制了刚度测量仪的控制程序。程序主要包括步进电机驱动控制、力传感器信号采集与处理、CCD图像传感器驱动与图像采集、图像处理、刚度值计算与绘图以及文档处理功能等六大模块,其中图像处理部分最为关键,直接关系到测量精度。 最后,对刚度测量仪的机械、控制电路及程序进行了调试,以两个型号的反馈杆和一个型号的弹簧管为样本进行了测量实验,对实验结果进行了分析,根据实验数据对测量仪的软、硬件进行了调整和改进,并对后续工作给出了意见和建议。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH823

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【参考文献】
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