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基于LabVIEW的振动测试系统设计

朱岩  
【摘要】: 在现代机械工业和机械工程中,振动测试、信号处理以及振动分析是十分重要的环节。但是在机械振动测试中,所需的测试仪器繁多复杂,导致测试工作需要大量的人力、物力。 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。 论文首先对虚拟仪器以及LabVIEW软件作了简要介绍,然后分析了振动信号分析与处理技术理论和振动测试分析系统的组成,最后对系统的硬件和软件编程进行了设计。 系统硬件部分设计了一个以单片机为核心的数据采集卡,通过串口通信实现计算机和数据采集卡的数据传输。软件部分采用了自上而下的模块化程序设计思想,用户可以在计算机上实现对振动信号的采集、分析处理以及显示分析结果等操作。软件的处理功能主要有信号预处理、时域分析、频域分析、时频联合分析四大模块组成。具体内容包括:数字滤波与加窗、时域统计分析、自相关分析、快速傅立叶变换(FFT)、自功率谱分析、短时傅立叶变换(STFT)等。 本系统集中了振动分析的主要功能,操作简单,具有良好的可扩充性和较高的性价比,可以在教学科研或在工程应用中作为分析工具使用。


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