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带传动实验台计算机测控系统研究

白亮  
【摘要】: 带传动是机械传动中重要的传动形式,由于它具有传动中心距灵活、结构简单、传动平稳、造价低廉、不需润滑以及缓冲吸振,且有过载保护作用等特点,广泛应用于各个行业。带传动实验台是研究带传动运动规律、测量滑动率和传动效率的重要工具,也是工科院校机械专业必备的实验教学设备。实验室原有带传动实验台的数据测试方法落后,整个实验过程需要人为干预、测试数据耗时、精度较低,已不能适应现代教学实验的要求。 本文根据实验室现有的条件和改造的要求,从机械结构和电气控制两方面对原有的带传动实验台进行改造,研制出一套集计算机技术、单片机技术相结合的实验系统。该实验系统可以实现实验台转矩、转速信号的计算机测量以及转矩加载的计算机控制,能够动态描绘出带传动的滑动率和效率随有效拉力变化的曲线,并自动生成实验报告、存储和打印。 本文首先介绍了带传动滑动率和效率的计算,分析了滑动率产生的原因和功率的损失形式,以及张紧力对带传动的影响。介绍了实验台的组成结构,转矩和转速测量的原理及加载的原理,提出了实验系统改进的方案。 其次,自主开发了实验台计算机测控系统的硬件板卡及接口电路。完成了称重传感器的固定及安装,设计了称重传感器信号处理电路、数据采集电路,实现了两路转矩信号的动态实时采集。分析了转速测量的方案,设计了M/T法多路转速信号测量的硬件电路,实现了两路转速信号的动态实时采集。详细分析了电封闭加载的原理,设计了计数—触发器式的数字式PWM调制器,实现了基于PWM斩波器的励磁调节加载系统。利用串行通信完成了单片机与计算机之间的数据交换,最终实现了计算机对实验台参数的测量和控制。 最后,阐述了实验系统软件的设计思想、设计流程。利用VB6.0开发出了界面友好、功能完备的应用程序。利用该实验系统进行了联机实验,并对实验结果进行了分析。实验表明,本文提出的技术方案可行,技术环节处理合乎要求,实际所测数据与理论值吻合。


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