基于LabVIEW的微动按钮开关性能测试系统的研制

论文摘要

虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器模块融合在一起,即把计算机强大的运算处理能力和仪器模块的精确测量及控制能力有效结合起来,通过软件实现对仪器模块的自动化和采集数据的分析处理,从而大大增强了虚拟仪器在功能上的灵活性,降低了硬件的开发制造成本。National Instrument是一家最早提出虚拟仪器的美国公司,它的虚拟仪器板卡和LabVIEW软件在虚拟仪器领域也占有绝对的优势。论文介绍了一个基于LabVIEW的微动按钮开关性能测试系统的软硬件设计。本文首先简要介绍了虚拟仪器的基本概念以及伺服运动控制、编码器、四线制电阻测量等一些相关基础知识;然后详细描述了从选型、测试电路板的设计到数据采集卡和马达运动控制卡的接口设计等硬件系统的设计;接着讲述了测试软件的开发,包括对测试规格文件的定义、各性能数据的采集、测试项目的实现方法、导通和开路电阻的测量等;最后提出了对系统的测试过程以及在研发过程中遇到一些问题的体会并对本论文的课题作了简要的总结,叙述了一些尚待改进和提高的地方。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 背景
• 1.2 本系统简介
• 1.3 本文工作内容与论文结构
• 1.3.1 本文工作内容
• 1.3.2 本文结构
• 第二章 相关基础知识概要
• 2.1 伺服运动控制系统的原理及其控制
• 2.1.1 伺服马达的工作原理
• 2.1.2 伺服驱动放大器的框图及其控制方式
• 2.1.3 编码器（ENCODER）原理
• 2.2 NI 马达运动控制卡
• 2.3 NI 数据采集卡
• 2.4 二线制与四线制电阻测量
• 2.5 LABVIEW 软件
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 系统所需要实现的功能
• 3.2 硬件的选型
• 3.3 马达和数据采集卡的连接测试
• 3.3.1 马达的连接
• 3.3.2 马达的测试
• 3.3.3 数据采集卡的连接
• 3.4 开关导通/开路电阻测试电路的设计
• 3.4.1 开关导通电阻测试电路的设计
• 3.4.2 开关开路电阻测试电路的设计
• 3.4.3 伺服运动机构硬件保护电路的设计
• 第四章 测试软件设计
• 4.1 软件的整体结构
• 4.2 测试规格的调用和参数的设置
• 4.2.1 测试规格文件的格式
• 4.2.2 测试规格文件的读取
• 4.2.3 测试规格的调用
• 4.2.4 测试参数的设置
• 4.3 手动模式的软件设计
• 4.4 生产模式
• 4.4.1 测试结果与判定
• 4.4.2 数据的采集
• 4.4.3 导通瞬间位移压力值的测试
• 4.4.4 机械触点闭合抖动测试（弹跳测试）
• 4.4.5 压力极值点测试
• 4.4.6 压力传感器受压间隙对位移的影响及修正
• 4.4.7 导通和开路电阻测量
• 4.4.8 数据存档
• 第五章 系统开发测试与体会
• 5.1 系统功能的测试
• 5.1.1 电路板的测试
• 5.1.2 压力的测试
• 5.1.3 马达定位的一致性测试
• 5.1.4 系统整体测试
• 5.2 系统在测试过程中遇到的问题及解决方法
• 5.2.1 压力过载
• 5.2.2 压力数据随着时间会老化而漂移
• 5.2.3 压力传感器受压间隙对整体位移精度的影响
• 5.2.4 压力测试的干扰噪声大
• 5.3 体会
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要