基于DASYLab的新型流量传感器测试系统研究

论文摘要

测试技术是试验科学的一部分,主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法。虚拟仪器技术作为一种崭新的测试及仪器技术可以在通用仪器硬件平台上通过软件设计实现仪器的全部功能,且通过不同软件处理模块的组合可以实现多功能测量仪器。本文针对我们现有的液压系统流量监测装置尚未解决的问题,通过虚拟仪器应用软件DASYLab开发新型MEMS流量传感器测试系统,实现流量传感器的动态数据采集、数据处理,最终实现流量实时检测。信号是测试系统中信息的载体,信号分析与处理是获取测试系统信息的必要手段。因此概述了测试系统中的信号,重点分析信号分析与信号处理的理论知识,包括傅立叶级数与周期信号的频谱、傅立叶变换与非周期信号的频谱、FFT、采样定理和信号滤波。为测试系统开发奠定理论基础。硬件是信号获取的主要手段。因此主要叙述了测试系统的硬件组成,介绍了测试试验平台、轴向柱塞泵、压力传感器、变送器和智能显示仪表、涡轮流量计和流量测试仪表、新型流量传感器、WaveBook/512采集系统,分析了它们原理及特点,为试验数据采集做好硬件基础。软件是测试系统设计的核心。从介绍DASYLab软件入手,叙述了DASYLab的模块组成、功能特点以及窗口组成。根据本试验对软件要求,分析了DASYLab相应模块,构造出信号流程图,搭建了测试系统模块组成图,建立了个性化测试系统界面。提出了系统调试方法,为采集测试试验做好软件准备。最后进行了新型流量传感器标定试验,对试验数据采用EXCEL处理,得到了传感器特性曲线,结合曲线分析了新型流量传感器结构参数对其影响。通过动态流量测试试验,得出新型流量传感器具有较高的频响,同时试验结果对近些年来关于轴向柱塞泵流量仿真具有重要指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的选题背景
• 1.2 测试技术概论
• 1.3 测试系统基本结构
• 1.4 测试系统的特性
• 1.5 虚拟仪器
• 1.5.1 虚拟仪器概述
• 1.5.2 虚拟仪器特点
• 1.5.3 虚拟仪器的构成
• 1.6 DasyLab国内外应用现状
• 1.7 本章小结
• 第2章 测试信号分析和处理基础
• 2.1 信号与测试系统
• 2.2 信号的分类
• 2.3 信号分析与信号处理
• 2.4 信号的描述方法
• 2.5 傅立叶级数与周期信号的频谱
• 2.5.1 傅立叶级数
• 2.5.2 周期信号的频谱
• 2.6 傅立叶变换与非周期信号的频谱
• 2.7 离散傅立叶变换（DFT）
• 2.8 快速傅立叶变换（FFT）
• 2.9 采样定理
• 2.9.1 频率混淆现象
• 2.9.2 频谱泄漏
• 2.10 信号滤波
• 2.11 本章小结
• 第3章 数据采集系统硬件组成
• 3.1 数据采集系统试验平台
• 3.2 直轴式柱塞（斜盘）泵
• 3.3 电机与变频器
• 3.4 压力传感器及变送器
• 3.4.1 压力传感器
• 3.4.2 压力变送器
• 3.5 智能显示变送仪
• 3.6 涡轮流量计与流量测试仪
• 3.6.1 涡轮流量计
• 3.6.2 流量测试仪
• 3.7 设计流量传感器
• 3.7.1 MEMS压阻式微型传感器
• 3.7.2 新型流量传感器
• 3.8 采集系统
• 3.8.1 wavebook/512高速便携式数据采集器
• 3.8.2 WBK16-8通道应变信号调理模块
• 3.8.3 硬件通讯设置
• 3.9 干扰与抑制
• 3.10 本章小节
• 第4章 数据采集系统的软件组成
• 4.1 数据采集系统软件介绍
• 4.1.1 DASYLab主要特点
• 4.1.2 DasyLab主要功能模块
• 4.1.3 DASYLab窗口组成
• 4.2 数据采集系统软件设计
• 4.2.1 测试系统功能要求
• 4.2.2 软件 DASYLab功能分析
• 4.2.3 信号流程
• 4.2.4 功能模块实现
• 4.2.5 系统人机操作界面
• 4.2.6 系统调试
• 4.3 本章小结
• 第5章 新型流量传感器测试试验结果与分析
• 5.1 试验前准备
• 5.2 新型流量传感器静态测试试验
• 5.3 新型流量传感器动态流量测试试验
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 相关工作展望
• 参考文献
• 附录 1 DASYLab模块列表
• 致谢
• 研究生履历