基于虚拟仪器的表面粗糙度测量的分析

论文摘要

在机械设计及制造的应用领域当中,表面粗糙度对零件的性能和寿命有很大的影响。为了保证产品的质量、使用性能、使用寿命等一些要素,必须要对其评定参数进行精确的测量。多方面的实践表明:降低工件表面粗糙度,对保证设备的可靠性和稳定性、减小摩擦系数、降低动力消耗、提高机械及仪器的工作精度和灵敏度均有重要作用。然而,随着现代精密制造的发展和产品质量的提高,目前广泛应用的表面粗糙度测量仪已经不能适应现代工件的测量要求。因此,研制具有高精度、多参数的新型表面粗糙度测量仪器是非常有必要的。本课题利用现有的触针式轮廓仪与虚拟仪器技术相结合,以LabVIEW为平台分析了一种新型的基于虚拟仪器技术的表面粗糙度测量仪。设计了系统的传感器驱动箱的机械传动机构和控制电路,控制电路包括传感器的正反转控制电路、测量传感器行程长度电路、限位电路、指示传感器运动状态电路等。根据所测量参数的特点,对测量仪的整体结构方案进行了设计。系统以LabVIEW8.0为软件操作平台,根据Ra、Rp、Rq、Rsk、Rku等参数的定义及算法编写了软件应用程序。从软件和硬件方面分别分析了测量误差的来源。对多刻线标准样板进行测量,将测得值与标准值进行比较,确定了该测量仪器的可行性,并对如何提高测量系统的精度进行分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 基于虚拟仪器的表面粗糙度测量仪的发展及现状
• 1.2.1 表面粗糙度测量技术的发展及现状
• 1.2.2 基于虚拟仪器技术表面粗糙度测量仪的发展及现状
• 1.3 论文的研究思路和主要内容
• 第2章 系统总体结构的方案设计
• 2.1 测量系统的整体结构
• 2.1.1 测量系统技术路线
• 2.1.2 测量系统的整体结构设计
• 2.2 工作原理及性能指标
• 2.2.1 工作原理
• 2.2.2 多参数测量系统的技术指标
• 2.3 测量系统可行性分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 测量仪的软件及传感器驱动箱设计
• 3.1 图形化编程语言LabVIEW和它的特点
• 3.2 测量参数的程序设计
• 3.2.1 评定表面粗糙度的基本要求
• 3.2.2 程序设计的过程
• 3.2.3 测量参数的程序设计
• 3.3 测量仪传感器驱动箱的分析
• 3.3.1 传感器驱动箱的功能
• 3.3.2 传感器驱动箱的相关功能的实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统的误差分析
• 4.1 误差的来源及分类
• 4.1.1 误差的来源
• 4.1.2 误差的分类
• 4.2 理论误差分析
• 4.2.1 虚拟仪器系统中的误差及误差分析
• 4.2.2 相关硬件及其他测量因素对精度影响分析
• 4.3 实验数据及结果评定
• 4.4 本章小结
• 第5章 提高系统测量精度方法分析
• 5.1 虚拟仪器系统误差修正的特点及方法
• 5.1.1 传感器的误差补偿
• 5.1.2 数据采集系统中的测量误差及其补偿
• 5.1.3 虚拟仪器软件的误差
• 5.2 评定测量表面粗糙度的原则及注意的问题
• 5.2.1 评定表面粗糙度的基本原则
• 5.2.2 测量零件表面粗糙度应注意的问题
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢