加载器磁轭摆角实时检测系统的研究

论文摘要

扭矩测量是研究动态扭矩加载器输出扭矩动态特性的关键方法,已经受到了越来越多的关注。因此,对其展开研究,具有重要的理论和实际意义。本文结合扭矩测量的国内外发展现状,根据河北省教育厅2008科学研究计划资助项目“动态扭矩加载器的研制”提出的方案和自制的多通道光电码盘,对整个检测系统进行研究,设计并开发了加载器磁轭摆角实时检测系统,具体研究内容包括以下几个方面:首先,检测系统硬件电路的设计。明确硬件电路的组成结构,包括电源电路、信号调理电路和数据采集电路。信号调理电路包括光电转换电路、信号放大电路和整形电路。分别设计具有稳压作用的电源电路,将扭矩信号转换为电信号的光电转换电路,将光电转换电路输出放大的信号放大电路,将信号放大电路输出进行波形规整的整形电路,将数据传入计算机中的数据采集电路。其次,检测系统软件的编写。根据面向对象的编程思想设计系统软件的总体方案,根据检测系统的要求划分出不同的功能模块,主要的功能模块有数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据读取模块、图形显示模块和数据分析模块,对它们进行详细的设计,并编写程序予以实现。最后,系统调试和数据分析。在实验中对硬件电路进行调试,根据调试结果进行仿真,对采集的数据和经过处理的数据进行对比分析,使用MATLAB分析扭矩信号的大小,并据此分析自相关函数的大小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 扭矩测试的国内外研究现状
• 1.2.1 应变型扭矩传感器
• 1.2.2 磁弹型扭矩传感器
• 1.2.3 转角型扭矩传感器
• 1.2.4 其它型扭矩传感器
• 1.3 课题来源及主要研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 检测系统理论及实验平台简介
• 2.1 引言
• 2.2 检测系统理论介绍
• 2.2.1 检测系统的定义
• 2.2.2 检测系统的组成
• 2.3 光电法扭矩测量原理介绍
• 2.4 多通道光电码盘简介
• 2.4.1 多通道光电码盘的盘片设计
• 2.4.2 多通道光电码盘的工作条件和环境分析
• 2.4.3 多通道光电码盘的应用
• 2.5 动态扭矩加载器简介
• 2.5.1 动态扭矩加载器的工作原理
• 2.5.2 动态扭矩加载器的组成结构
• 2.5.3 动态扭矩加载器的标定
• 2.6 本章小结
• 第3章 检测系统硬件电路的设计
• 3.1 引言
• 3.2 光电转换电路的设计
• 3.2.1 发光元件的选择
• 3.2.2 光电检测元件的选择
• 3.2.3 多通道光电法测量加载器磁轭摆角
• 3.2.4 光电转换电路的实现
• 3.3 信号放大电路的设计
• 3.4 整形电路的设计
• 3.5 电源电路的设计
• 3.6 数据采集电路的设计
• 3.6.1 数据采集卡的选择
• 3.6.2 数据采集卡的硬件驱动程序
• 3.7 本章小结
• 第4章 检测系统软件的设计
• 4.1 引言
• 4.2 工具的选择
• 4.3 系统软件设计的总体方案
• 4.4 系统软件功能模块的设计
• 4.4.1 数据采集模块的设计
• 4.4.2 数据处理模块的设计
• 4.4.3 数据存储模块的设计
• 4.4.4 图形显示模块的设计
• 4.4.5 数据读取模块的设计
• 4.4.6 数据分析模块的设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 系统调试与数据分析
• 5.1 引言
• 5.2 电源电路的调试
• 5.3 信号调理电路的调试
• 5.3.1 光电转换电路的调试
• 5.3.2 信号放大电路的调试
• 5.3.3 整形电路的调试
• 5.4 数据的分析
• 5.4.1 采集数据的分析
• 5.4.2 电磁扭矩的求取
• 5.4.3 扭矩的自相关函数
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介