以前,，緯紗張力的測(cè)試多采用動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀,，利用光線示波器進(jìn)行記錄，工作復(fù)雜,，且結(jié)果精度和準(zhǔn)確性難以令人滿意[2],。文獻(xiàn)[3]提出對(duì)紡紗張力測(cè)試采用應(yīng)變電橋、自制放大電路" title="放大電路">放大電路,、采集卡" title="采集卡">采集卡" title="數(shù)據(jù)采集卡" title="數(shù)據(jù)采集卡">數(shù)據(jù)采集卡">數(shù)據(jù)采集卡,、計(jì)算機(jī)、VB編程實(shí)現(xiàn),，具有簡(jiǎn)單,、準(zhǔn)確、通用等特點(diǎn),。此方法也可用于緯紗張力測(cè)試,，但需要自己設(shè)計(jì)硬件電路，電路參數(shù)調(diào)整不方便,，靈活性較差,，且VB編寫儀器界面不是很好。本文針對(duì)上述問題介紹一種基于虛擬儀器的測(cè)試新方法，該方法具有建立系統(tǒng)快,、簡(jiǎn)單,、可靠、通用性強(qiáng),、界面友好等特點(diǎn),。
1 系統(tǒng)組成
圖1為測(cè)試系統(tǒng)" title="測(cè)試系統(tǒng)">測(cè)試系統(tǒng)框圖，主要由傳感器,、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)及相應(yīng)軟件組成,。
1．1 傳感器
主軸傳感器采用光電編碼器,，它的轉(zhuǎn)子和織機(jī)主軸同軸固定，主軸回轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子同速回轉(zhuǎn),。傳感器每隔α=0．5度產(chǎn)生一個(gè)脈沖,，織機(jī)主軸每轉(zhuǎn)一周，就會(huì)產(chǎn)生720個(gè)脈沖,。圖2中ti為第i個(gè)脈沖的周期,。零位觸發(fā)(前止心)采用霍爾傳感器，織機(jī)每轉(zhuǎn)在固定轉(zhuǎn)角位置產(chǎn)生一個(gè)定位脈沖,，本系統(tǒng)采用它標(biāo)志測(cè)試過程的起點(diǎn),，其波形如圖3所示。張力傳感器采用全橋應(yīng)變式,，其輸出電壓的高低正比于紗線張力大小,，經(jīng)標(biāo)定后，測(cè)出電壓即可換算出紗線張力,。
數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)將傳感器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量,，此數(shù)字量送給計(jì)算機(jī)，編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取與保存,。本系統(tǒng)采用美國(guó)NI(NationalInstrument)公司基于計(jì)算機(jī)PCI插槽的多路模擬輸入采集卡,，12位A／D轉(zhuǎn)換，最高采樣頻率可達(dá)200kHz,。目前,，噴氣織機(jī)的一般轉(zhuǎn)速為500-1500r/min，緯紗張力變化頻率為8．3-25kHz,。本次使用中采樣率選擇100kHz,，數(shù)據(jù)采集卡本身集成放大電路和A／D轉(zhuǎn)換，具有可編程選擇放大倍數(shù),，用戶無需自制放大電路,，故測(cè)量系統(tǒng)建立快、測(cè)量精度高,，測(cè)量時(shí)將轉(zhuǎn)速傳感器,、定位傳感器,、張力傳感器的輸出分別接至采集卡的三路模擬輸入通道。
1．3計(jì)算機(jī)硬件與軟件
任何具有PCI插槽的普通電腦,，Windows98及以上操作系統(tǒng)均能滿足要求,。對(duì)數(shù)據(jù)采集卡編程及界面設(shè)計(jì)采用美國(guó)NI公司開發(fā)的工具軟件LabWindows-CVI，CVI具有功能強(qiáng)大,、界面友好,、對(duì)多種采集卡支持等特點(diǎn)。
2 基于虛擬儀器的測(cè)試方法" title="測(cè)試方法">測(cè)試方法
虛擬儀器是儀器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物[4],，在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上,，通過配置I／O接口設(shè)備(DAQ，數(shù)據(jù)采集卡)將采集到的信號(hào)送往計(jì)算機(jī),，通過用戶自己應(yīng)用LabView語言或者CVI語言編寫的不同測(cè)試功能的程序,，對(duì)采集到的信號(hào)分析處理并顯示[5]。一臺(tái)插有采集卡的計(jì)算機(jī)加上用戶自己開發(fā)的程序,，就能實(shí)現(xiàn)用戶自定義的功能[4],，它具有體積小、操作方便,、功能自定義,、界面友好等特點(diǎn)，利用虛擬儀器可快速建立一個(gè)測(cè)試系統(tǒng),，借助于計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)用戶所需要的處理功能,。
如圖1所示，本系統(tǒng)測(cè)量時(shí)將轉(zhuǎn)速傳感器,、定位傳感器,、張力傳感器的輸出分別接至采集卡的三路模擬輸入通道，用CVI軟件編程采集數(shù)據(jù),，將張力隨轉(zhuǎn)角變化的波形顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上,。
3 具體測(cè)試原理
本測(cè)量共用三個(gè)模入通道，首先啟動(dòng)所設(shè)計(jì)好的儀器,，開啟織機(jī),，零位觸發(fā)傳感器作為織機(jī)零度標(biāo)志，采集到零位信號(hào)后,，利用主軸光柵脈沖觸發(fā),，對(duì)張力傳感器的輸出進(jìn)行采樣，按預(yù)定的采樣點(diǎn)數(shù)采集結(jié)束后,，經(jīng)標(biāo)定可得到動(dòng)態(tài)情況下緯紗張力隨織機(jī)轉(zhuǎn)角變化,，用CVI編寫的程序流程圖如圖4所示，所設(shè)計(jì)的界面及測(cè)試結(jié)果如圖5所示。
4 應(yīng)用
本系統(tǒng)已成功地用于青島星火紡機(jī)有限公司多臺(tái)噴氣織機(jī)性能的測(cè)試,。測(cè)試時(shí),，將三個(gè)傳感器的輸出接入對(duì)應(yīng)模擬輸入通道，啟動(dòng)織機(jī),，在圖5所示的界面上打開儀器開關(guān),，設(shè)定測(cè)試參數(shù)，單擊"采集"按鈕即可實(shí)現(xiàn)測(cè)試,。圖5所示為YC426型噴氣織機(jī)一次測(cè)試的結(jié)果,。測(cè)試條件為：溫度為26℃，濕度為75％,，織機(jī)車速為542r／min,，在任何時(shí)候可重新調(diào)出來查看，分析織機(jī)的性能,，測(cè)試中張力出現(xiàn)的負(fù)值是由于動(dòng)態(tài)測(cè)試中，傳感器梁材料本身回彈效應(yīng)引起,，可通過選用精度高,、性能好的傳感器進(jìn)一步提高檢測(cè)精度，與前述其它測(cè)試方法相比,，在選用相同精度的傳感器下,，由于所需硬件大大減少，避免了過多線路引人的誤差,。
5 結(jié) 論
本系統(tǒng)以普通電腦為基礎(chǔ),，只需購買一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，通過用戶編寫程序,，不需任何硬件電路就可快速建立測(cè)試系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)織機(jī)緯紗張力測(cè)試，具有簡(jiǎn)單,、可靠、實(shí)用,、界面友好等特點(diǎn),。通過改變程序，還可實(shí)現(xiàn)織機(jī)其它性能測(cè)試,，可進(jìn)行數(shù)字微積分,，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析等。因此,，該方法具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值,。