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电子产品质量监控测试设备设计

作　者: 郑凯
导　师: 崔贤玉
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 自动测试设备机械设计有限元分析信号处理小波消噪计数法
分类号: TN06
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 8次
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内容摘要

可燃气体报警器是一种能够自动监测空气中可燃气体浓度的装置,其具有结构紧凑、性能稳定、功耗低等优点。在生产过程中,为了保证可燃气体报警器的产品质量,需要对其主要的组成部分——电路板进行质量检测。目前,国内外对电路板进行监测的设备大多为专用设备,测试针对性强,且价格高。本文为可燃气体报警器专门设计了一套集定位、装夹、测试于一体的测试设备,本设备成本低、测试速度快、维护方便,可以满足对大批量产品的在线快速检测,有很好的应用价值。本文根据生产线的实际环境和对测试设备的要求,首先对产品的定位与夹紧机构进行设计,设计了以连杆机构为主的升降机构。通过对设备的动力学分析,确定关键零件的结构尺寸;再通过软件的模拟仿真,对关键部件进行了有限元分析,得到各个零件所承受的最大应力,对达不到承载要求的零件进行尺寸结构优化设计,确保零件足够的承载能力和设备运行的安全稳定性。在测试系统设计方面,本文设计了以微控制器为核心的测试与运动控制系统,实现对被测节点信号的采集、处理和判断,对设备升降、夹紧机构的运动控制;并增加了通信模块,为系统日后的功能扩展和对测试结果的进一步统计和分析留下了接口。通过实验,分析了硬件系统的性能,确定可调元件的参数。根据测试与控制系统的工作过程,设计了系统的软件,经过多次反复调试,系统可以顺利地完成测试任务。最后对采集到的信号数据的处理方法进行了研究。对含有噪声信号的被测信号,本文应用基于小波分析的信号消噪方法,通过多次实验,选择了一种适合本文的阈值选取方法,并通过与其它信号处理方法效果的比较,说明本文所应用方法的优越性。测量频率信号时,本文使用了一种将计数法与中值算法相结合的处理方法,既可以忽略信号采集时受到的干扰,又可以防止信号传输过程中可能存在的一些问题,保证系统得到准确的测试结果。

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摘要 4-5Abstract 5-8第1章绪论 8-16 1.1 课题背景 8 1.2 研究目的和意义 8-9 1.3 国内外研究现状 9-14 1.3.1 电路板检测技术的现状 9-11 1.3.2 测试设备的现状 11-12 1.3.3 测试信号处理方法的研究现状 12-14 1.4 本课题主要研究任务 14 1.5 论文结构安排 14-16第2章测试设备结构设计 16-31 2.1 设备总体要求分析 16-17 2.2 传动和机构的选择 17-19 2.2.1 传动方式的选择 17 2.2.2 运动机构的实现 17-18 2.2.3 直线导向方式的选择 18-19 2.3 结构设计 19-27 2.3.1 升降机构的设计 19-26 2.3.2 夹紧机构设计 26-27 2.4 主要部件的选择 27-28 2.4.1 动力源器件的选择 27 2.4.2 直线轴承的选择 27 2.4.3 测试探针的选择 27-28 2.5 定位精度分析 28-30 2.5.1 YOZ平面内精度分析 28-29 2.5.2 XOZ平面内精度分析 29-30 2.6 本章小结 30-31第3章关键零件的有限元分析 31-38 3.1 连杆的有限元分析 31-33 3.2 连架杆的有限元分析 33-34 3.3 连杆座的有限元分析 34-35 3.4 平台的有限元分析 35-36 3.5 结构尺寸优化 36-37 3.6 本章小结 37-38第4章测试与控制系统设计 38-50 4.1 系统总体分析 38 4.2 控制器的选择 38-39 4.3 系统设计方案 39 4.4 系统硬件设计 39-48 4.4.1 电源电路 39-40 4.4.2 复位电路 40 4.4.3 时钟模式 40-41 4.4.4 电磁铁控制 41 4.4.5 测试接口模块 41-46 4.4.6 通信接口 46-48 4.5 系统软件设计 48-49 4.6 本章小结 49-50第5章数据处理方法的研究与实现 50-64 5.1 小波消噪方法研究 50-55 5.1.1 小波分解与重构 51-52 5.1.2 阈值函数的选取 52-55 5.2 信号消噪的实现 55-59 5.2.1 小波消噪 55-56 5.2.2 小波消噪与其他方法的比较 56-59 5.3 频率测量方法研究 59-63 5.4 本章小结 63-64结论 64-65参考文献 65-69致谢 69

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