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基于虚拟仪器的车辙试验采集系统的研究

作　者: 杜炳政
导　师: 孙朝云
学　校: 长安大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 虚拟仪器 PXI-6070E LabVIEW 数据采集 应变测试
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 36次
引　用: 1次
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内容摘要


在我国高速公路建设中,各种混合沥青材料在路面上的广泛应用,使人们对路面材料拉压力学性能的研究成为一种必然,这种研究也是提高路面材料抗压强度的重要手段。其中车辙试验就是测量路面材料拉压力学的一种试验方法。在测量路面材料应力应变时,大多采用的是传统设备,他们自成一体,不易于其他设备相结合,而虚拟仪器就可以很好的解决这一问题。本文采用基于PXI总线的虚拟仪器,以NI公司PXI-6070E多功能数据采集卡、PXI-8186嵌入式控制器、SCXI信号调理器为仪器的硬件平台；以NI公司的LabVIEW为软件开发平台设计并实现车辙试验采集系统。论文首先研究了虚拟仪器的国内外发展状况、特点。分析了虚拟仪器与传统仪器的区别,对构建车辙试验采集系统应用的LabVIEW软件开发平台进行了深入研究。其次根据系统开发的需求进行了关键技术的研究,包括测试技术、传感器技术等,重点从硬件、软件方面设计该采集系统。硬件平台的搭建主要包括传感器桥路设计、信号调理模块、采集模块三部分,桥路设计中主要采取全桥Ⅲ型桥路设计,相对于单臂桥与半桥桥路设计,全桥Ⅲ型桥路设计其灵敏度高,对温度有补偿作用且在测量路面材料拉压应变时可以抵消材料弯曲带来的应变影响；软件采用模块化设计,把数据采集、存储、回放、打印报表等功能细化,通过调用不同的模块来完成测试中需求的操作。最后本系统与Datataker公司的系统进行了采集数据的对比、不同桥路设计所得数据的对比。结果表明应用本系统可很好的完成柔性路面材料的数据采集任务,且本系统具有一定的先进性与使用性,使工程技术人员能更好的分析路面材料结构性能。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 国内外发展状况  11-12
  1.3 本论文的研究内容和组织结构  12-14
第二章 虚拟仪器及LabVIEW软件开发平台  14-23
  2.1 虚拟仪器技术  14-20
    2.1.1 虚拟仪器的特点  15
    2.1.2 虚拟仪器与传统仪器的比较  15-17
    2.1.3 虚拟仪器的构成  17-19
    2.1.4 虚拟仪器的发展趋势  19-20
  2.2 LabVIEW开发平台  20-22
    2.2.1 LabVIEW的优点  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章 车辙试验采集系统的关键技术及工作原理  23-37
  3.1 测试技术  23-24
  3.2 车辙试验采集系统传感器选型  24-31
    3.2.1 系统选用的电阻应变片传感器基本结构  24-25
    3.2.2 系统选用的电阻应变片工作原理  25-29
    3.2.3 系统选用的温度传感器工作原理  29-31
  3.3 车辙试验采集系统的传感器选用方法  31-33
    3.3.1 传感器的基本特性与指标  31-33
    3.3.2 传感器的选用  33
  3.4 试验中电阻应变片的粘贴与埋设  33-34
  3.5 试验中信号采集的原则  34-35
  3.6 车辙试验的方案  35-36
  3.7 本章小结  36-37
第四章 车辙试验采集系统的硬件平台搭建  37-50
  4.1 车辙试验采集系统应用的PXI系统  37-38
    4.1.1 系统中PXI的电气性能  37-38
  4.2 车辙试验采集系统的硬件需求分析  38
  4.3 车辙试验采集系统硬件的组成部分  38-40
  4.4 车辙试验采集系统传感器桥路设计  40-44
    4.4.1 电桥的选择  40-43
    4.4.2 桥路的比较与总结  43-44
  4.5 车辙试验采集系统的信号调理模块搭建  44-48
    4.5.1 车辙试验采集系统的SCXI模块搭建  46-48
  4.6 车辙试验采集系统的采集模块搭建  48-49
  4.7 本章小结  49-50
第五章 车辙试验采集系统软件设计  50-66
  5.1 系统需求分析与软件设计原则  50-51
  5.2 车辙试验采集系统的结构设计  51-53
    5.2.1 车辙试验采集系统的层次结构  51
    5.2.2 车辙试验采集系统的各模块  51-53
  5.3 系统功能模块设计  53-65
    5.3.1 采集系统界面设计  53-54
    5.3.2 应变采集主程序模块设计  54-55
    5.3.3 温度采集模块设计  55-56
    5.3.4 初始化模块设计  56-59
    5.3.5 数据存储模块设计  59-62
    5.3.6 数据回放模块设计  62-63
    5.3.7 打印报表模块设计  63-65
  5.4 本章小结  65-66
第六章 车辙试验采集系统的性能、采集方案的比较与应用  66-70
  6.1 试验数据的对比分析  66-67
  6.2 半桥Ⅰ型与全桥Ⅲ型电桥配置的比较  67-68
  6.3 车辙试验采集系统在试验中的应用  68-69
  6.4 试验总结及注意事项  69
  6.5 本章小结  69-70
结论与展望  70-71
参考文献  71-73
致谢  73

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 道路建筑材料
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