АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ ЛАБОРАТОРНОЙ
УСТАНОВКИ 9
1.1 Актуальность модернизации устройств измерения параметров
геометрических величин 9
1.2 Устройство для сбора данных - DAQ-устройство 12
1.3 Электропривод управления установкой 15
1.4 Анализ существующих аналогов 16
2 РАЗРАБОТКА СХЕМ И ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ
УСТАНОВКИ 18
2.1 Структурная схема 18
2.2 Функциональная схема 19
2.3 Разработка принципиальной схемы 20
2.3.1 Разработка принципиальной кинематической схемы установки 20
2.4 Основные функциональные узлы автоматизированной установки .... 21
2.4.1 Установка с подвижной кареткой 21
2.5 Обзор датчиков линейных перемещений 23
2.5.1 Определение 23
2.5.2 Классификация 24
2.5.3 Датчики перемещения емкостные 25
2.5.4 Датчики перемещения оптические 26
2.5.5 Датчики перемещения индуктивные 26
2.5.6 Датчики перемещения вихретоковые 28
2.5.7 Датчики перемещения ультразвуковые 28
2.5.8 Датчики перемещения магниторезистивные 29
2.5.9 Датчики перемещения магнитострикционные 30
2.5.10 Датчики перемещения потенциометрические 31
2.6 Расчет эксплуатационных характеристик установки 32
2.6.1 Обобщенная структурная схема ОЭПП 32
2.6.2 Основные характеристики преобразователя 34
3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ
УСТАНОВКОЙ 39
3.1 Алгоритм работы установки 39
3.2 Программное обеспечение систем сбора данных 39
3.3 Программная реализация автоматизированной информационно¬
измерительной системы 41
3.4 Разработка алгоритма оценки неопределенности 46
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ В СРЕДЕ LABVIEW 53
4.1 Обзор аппаратных средств, интегрированных в среду LabVIEW 53
4.2 Проведение исследования при помощи установки 54
4.3 Разработка SD-модели установки 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 66
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Спецификация 68
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Рабочий чертеж корпуса установки 70
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Сборочный чертеж установки 71
Цель работы: является разработка лабораторной установки для изучения свойств пространственных кулачковых механизмов, что достигается путем интеграции лабораторной установки и средств вычислительной техники с установленным пакетом LabVIEW. В процессе исследования осуществляется передача измерительной информации в персональный компьютер.
Задачи:
- разработать структурную, функциональную и принципиальную схемы разрабатываемой установки;
- разработать алгоритм работы установки и программное обеспечение в среде LabVIEW;
- осуществить моделирование работы установки в среде LabVIEW;
- разработать SD-модель установки в программе «Компас-SD»;
- подготовить сборочный чертеж установки и рабочий чертеж корпуса.
Отрасль приборостроения, как и многие прикладные сферы деятельности человека, переживает сегодня ряд качественных изменений, связанных в первую очередь с широким внедрением микропроцессоров в измерительную технику, что позволяет значительно расширить их функциональные возможности, а также в разы повысить точность проводимых измерений.
Одним из наиболее действенных способов повышения эффективности использования того или иного объекта лабораторных исследований является применение средств вычислительной техники в качестве управляющего элемента. Подобные решения позволяют, как автоматизировать рутинную работу на этапе самого лабораторного эксперимента, так и более эффективно производить расчеты на этапе обработки результатов измерений, полученных в результате эксперимента.
Безусловно, применение электронных средств значительно усложняет как производство, так безотказную эксплуатацию средств измерений. Однако данные издержки зачастую окупаются повышением точности и снижением времени
Данная выпускная работа посвящена разработке установки для исследования пространственных свойств кулачковых механизмов на основе современной элементной базы и программной среды LabVIEW.
В процессе данного исследования разработаны основные схемы устройства, в том числе:
- структурная;
- функциональная;
- принципиальная кинематическая.
Проведен аналитический обзор применяемых сегодня датчиков линейных перемещений.
Разработаны алгоритмы действия установки и блока расчета неопределенности для получения достоверных результатов измерений в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р 54500.3-2011.
Изучены особенности работы в программной среде LabVIEW, а также разработан виртуальный прибор, позволяющий осуществлять управление установкой и получать электронную модель сканированного профиля исследуемого кулачкового механизма.
Выполнено 3И-моделирование макета установки в программе «Компас-SD».
В результате данной разработки установка позволяет, во-первых, на порядок повысить точность измерения пространственных параметров измеряемых механизмов, во-вторых сохранять результаты измерений в персональный компьютер, с целью дальнейшего использования результатов измерений.
