電起爆延時(shí)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)LabVIEW程序設(shè)計(jì)前言:傳統(tǒng)的電起爆延時(shí)時(shí)間的檢測(cè)采用專用的測(cè)試儀器配合上位機(jī)的硬件配置方式,基本能夠滿足采樣速度快的生產(chǎn)測(cè)試要求,但存在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)空間小、測(cè)試顯示不同步、維護(hù)擴(kuò)容及軟件升級(jí)困難等缺陷
電起爆延時(shí)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)——LabVIEW程序設(shè)計(jì) 前言: 傳統(tǒng)的電起爆延時(shí)時(shí)間的檢測(cè)采用專用的測(cè)試儀器配合上位機(jī)的硬件配置方式,基本能夠滿足采樣速度快的生產(chǎn)測(cè)試要求,但存在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)空間小、測(cè)試顯示不同步、維護(hù)擴(kuò)容及軟件升級(jí)困難等缺陷。如今,計(jì)算機(jī)硬件、軟件及測(cè)試技術(shù)飛速發(fā)展,集成化、模塊化設(shè)計(jì)思想已經(jīng)滲透到各個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域。因此,有必要更新設(shè)計(jì)原有落后的系統(tǒng),使之適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)測(cè)試和技術(shù)發(fā)展的需要,從而限度地提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用工業(yè)級(jí)主機(jī)機(jī)箱結(jié)構(gòu),集成以太網(wǎng)總線高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備,層疊式結(jié)構(gòu),可擴(kuò)展通道數(shù)等硬件配置。采用LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言及Windows運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)軟件,數(shù)據(jù)采集速度、存儲(chǔ)空間得到提升,數(shù)據(jù)采集設(shè)備維護(hù)及更換時(shí)間在2min以內(nèi),系統(tǒng)軟件可以適應(yīng)各種操作系統(tǒng)的要求且升級(jí)方便。系統(tǒng)適應(yīng)于各系列、段別的電起爆延時(shí)時(shí)間的檢測(cè)。
一、配置及功能 硬件配置包括:研華工業(yè)級(jí)主機(jī)、雙核2.5GHz CPU、2G內(nèi)存、500G硬盤(pán)、工業(yè)級(jí)機(jī)箱IPC610。高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備EM9008B-18(18通道數(shù)據(jù)采集接口、BNC接口插拔式設(shè)計(jì)、16位A/D、同步100KHz采樣頻率)。各傳感器信號(hào)接入機(jī)箱背部航空插口,每機(jī)箱可擴(kuò)展至36路接口。
硬件功能包括:引爆啟動(dòng)信號(hào)輸入采集、多通道爆炸信號(hào)輸入采集等。
軟件配置包括:WinXP或Win7、8/office2007;labview2011;EM9008B-18驅(qū)動(dòng)程序。 軟件測(cè)試及數(shù)據(jù)分析功能包括:自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、處理、保存、顯示測(cè)量數(shù)據(jù);根據(jù)GB-T 6378.1-2008 計(jì)量抽樣檢驗(yàn)程序和《工業(yè)電》相應(yīng)規(guī)定作出合格判斷,根據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)圖(接受曲線圖)及多種信息分析;測(cè)試結(jié)果可以自動(dòng)生成并保存在EXCEL格式表,數(shù)據(jù)表可按常用索引進(jìn)行查詢檢索(如:日期、批號(hào))。
二、技術(shù)參數(shù) 1.測(cè)試范圍和精度 測(cè)試范圍:根據(jù)檢測(cè)需要任意時(shí)間(s,ms); 精度單位:±1us ~ ±1ms可調(diào); 2.輸入信號(hào)要求 為保證系統(tǒng)精度,使用專用壓電或光電傳感器及放大器,對(duì)其信號(hào)要求為: 脈沖極性:正脈沖,上升沿有效; 脈沖幅度:2.0V ~ 5.0V; 脈沖寬度:大于100us; 3.起爆電源 本系統(tǒng)不配置起爆電源,使用用戶已有的串聯(lián)起爆電源,并在網(wǎng)絡(luò)中接入“啟動(dòng)信號(hào)適配器”,由適配器送出啟動(dòng)信號(hào)給本系統(tǒng)。
三、系統(tǒng)原理 系統(tǒng)原理如圖1所示。爆炸端各傳感器、放大器及系統(tǒng)各電源接好后,啟動(dòng)計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)軟件,進(jìn)入數(shù)據(jù)采集操作界面,檢查各個(gè)測(cè)量參數(shù)符合技術(shù)要求后,串聯(lián)起爆操作開(kāi)始,實(shí)行啟爆。此時(shí),啟爆信號(hào)出現(xiàn)并送到測(cè)試系統(tǒng)通道0,采集系統(tǒng)開(kāi)始從“0”秒計(jì)時(shí),各個(gè)采集通道開(kāi)始數(shù)據(jù)采集。當(dāng)發(fā)生爆炸,光電傳感器給出一個(gè)爆炸信號(hào)送到采集系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的采集通道,該通道由測(cè)試軟件設(shè)置爆炸信號(hào)門(mén)限,比如脈沖門(mén)限為3V,信號(hào)大于3V時(shí),表明爆炸已經(jīng)完成。該信號(hào)采集后,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算與通道0采集的啟爆信號(hào)相差的時(shí)間,并將此時(shí)間差保存到系統(tǒng)中。全部爆炸數(shù)據(jù)采集完成后,系統(tǒng)停止并將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到硬盤(pán)相應(yīng)文件中。
 四、應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) 這里著重說(shuō)明一下數(shù)據(jù)采集界面。單擊“采集”按鈕,系統(tǒng)開(kāi)始數(shù)據(jù)采集。其中,通道0采集的是起爆信號(hào),起爆信號(hào)出現(xiàn)后,其他各通道采集的信號(hào)以起爆信號(hào)為起始時(shí)間,分別采集到的信號(hào)為起爆信號(hào)發(fā)生后延時(shí)爆炸的相對(duì)時(shí)間值。即:Tc = Tn - To ,其中:Tc為某一通道的延時(shí)爆炸時(shí)間值,Tn為某一通道的采集時(shí)間值,To為通道0的采集時(shí)間值,單位為um。采樣門(mén)限可以預(yù)先在軟件中設(shè)定,比如設(shè)定為2V等。采集分析如下圖所示: 五、關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)描述及結(jié)論 本系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)最小100us脈寬的信號(hào)進(jìn)行采集,參數(shù)設(shè)置時(shí)采樣率選擇100KHz,觸發(fā)方式選擇外觸發(fā),上升沿有效,觸發(fā)門(mén)限選擇3V,循環(huán)采樣模式,36通道同步采樣。 LabVIEW提供了數(shù)據(jù)緩存交換編程模式,自動(dòng)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換輸出。在某通道打開(kāi)后,采集幅值由“觸發(fā)與門(mén)限”快速VI識(shí)別并由“統(tǒng)計(jì)”快速VI計(jì)算輸出。得到門(mén)限數(shù)據(jù)后,把時(shí)間和采集幅值保存在臨時(shí)變量中進(jìn)行后續(xù)處理。 幅值觸發(fā)閾值設(shè)定為上升沿,起始電平為3V,采樣數(shù)為1,輸出采樣數(shù)為1,即程序只采集個(gè)滿足條件的幅值數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)向下輸出。 六、結(jié)論 EM9118B系列數(shù)據(jù)采集設(shè)備,支持以太網(wǎng)接口和USB接口,它是高速并行、高精度數(shù)據(jù)采集設(shè)備,帶有模擬輸入、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、計(jì)數(shù)、測(cè)頻、離線采集等功能。本產(chǎn)品可以測(cè)量工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電壓、電流、頻率、基于橋路的傳感器、扭矩、IEPE 等信號(hào)。A/D分辨率:16位,雙端18CH,獨(dú)立并行采集。轉(zhuǎn)換速率:450KHz/CH,64MB緩沖區(qū)。輸入范圍:±5V、±10V、0~20mA(定制),支持外時(shí)鐘,外觸發(fā);同時(shí)支持開(kāi)關(guān)量輸入: 4CH;開(kāi)關(guān)量輸出:2CH;計(jì)數(shù)器輸入:4路可測(cè)頻;編碼器輸入:2路;PWM輸出:2路可設(shè)定步數(shù)用于控制步進(jìn)電機(jī);ICP: 4路(可選)加速度。為了保證定時(shí)采集的精確性,本設(shè)備使用FPGA作為采集控制單元,它內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了本設(shè)備的所有數(shù)字邏輯,并且提供了AD轉(zhuǎn)換所需要的組合邏輯。
 本系統(tǒng)采用高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備為核心部件,實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)。由于本應(yīng)用軟件自行開(kāi)發(fā)研制,具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán),在同類系統(tǒng)中可以方便地移植安裝,在生產(chǎn)需要時(shí),只需很低的維護(hù)升級(jí)費(fèi)即可修改、增加一些實(shí)用功能。本系統(tǒng)略經(jīng)改造即可適用于類似的火工品生產(chǎn)測(cè)試中,可以節(jié)約生產(chǎn)成本,提高工作效率。
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