以前,，緯紗張力的測試多采用動態(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]提出對紡紗張力測試采用應(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,、計算機、VB編程實現(xiàn),，具有簡單,、準(zhǔn)確、通用等特點,。此方法也可用于緯紗張力測試,，但需要自己設(shè)計硬件電路，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。本文針對上述問題介紹一種基于虛擬儀器的測試新方法,，該方法具有建立系統(tǒng)快,、簡單、可靠,、通用性強,、界面友好等特點。
1 系統(tǒng)組成
圖1為測試系統(tǒng)" title="測試系統(tǒng)">測試系統(tǒng)框圖,，主要由傳感器,、數(shù)據(jù)采集卡、計算機及相應(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)子和織機主軸同軸固定，主軸回轉(zhuǎn)時帶動轉(zhuǎn)子同速回轉(zhuǎn),。傳感器每隔α=0．5度產(chǎn)生一個脈沖,，織機主軸每轉(zhuǎn)一周，就會產(chǎn)生720個脈沖,。圖2中ti為第i個脈沖的周期,。零位觸發(fā)(前止心)采用霍爾傳感器，織機每轉(zhuǎn)在固定轉(zhuǎn)角位置產(chǎn)生一個定位脈沖,，本系統(tǒng)采用它標(biāo)志測試過程的起點,，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,，測出電壓即可換算出紗線張力。
數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)將傳感器輸出的電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量,，此數(shù)字量送給計算機,，編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取與保存。本系統(tǒng)采用美國NI(NationalInstrument)公司基于計算機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,，故測量系統(tǒng)建立快,、測量精度高，測量時將轉(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計算機硬件與軟件
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,。對數(shù)據(jù)采集卡編程及界面設(shè)計采用美國NI公司開發(fā)的工具軟件LabWindows-CVI，CVI具有功能強大,、界面友好、對多種采集卡支持等特點,。
2 基于虛擬儀器的測試方法" title="測試方法">測試方法
虛擬儀器是儀器技術(shù)與計算機技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物[4],，在以計算機為核心的硬件平臺上，通過配置I／O接口設(shè)備(DAQ,，數(shù)據(jù)采集卡)將采集到的信號送往計算機,，通過用戶自己應(yīng)用LabView語言或者CVI語言編寫的不同測試功能的程序，對采集到的信號分析處理并顯示[5],。一臺插有采集卡的計算機加上用戶自己開發(fā)的程序,，就能實現(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，利用虛擬儀器可快速建立一個測試系統(tǒng),，借助于計算機編程實現(xiàn)用戶所需要的處理功能,。
如圖1所示，本系統(tǒng)測量時將轉(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算機屏幕上,。
3 具體測試原理
本測量共用三個模入通道，首先啟動所設(shè)計好的儀器,，開啟織機,，零位觸發(fā)傳感器作為織機零度標(biāo)志，采集到零位信號后,，利用主軸光柵脈沖觸發(fā),，對張力傳感器的輸出進(jìn)行采樣，按預(yù)定的采樣點數(shù)采集結(jié)束后,，經(jīng)標(biāo)定可得到動態(tài)情況下緯紗張力隨織機轉(zhuǎn)角變化,，用CVI編寫的程序流程圖如圖4所示，所設(shè)計的界面及測試結(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有限公司多臺噴氣織機性能的測試,。測試時，將三個傳感器的輸出接入對應(yīng)模擬輸入通道,，啟動織機,，在圖5所示的界面上打開儀器開關(guān)，設(shè)定測試參數(shù),，單擊"采集"按鈕即可實現(xiàn)測試,。圖5所示為YC426型噴氣織機一次測試的結(jié)果。測試條件為：溫度為26℃,，濕度為75％,，織機車速為542r／min，在任何時候可重新調(diào)出來查看,，分析織機的性能,，測試中張力出現(xiàn)的負(fù)值是由于動態(tài)測試中，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)一步提高檢測精度，與前述其它測試方法相比，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試系統(tǒng),，實現(xiàn)織機緯紗張力測試,，具有簡單、可靠,、實用,、界面友好等特點。通過改變程序,，還可實現(xiàn)織機其它性能測試,，可進(jìn)行數(shù)字微積分，對信號進(jìn)行頻譜分析等,。因此,，該方法具有一定的實用和推廣價值。