傳感器測(cè)試技術(shù)論文
當(dāng)今，所有以微處理器為基礎(chǔ)的測(cè)控系統(tǒng)都需要傳感器來(lái)提供作出實(shí)時(shí)決策的數(shù)據(jù)。這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的傳感器測(cè)試技術(shù)論文，僅供參考!
傳感器測(cè)試技術(shù)論文篇一
基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的傳感器與測(cè)試技術(shù)課程研究型教學(xué)實(shí)踐
摘要：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是主動(dòng)的知識(shí)建構(gòu)過(guò)程。結(jié)合傳感器與測(cè)試技術(shù)課程特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)教學(xué)流程、規(guī)范教學(xué)六大要素、構(gòu)建“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合的教學(xué)模式、實(shí)施多種教學(xué)方法和手段以及多元化、全過(guò)程的綜合評(píng)價(jià)體系等方面，詳細(xì)介紹了用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)課程研究型教學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)。
關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論 研究型教學(xué) 教學(xué)模式 評(píng)價(jià)體系
研究型教學(xué)是與創(chuàng)新性教育相適應(yīng)、以“學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，是教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識(shí)積累為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)和能力，自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題，在研討中積累知識(shí)、培養(yǎng)能力和鍛煉思維的新型教學(xué)模式[1]。而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提出學(xué)習(xí)是一個(gè)積極主動(dòng)的建構(gòu)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探求、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)[2]。教學(xué)過(guò)程則是充分利用情境、協(xié)作、交流會(huì)話等環(huán)境要素，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新精神，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。可見(jiàn)將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論運(yùn)用到研究型教學(xué)實(shí)踐中，會(huì)起到事半功倍的效果。傳感器與測(cè)試技術(shù)課程具有以下的特點(diǎn)：工程實(shí)踐性強(qiáng);涉及的專業(yè)知識(shí)面廣、知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng);傳感器和測(cè)試技術(shù)本身發(fā)展迅速。結(jié)合課程特點(diǎn)，深入闡述建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的傳感器與測(cè)試技術(shù)課程的研究型教學(xué)實(shí)踐。
1 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的知識(shí)觀和學(xué)習(xí)觀
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論最早是由認(rèn)知發(fā)展領(lǐng)域最有影響力的瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰在20世紀(jì)60年代提出的，他認(rèn)為兒童是在與周圍環(huán)境相互作用的過(guò)程中，逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的認(rèn)識(shí)，從而使自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。后來(lái)又有許多心理學(xué)家和教育學(xué)家，如維果茨基、奧蘇貝爾、布魯諾等發(fā)展了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，從而形成較完整的理論，它對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式以及師生間的關(guān)系都產(chǎn)生了重要的影響，并逐漸成為研究與實(shí)施素質(zhì)教育的重要理論依據(jù)[2]。
1.1 知識(shí)觀
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為世界是客觀存在的，但每個(gè)人是以自己的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來(lái)建構(gòu)現(xiàn)實(shí)[2]。知識(shí)不是從外部輸入人內(nèi)心的，而是在與外部作用的過(guò)程中在人的心靈內(nèi)部建立起來(lái)的[3]。知識(shí)并不是對(duì)現(xiàn)實(shí)的準(zhǔn)確表征，它是一種解釋、一種假設(shè)，而不是問(wèn)題的最終答案，會(huì)隨著人類的進(jìn)步而出現(xiàn)新的假設(shè)。另外，知識(shí)不可能以實(shí)體的形式存在于具體個(gè)體之外，盡管我們通過(guò)語(yǔ)言符號(hào)賦予知識(shí)一定的外在形式，甚至這些命題還得到了較普遍的認(rèn)可，但這并不意味著學(xué)習(xí)者會(huì)對(duì)這些命題有同樣的理解。因?yàn)檫@些理解只能由個(gè)體學(xué)習(xí)者基于自己的經(jīng)驗(yàn)背景建構(gòu)起來(lái)，這取決于特定情境下的學(xué)習(xí)歷程。
1.2 學(xué)習(xí)觀
學(xué)習(xí)過(guò)程是學(xué)習(xí)者從外界選擇性地知覺(jué)新信息，然后進(jìn)行主動(dòng)構(gòu)建并生成意義的過(guò)程[4]。學(xué)習(xí)者通過(guò)對(duì)外部信息的選擇和加工，通過(guò)新舊經(jīng)驗(yàn)之間的相互作用，構(gòu)建自己知識(shí)，為“理解而學(xué)習(xí)”是建構(gòu)性學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)。學(xué)習(xí)者通過(guò)構(gòu)建自己對(duì)各種問(wèn)題的理解形成自己的觀點(diǎn)，而不僅僅是記住別人已經(jīng)研究出來(lái)的結(jié)論[5]。學(xué)習(xí)者的知識(shí)構(gòu)建過(guò)程受到教師指導(dǎo)、學(xué)生參與、周圍環(huán)境等因素的影響。教師與學(xué)生之間以教學(xué)內(nèi)容為中介形成雙向互動(dòng)關(guān)系，可以更好地激發(fā)學(xué)生主體作用的發(fā)揮，促進(jìn)學(xué)生積極構(gòu)建知識(shí)。學(xué)習(xí)活動(dòng)要發(fā)生則必須滿足兩個(gè)條件：學(xué)生的背景知識(shí)與新知識(shí)有一定的相關(guān)度、新知識(shí)的潛在意義能引起學(xué)生情感的變化。學(xué)習(xí)活動(dòng)發(fā)生后，通過(guò)與其他學(xué)生和教師的不斷交流和溝通，在自己原有知識(shí)的基礎(chǔ)上完成新知識(shí)的建構(gòu)。
2 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的傳感器與測(cè)試技術(shù)研究型教學(xué)實(shí)踐
2.1 設(shè)計(jì)課程教學(xué)流程，規(guī)范課程教學(xué)六大要素
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)“教學(xué)情境”“協(xié)作”以及“知識(shí)主動(dòng)建構(gòu)”，基于該理論指導(dǎo)，根據(jù)“科學(xué)引領(lǐng)工程、工程引入教堂、教員在研究中教、學(xué)員在實(shí)踐中學(xué)”的教學(xué)理念，以“知識(shí)、素質(zhì)、能力綜合培養(yǎng)”為課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)了傳感器與測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)流程(如圖1所示)。規(guī)范了課程的講授、教材、作業(yè)、討論、實(shí)踐訓(xùn)練、考核等課程教學(xué)六大要素，使每個(gè)環(huán)節(jié)都有實(shí)施依據(jù)和具體實(shí)施方法。
2.2 采取以點(diǎn)、線、面相結(jié)合的方式構(gòu)建新的教學(xué)模式
解決傳感器與測(cè)試技術(shù)課程中理論與實(shí)踐相結(jié)合及學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、要求高的問(wèn)題。突出專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的綜合性、系統(tǒng)性，體現(xiàn)現(xiàn)代儀器及測(cè)試科學(xué)和技術(shù)的相互關(guān)聯(lián)和完整性。
“點(diǎn)”指以課程教學(xué)六大要素為單元，課程重點(diǎn)講授核心知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生把握科學(xué)的思維方式和研究方法;講授內(nèi)容寬而新，以儀器學(xué)科的應(yīng)用為大背景，引導(dǎo)學(xué)生了解傳感器基本原理、在工程中的應(yīng)用。“線”指以理論課程體系、實(shí)踐課程體系、科研訓(xùn)練體系為三條主線，探索研究型教學(xué)體系。理論課程體系由理論型課程教學(xué)單元構(gòu)成，強(qiáng)調(diào)對(duì)傳感器基本原理的掌握;實(shí)踐課程體系由基礎(chǔ)型、綜合與研究型實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，強(qiáng)調(diào)通過(guò)基本技能訓(xùn)練、綜合能力培養(yǎng)、開放研究實(shí)驗(yàn)的鍛煉，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí);科研訓(xùn)練體系由課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、課題研究等構(gòu)成，鍛煉工程實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力。“面”指以教學(xué)科研結(jié)合型的教師隊(duì)伍和學(xué)科的整體實(shí)力來(lái)鉸鏈點(diǎn)與線，建設(shè)立體化的應(yīng)用型教學(xué)模式。課程內(nèi)容注重先進(jìn)性和科學(xué)性，將最新軍事應(yīng)用科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，使學(xué)生盡早參與科學(xué)研究訓(xùn)練，接觸科學(xué)前沿。同時(shí)讓學(xué)生接受教師研究和教學(xué)文化的熏陶及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)的浸潤(rùn)。這是培養(yǎng)學(xué)生自主研究性學(xué)習(xí)能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的主渠道，同時(shí)對(duì)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)提出了更高的要求。
2.3 實(shí)施“從單元構(gòu)建系統(tǒng)，從系統(tǒng)細(xì)化到單元”的教學(xué)手段和方法
貫穿傳感器原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用這一主線，設(shè)計(jì)了一套適合本課程的教學(xué)進(jìn)程，對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容方法不同，在不同的教學(xué)階段方法不同，對(duì)不同傳感器的特點(diǎn)，具體的教學(xué)手段也不同。
2.3.1 按不同課程內(nèi)容實(shí)施不同教學(xué)模式
該課程內(nèi)容分為三大塊：基礎(chǔ)理論、典型傳感器原理與應(yīng)用以及典型參量的測(cè)試。在學(xué)期開始的基礎(chǔ)理論部分，采取“以興趣為核心”的方式，讓學(xué)生在感興趣和親身感知的事件中由實(shí)踐到理論、從工程實(shí)際到科學(xué)理論認(rèn)識(shí)傳感器;再分門別類講述傳感器原理及應(yīng)用，采取“以問(wèn)題為核心”的方式，從科學(xué)到工程，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)傳感器工作原理進(jìn)行探究，根據(jù)工程需要對(duì)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行提煉;課程后期，典型參量測(cè)試部分，采取“以案例或課題為核心”的方式，從科學(xué)到工程，從單元構(gòu)建系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)。教學(xué)進(jìn)程表和教學(xué)模式如圖2所示。 2.3.2 針對(duì)不同傳感器設(shè)計(jì)不同的教學(xué)手段
不同傳感器具有不同的特性，在教學(xué)中設(shè)計(jì)了不同的教學(xué)手段。如電感式傳感器部分，差動(dòng)變壓器靈敏度特性是教學(xué)難點(diǎn)，教學(xué)思路是“先做實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)探究”。先講授差動(dòng)變壓器的工作原理，而對(duì)特性部分不予講解，接著布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出“電壓頻率在一定范圍內(nèi)時(shí)靈敏度不變”這一規(guī)律。學(xué)生在自問(wèn)為什么時(shí)，會(huì)主動(dòng)根據(jù)差動(dòng)變壓器的工作原理和公式作進(jìn)一步推導(dǎo)。壓電式傳感器的教學(xué)思路是“搭建支架，分析比較”。兩種典型的壓電材料石英晶體和壓電陶瓷，由于其具有不同的結(jié)構(gòu)和特性，所以兩種壓電式傳感器在穩(wěn)定性、靈敏度、價(jià)格和抗干擾性方面有很大區(qū)別，學(xué)生只要掌握了壓電材料的基本特性，即可自己分析得出兩種壓電傳感器的特性。如計(jì)量光柵，教學(xué)思路是“創(chuàng)造情境，絲絲入扣”，包括以下幾步：(1)以學(xué)生熟悉的測(cè)量轉(zhuǎn)速光電傳感器為例，提出是否可以用光電傳感器來(lái)測(cè)量位移。(2)大家分組討論，提出設(shè)計(jì)方案。這時(shí)有學(xué)生提出，可以把光電傳感器中的開孔圓盤拉直變成開槽板，并拿出事先準(zhǔn)備的一張均勻刻槽的紙，現(xiàn)場(chǎng)演示了學(xué)生的思想—這是光柵的雛形。(3)分析方案的可行性。即測(cè)量的精度、實(shí)際系統(tǒng)中光電接收元件的安裝等問(wèn)題。(4)討論并改進(jìn)方案。學(xué)生的方案提高精度可以通過(guò)減小槽的距離，進(jìn)一步讓學(xué)生分析這種思路的技術(shù)可行性和難點(diǎn)。于是引出用2塊光柵交疊，并請(qǐng)大家伸出雙手演示著名的“莫爾條紋效應(yīng)”。至此，學(xué)生已經(jīng)基本明白了光柵數(shù)字位移傳感器測(cè)量位移的基本原理。(5)配合演示動(dòng)畫，讓大家分析光柵的特點(diǎn)。
2.4 多元化、全過(guò)程的綜合評(píng)價(jià)體系研究
該課程涉及對(duì)基本原理的掌握、對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，評(píng)估學(xué)生的能力需要建立更加科學(xué)合理的評(píng)估模式。教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)遵循學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)和教學(xué)目標(biāo)管理相結(jié)合的基本原則，以研究學(xué)習(xí)過(guò)程的知識(shí)獲取(如傳感器原理)、探索研究(如測(cè)試技術(shù)應(yīng)用與最新發(fā)展)、思維創(chuàng)新(如測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì))等要素為評(píng)價(jià)因子，以完成教學(xué)大綱要求的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，考核重點(diǎn)從獲取知識(shí)量向知識(shí)、能力、綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移，形成多元化、全過(guò)程“合格+拔尖”的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。最后成績(jī)考核包括平時(shí)作業(yè)、卷面成績(jī)、課程設(shè)計(jì)綜合評(píng)估。作業(yè)包括課本習(xí)題/調(diào)研報(bào)告、資源檢索等，作業(yè)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提交。第一次課的作業(yè)是請(qǐng)學(xué)生跟蹤調(diào)研新型傳感器、測(cè)試技術(shù)或測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)態(tài)，后續(xù)的課堂中，適當(dāng)安排些調(diào)研比較充分的學(xué)生做匯報(bào)、研討，教師再進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。課程中期布置了課程設(shè)計(jì)、自行車測(cè)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不限傳感器類型。每個(gè)小組上交傳感器設(shè)計(jì)說(shuō)明書，并根據(jù)條件實(shí)現(xiàn)傳感器部分或全部環(huán)節(jié)的制作。各小組代表發(fā)言，時(shí)間不超過(guò)10分鐘，小組成員可隨時(shí)補(bǔ)充，其他組學(xué)生可隨時(shí)提問(wèn)，對(duì)相互間的不同觀點(diǎn)可據(jù)理力爭(zhēng)，甚至駁斥。最后，教師再逐一點(diǎn)評(píng)，和學(xué)生一起評(píng)價(jià)出最佳設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。這種研討課的教學(xué)效果超過(guò)了預(yù)期設(shè)想。每組選用了不同的傳感器進(jìn)行測(cè)速，設(shè)計(jì)方案五花八門，并從傳感器選型、電源、安裝、成本、誤差分析、實(shí)用性等方面全面分析，考查學(xué)生全面掌握課程核心知識(shí)點(diǎn)的情況以及分工、合作、溝通的能力。
3 結(jié)束語(yǔ)
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的研究型教學(xué)，迎合了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大方向，不僅提高了教師教學(xué)理論水平和教學(xué)科研能力，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展，參加各種科技創(chuàng)新的學(xué)生人數(shù)激增，并且作品質(zhì)量有很大提升。但建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)實(shí)踐中的運(yùn)用并不是生搬硬套，如何在傳感器與測(cè)試技術(shù)迅速發(fā)展、教學(xué)理念不斷與時(shí)俱進(jìn)的情況下，探索更科學(xué)的教學(xué)模式，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，還需繼續(xù)實(shí)踐和探索。
參考文獻(xiàn)
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傳感器測(cè)試技術(shù)論文篇二
機(jī)車轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)試系統(tǒng)
【摘 要】 介紹了一種基于PLC自動(dòng)控制平臺(tái)，采用示波器等設(shè)備對(duì)機(jī)車轉(zhuǎn)速傳感器性能進(jìn)行測(cè)試的方法，并介紹了該系統(tǒng)的基本原理、軟硬件設(shè)計(jì)等內(nèi)容。使用表明轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)試系統(tǒng)是一款具有高實(shí)用性、高可靠性，操作方法簡(jiǎn)單、精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)的測(cè)試設(shè)備。
【關(guān)鍵詞】 轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)試 自動(dòng)控制 PLC 伺服電機(jī)
1 引言
轉(zhuǎn)速傳感器為機(jī)車電氣控制提供脈沖信號(hào)，是機(jī)車安全、正常工作的主要參數(shù)。機(jī)車速度越來(lái)越快，速度傳感器測(cè)試系統(tǒng)必須具備更寬的測(cè)速范圍和更高的測(cè)試精度才能保證轉(zhuǎn)速傳感器能夠提供準(zhǔn)確的速度信號(hào)。傳統(tǒng)的測(cè)試裝置存在精度不高和工作效率低等缺點(diǎn)。隨著PLC、伺服電機(jī)以及智能儀器等設(shè)備的廣泛應(yīng)用，高性能實(shí)用的傳感器測(cè)試系統(tǒng)勢(shì)在必行。
2 傳感器簡(jiǎn)介
2.1 傳感器工作原理及結(jié)構(gòu)
TQG15機(jī)車光電轉(zhuǎn)速傳感器由支承機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸及萬(wàn)向聯(lián)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換電路系統(tǒng)三部分組成。光電轉(zhuǎn)換電路的核心是碼盤和光敏三極管組成的電路，碼盤固定在轉(zhuǎn)軸軸伸端部，通過(guò)七芯電纜連接電路，七芯電纜分為A、B兩組，每組三根引線，其中兩根引線是15V直流電源;另一根是輸出脈沖信號(hào)。傳感器上電后，利用發(fā)光二極管作為光源，碼盤在車輪轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下而旋轉(zhuǎn)，由于碼盤的遮擋作用，致使光斷續(xù)器巾的光敏三極管通、斷交替切換而產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)電路的放大整形后，輸出與轉(zhuǎn)速成比例的方波脈沖列。
2.2 轉(zhuǎn)速傳感器的主要性能參數(shù)
(1)電源電壓(VDC)(V)12～30。(2)輸出脈沖幅值(VDC)(V)高電平≥9(負(fù)載電阻3KΩ)低電平≤2。(3)相位差：1-2-3-4-5-6通道相位差為90°±15%。(4)轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍(r/min)0～2000。(5)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)36，200。(6)輸出方波波形占空比(%)50±20。
3 硬件設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)試系統(tǒng)硬件主要包括PC機(jī)、PLC、程控電源、示波器、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、碼盤等設(shè)備。其功能是根據(jù)上位機(jī)指令調(diào)整程控電源為傳感器提供電源，調(diào)整傳感器與碼盤之間的工作間隙。根據(jù)指令任意速度旋轉(zhuǎn)碼盤模擬車輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生信號(hào)用于測(cè)試。
PLC即可編程控制器主要功能：邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)(順序)控制、PID控制等。該測(cè)試系統(tǒng)選用的是具有雙路高速計(jì)數(shù)器輸出的32點(diǎn)繼電器型PLC。
由于被測(cè)傳感器與碼盤間的工作間隙調(diào)要求精度高。所以采用伺服電機(jī)拖動(dòng)被測(cè)轉(zhuǎn)感器移動(dòng)。伺服靠脈沖實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。
測(cè)試速度范圍非常廣，所以低速和高速分別使用不同電機(jī)。低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)減速機(jī)降低到指定的轉(zhuǎn)速為傳感器提供低頻信號(hào)。步進(jìn)電機(jī)配減速機(jī)最低可以達(dá)到0.01轉(zhuǎn)/分，保證在極低轉(zhuǎn)速時(shí)提供穩(wěn)定信號(hào)。高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)高速伺服轉(zhuǎn)動(dòng)，高速伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可到達(dá)4000轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)有良好的速度控制特性，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，高效率，不易發(fā)熱。
為保證測(cè)試臺(tái)工作的安全可靠，測(cè)試臺(tái)有冗余設(shè)計(jì)。在操作臺(tái)上裝有前限位器和后限位器，防止傳感器因誤動(dòng)作而被撞壞。
測(cè)試系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：(1)輸出工作電壓：10V--30V連續(xù)可調(diào);(2)電機(jī)轉(zhuǎn)速成范圍：0.9r/min-3500r/min，低速時(shí)精度±0.5%，高速時(shí)精度±1%;(3)測(cè)試精度：電壓幅值：±0.01V，方波占空比：±1%，通道相位差：±0.1°;(4)示波器帶寬100MHz，2 GSa/s實(shí)時(shí)采樣率及50GSa/s等效采樣率 時(shí)基范圍2ns/div-50s/div邊沿、脈寬、視頻、碼型、交替觸發(fā)功能物理通道 4通道(各通道完全獨(dú)立同步采集) (5)間隙調(diào)節(jié)范圍及精度：0-5mm，±0.02mm
4 軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)立足于系統(tǒng)功能、性能和用戶的要求，采用模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。為提高工作效率，運(yùn)行時(shí)盡量減少人工干預(yù)和操作，同時(shí)，系統(tǒng)初始化在線可調(diào)、工作狀態(tài)直觀顯示。軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括PLC程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)程序設(shè)計(jì)兩個(gè)基本模塊。
4.1 PLC程序設(shè)計(jì)
PLC主要工作流程：PLC根據(jù)指令要求發(fā)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而拖動(dòng)被測(cè)傳感器移動(dòng)，調(diào)整被測(cè)傳感器與碼盤間的工作間隙。上位機(jī)實(shí)時(shí)讀取光柵尺數(shù)據(jù)當(dāng)達(dá)到工作間隙時(shí)，PLC停止調(diào)整間隙。當(dāng)收到上位機(jī)旋轉(zhuǎn)碼盤指令及相關(guān)參數(shù)時(shí)PLC將會(huì)根據(jù)不同速度要求驅(qū)動(dòng)不同電機(jī)旋轉(zhuǎn)(高速時(shí)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，低速時(shí)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī))，在加速過(guò)程中PLC控制相應(yīng)的指示燈閃爍，當(dāng)達(dá)到要求PLC輸入信號(hào)提示上位機(jī)轉(zhuǎn)速已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并使相應(yīng)的指示燈常亮。收到停止測(cè)試指令時(shí)PLC停止輸入脈沖輸出，當(dāng)電機(jī)0速時(shí)(即碼盤停止轉(zhuǎn)動(dòng))PLC驅(qū)動(dòng)間隙調(diào)整電機(jī)向后退，當(dāng)退到后限位時(shí)停止。
4.2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)
上位機(jī)程序是利用C#語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序。C#語(yǔ)言既具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)，它可對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作而且結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C#引入了指針概念，可使程序效率更高。另外它還具有強(qiáng)大的圖形功能。
上位機(jī)程序主要功能是：測(cè)試試驗(yàn)、查詢記錄、系統(tǒng)維護(hù)。
測(cè)試試驗(yàn)：根據(jù)工藝要求發(fā)送命令，實(shí)時(shí)讀取示波器數(shù)據(jù)并保存，同時(shí)繪出曲線并做相關(guān)參數(shù)計(jì)算。在測(cè)試過(guò)程中需要同時(shí)處理多項(xiàng)任務(wù)，故采用多線程方式。本程序共使用了3個(gè)線程，一是讀取數(shù)據(jù)，二是保存數(shù)據(jù)(由于數(shù)據(jù)量大，要求存儲(chǔ)速度快，故采用記錄文件形式保存數(shù)據(jù))三是繪圖并計(jì)算相關(guān)參數(shù)。
查詢記錄：試驗(yàn)的所有數(shù)據(jù)均保存在存儲(chǔ)器中，可隨時(shí)調(diào)出查詢。用戶可看到整個(gè)試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并可回放實(shí)時(shí)曲線并打印相關(guān)數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)維護(hù)：包括參數(shù)設(shè)置、工藝設(shè)置、記錄數(shù)據(jù)整理等。
5 結(jié)語(yǔ)
本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以PLC、伺服、示波器等設(shè)備為硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，充分利用自動(dòng)化控制技術(shù)，完成了對(duì)機(jī)車轉(zhuǎn)速傳感器性能的測(cè)試，克服人工測(cè)試不準(zhǔn)確等弊端，并降低了勞動(dòng)強(qiáng)度的，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性，增強(qiáng)了測(cè)試的可操作性，和安全性。
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