動態(tài)應變測試儀的研究與設計（本科畢業(yè)論文設計）.doc
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動態(tài)應變測試儀的研究與設計（本科畢業(yè)論文設計）,摘要隨著計算機技術的發(fā)展，儀器工業(yè)正在經(jīng)歷一場巨變。計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力，使其可以在數(shù)據(jù)采集、后處理和表達中任意一個方面提升儀器性能。虛擬式動態(tài)應變儀正是利用虛擬儀器的優(yōu)勢，并結合pc標準配置——聲卡，實現(xiàn)成本低廉、適應性強、精度較高的動態(tài)應變測試。本文介紹了虛擬儀器基...
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動態(tài)應變測試儀的研究與設計（本科畢業(yè)論文設計）
摘 要
隨著計算機技術的發(fā)展，儀器工業(yè)正在經(jīng)歷一場巨變。計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力，使其可以在數(shù)據(jù)采集、后處理和表達中任意一個方面提升儀器性能。虛擬式動態(tài)應變儀正是利用虛擬儀器的優(yōu)勢，并結合PC標準配置——聲卡，實現(xiàn)成本低廉、適應性強、精度較高的動態(tài)應變測試。
本文介紹了虛擬儀器基本框架和總體設計思路。在此基礎上，提出了基于PC聲卡的虛擬動態(tài)應變測試儀的系統(tǒng)設計方案。文中重點講解了該動態(tài)應變測試儀各模塊的詳細設計，包括數(shù)據(jù)采集、濾波、數(shù)據(jù)管理、時域分析和頻域分析等模塊，并給出了具體的設計方法和設計結果。
本設計以C++ Builder為軟件開發(fā)平臺，運用面向對象的編程設計方法，開發(fā)了虛擬式動態(tài)應變測試儀。該測試儀主要實現(xiàn)了應變信號的采集、濾波、顯示、存儲及頻譜分析等功能，基本能滿足一般測試要求。最后對本次設計做了總結，對進一步研究做出展望。
關鍵詞：虛擬儀器，動態(tài)應變測量，聲卡，軟件開發(fā)
Abstract
The instrumentation industry is undergoing a variety of exciting changes as a result of the development of PCs. The computer can enhance the function of instrument in any of the areas in data acquisition, analysis, and performance. Combined with PC-standard configuration-sound card, the virtual dynamic strain measurement instrument take the advantages of virtual instrument, in order to achieve low costs, strong adaptability and high precision of the dynamic strain test.
This paper describes the basic framework and design ideas of virtual instrument. On this basis, we have proposed a virtual PC-based sound card dynamic strain measurement instrument in the system design. The article focuses on the virtual dynamic strain measurement instrument modules of the detailed design, including data collection, filtering, data management, time-domain analysis and frequency domain analysis module, and gives the specific design and design results.
This design uses object-oriented programming design method to develop the virtual dynamic measurement instrument at C++ Builder development platform. The main function of the measure instrument is to make the collection, filtering, display, storage, and spectral analysis of the strain signals come true, which can meet the basic requirements of general tests. Finally, we have made a conclusion and have proportion for further study.
Key words: virtual instrument, dynamic strain measurement, sound card, software development
目 錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
1 緒論 1
1.1 應變測試的意義 1
1.2 應變電測技術概述 1
1.2.1電阻應變傳感器的發(fā)展概況 1
1.2.2應變測試儀的發(fā)展概況 2
1.3 虛擬儀器技術概述 2
1.4 本課題的研究意義 3
2 虛擬應變測試系統(tǒng)設計的理論基礎 4
2.1 電阻應變電測技術 4
2.1.1 電阻應變片 4
2.1.2 應變測試電路 6
2.2 虛擬儀器技術 10
2.2.1 虛擬儀器的基本功能 10
2.2.2 虛擬儀器的結構 11
2.3 測試信號處理技術 13
2.3.1 信號數(shù)字分析的基本步驟 13
2.3.2 連續(xù)時間信號的采樣 13
2.3.3信號的時域截斷、泄漏與窗函數(shù) 16
2.3.4 數(shù)字信號頻域分析基礎 17
3 系統(tǒng)的硬件設計 19
3.1硬件方案設計 19
3.2 數(shù)據(jù)采集部分 19
3.2.1聲卡的基本結構 19
3.2.2聲卡的主要技術參數(shù) 20
3.2.3聲卡的選用 21
3.3 放大器的選用 21
3.3.1磁帶錄放機放大電路 22
3.3.2耦合電路 23
4 系統(tǒng)的軟件設計 24
4.1軟件方案設計 24
4.2數(shù)據(jù)采集模塊 24
4.2.1 相關Windows API函數(shù) 24
4.2.2聲卡數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)過程 26
4.2.3程序設計 27
4.3數(shù)據(jù)后處理模塊 30
4.3.1數(shù)字濾波 30
4.3.2數(shù)據(jù)管理 31
4.3.3時域分析 32
4.3.4頻域分析 34
5 系統(tǒng)功能模塊測試 35
5.1 系統(tǒng)功能概要 35
5.2 數(shù)據(jù)采集模塊測試 35
5.3 濾波模塊測試 35
5.4 標定模塊測試 .35
5.5 時域分析模塊測試 35
5.6 頻域分析模塊測試 35
6 結論 39
參考文獻 43
附錄A：圖形顯示 45
摘 要
隨著計算機技術的發(fā)展，儀器工業(yè)正在經(jīng)歷一場巨變。計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力，使其可以在數(shù)據(jù)采集、后處理和表達中任意一個方面提升儀器性能。虛擬式動態(tài)應變儀正是利用虛擬儀器的優(yōu)勢，并結合PC標準配置——聲卡，實現(xiàn)成本低廉、適應性強、精度較高的動態(tài)應變測試。
本文介紹了虛擬儀器基本框架和總體設計思路。在此基礎上，提出了基于PC聲卡的虛擬動態(tài)應變測試儀的系統(tǒng)設計方案。文中重點講解了該動態(tài)應變測試儀各模塊的詳細設計，包括數(shù)據(jù)采集、濾波、數(shù)據(jù)管理、時域分析和頻域分析等模塊，并給出了具體的設計方法和設計結果。
本設計以C++ Builder為軟件開發(fā)平臺，運用面向對象的編程設計方法，開發(fā)了虛擬式動態(tài)應變測試儀。該測試儀主要實現(xiàn)了應變信號的采集、濾波、顯示、存儲及頻譜分析等功能，基本能滿足一般測試要求。最后對本次設計做了總結，對進一步研究做出展望。
關鍵詞：虛擬儀器，動態(tài)應變測量，聲卡，軟件開發(fā)
Abstract
The instrumentation industry is undergoing a variety of exciting changes as a result of the development of PCs. The computer can enhance the function of instrument in any of the areas in data acquisition, analysis, and performance. Combined with PC-standard configuration-sound card, the virtual dynamic strain measurement instrument take the advantages of virtual instrument, in order to achieve low costs, strong adaptability and high precision of the dynamic strain test.
This paper describes the basic framework and design ideas of virtual instrument. On this basis, we have proposed a virtual PC-based sound card dynamic strain measurement instrument in the system design. The article focuses on the virtual dynamic strain measurement instrument modules of the detailed design, including data collection, filtering, data management, time-domain analysis and frequency domain analysis module, and gives the specific design and design results.
This design uses object-oriented programming design method to develop the virtual dynamic measurement instrument at C++ Builder development platform. The main function of the measure instrument is to make the collection, filtering, display, storage, and spectral analysis of the strain signals come true, which can meet the basic requirements of general tests. Finally, we have made a conclusion and have proportion for further study.
Key words: virtual instrument, dynamic strain measurement, sound card, software development
目 錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
1 緒論 1
1.1 應變測試的意義 1
1.2 應變電測技術概述 1
1.2.1電阻應變傳感器的發(fā)展概況 1
1.2.2應變測試儀的發(fā)展概況 2
1.3 虛擬儀器技術概述 2
1.4 本課題的研究意義 3
2 虛擬應變測試系統(tǒng)設計的理論基礎 4
2.1 電阻應變電測技術 4
2.1.1 電阻應變片 4
2.1.2 應變測試電路 6
2.2 虛擬儀器技術 10
2.2.1 虛擬儀器的基本功能 10
2.2.2 虛擬儀器的結構 11
2.3 測試信號處理技術 13
2.3.1 信號數(shù)字分析的基本步驟 13
2.3.2 連續(xù)時間信號的采樣 13
2.3.3信號的時域截斷、泄漏與窗函數(shù) 16
2.3.4 數(shù)字信號頻域分析基礎 17
3 系統(tǒng)的硬件設計 19
3.1硬件方案設計 19
3.2 數(shù)據(jù)采集部分 19
3.2.1聲卡的基本結構 19
3.2.2聲卡的主要技術參數(shù) 20
3.2.3聲卡的選用 21
3.3 放大器的選用 21
3.3.1磁帶錄放機放大電路 22
3.3.2耦合電路 23
4 系統(tǒng)的軟件設計 24
4.1軟件方案設計 24
4.2數(shù)據(jù)采集模塊 24
4.2.1 相關Windows API函數(shù) 24
4.2.2聲卡數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)過程 26
4.2.3程序設計 27
4.3數(shù)據(jù)后處理模塊 30
4.3.1數(shù)字濾波 30
4.3.2數(shù)據(jù)管理 31
4.3.3時域分析 32
4.3.4頻域分析 34
5 系統(tǒng)功能模塊測試 35
5.1 系統(tǒng)功能概要 35
5.2 數(shù)據(jù)采集模塊測試 35
5.3 濾波模塊測試 35
5.4 標定模塊測試 .35
5.5 時域分析模塊測試 35
5.6 頻域分析模塊測試 35
6 結論 39
參考文獻 43
附錄A：圖形顯示 45
