虚拟圆度采集系统设计

环形零件圆度误差测控系统的设计研究顾峰玮,汪世益(安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243002)圆度误差的存在直接影响着零部件的摩擦、震动、噪声、配合精度、旋转精度等,降低了它们的使用寿命。

所以近代高精度回转体环形零件,对圆度误差提出了越来越高的要求。

圆度误差测控技术已经广泛引起人们的关注。

对环形零件进行圆度测量的传统方法是利用传感器回转式圆度仪及转台式圆度仪,普遍采用全物理设备来获取圆度误差值并进行记录,受硬件条件的极大制约,造价高,运用不灵活。

而电液位置伺服系统控制精度高,响应速度快,实用性强[1]。

本文拟利用虚拟仪器软件LabVIEW 编程,结合电液位置伺服系统的优点,设计环形零件圆度误差测控系统,并通过实验来实现圆度的误差检测及校正控制,缩减实际物理仪器,节省硬件设备资源的配置。

1系统设计测控部分机械装置简图如图1。

本测控系统工作原理:液压马达驱动助动辊9带动被校正环形零件5转动,环形零件5转动的同时由检测液压缸4上安装的位移传感器1检测位移信号,将液压缸的位移量转化为电信号,信号经调理电路滤波放大后,转换为具有较大动态范围的稳定信号,再由PCI-6251(DAQ )转换为数字信号。

DAQ 设备通过PCI 总线接口将采集数据传给PC 机,计算机平台利用LabVIEW 软件强大的计算与存储能力对信号进行处理,计算出校正液压缸2和7的调整角度与位移。

最后通过串口与控制电路通讯,再由控制电路操纵电液伺服阀控制液压缸完成圆度误差的校正。

并由位移传感器来构成闭环结构,以提高校正精度。

2硬件电路组成硬件电路部分包括检测辨向电路、调理电路和控制电路,广泛采用虚拟仪器技术,使得系统结构得到大大的简化并节省了物理仪器资源。

2.1传感器检测辨向电路光栅传感器可以作为位置检测装置的敏感元件。

数据不受温度、时间的影响,能够动态而高精度地测量直线位移,还可以测量角位移,是一种比较理想的测量工具。

因此本检测系统装置采用光栅做敏感元件。

虚拟仪器课程设计作品一、教学目标本课程旨在通过虚拟仪器的设计与实践，让学生掌握虚拟仪器的概念、原理及其在工程测量中的应用。

具体目标如下：1.了解虚拟仪器的定义、特点及分类。

2.掌握虚拟仪器的设计原理和基本方法。

3.熟悉虚拟仪器在工程测量中的典型应用。

4.能够运用虚拟仪器设计原理，独立完成简单虚拟仪器的设计与实现。

5.能够运用虚拟仪器进行工程测量，并处理测量数据。

6.能够分析虚拟仪器的性能，提出改进措施。

情感态度价值观目标：1.培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发学生学习虚拟仪器的兴趣。

2.培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。

3.培养学生关注社会、关注工程测量技术发展的意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.虚拟仪器概述：虚拟仪器的定义、特点、分类和发展趋势。

2.虚拟仪器设计原理：硬件系统、软件系统及接口技术。

3.虚拟仪器在工程测量中的应用：典型应用案例分析。

4.虚拟仪器性能分析与改进：性能指标、优化方法。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：讲解虚拟仪器的概念、原理和设计方法。

2.案例分析法：分析虚拟仪器在工程测量中的典型应用。

3.实验法：让学生动手设计并实现简单的虚拟仪器。

4.讨论法：引导学生探讨虚拟仪器技术的未来发展。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《虚拟仪器设计与应用》。

2.参考书：相关领域的学术论文、技术报告。

3.多媒体资料：教学PPT、视频教程。

4.实验设备：计算机、虚拟仪器软件平台。

通过以上教学资源，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，占比20%。

2.作业：布置适量作业，评估学生的理解和应用能力，占比30%。

3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和数据分析能力，占比20%。

虚拟仪器的数据采集系统设计[摘要]近年来，采用高性能模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的虚拟仪器技术，不断渗透到我国工业、农业、科技等各个领域，得到了越来越为广泛的应用。

本文基于虚拟仪器的数据采集系统的应用需要，设计了一套高速、高效、高精确度的数据采集系统，有效的实现了数据的高速高精度连续实时采集的需求。

【关键词】虚拟仪器;数据采集;数据采集卡;连续实时采集1、引言虚拟仪器这一概念，最初是美国NI公司在上世纪八十年代中期提出的，其实质是将计算机作为统一的仪器硬件平台，利用计算机在运算、存储、调用、显示、管理等方面的智能化功能，将传统仪器的专业化功能以及控制面板软件化，从而构建出一套同传统仪器相同，同时具备计算机智能的虚拟仪器系统。

同传统仪器相比，虚拟仪器有效的将仪器厂家定义的仪器功能转化为用户自定义仪器功，能更好的满足用户需求，在数据的测量和处理方面速度更快，且能进行更为复杂的计算和测试，并且将所有的测试工功能、面板控件都进行了软件化，使用起来更为方面，价格更为低廉，更新速度更快，技术性能高、扩展性强、开发时间少、集成能力强。

因此，虚拟仪器技术一经出现，便迅速引领了测试测量行业的发展潮流。

下面，本文基于农业应用的需求，采用虚拟仪器技术，设计了一套基于生态环境的，高速、高精度、连续实时的数据采集系统。

2、系统硬件设计基于虚拟仪器技术的数据采集系统包括上位机和下位机两个部分，其中下位机是直接控制相关设备获取数据的设备，一般是PLC/单片机等；上位机则是能够直接发出操控命令的计算机，通常是PC机。

上位机和下位机之间，通过软件进行联结，组建成整个数据采集系统。

本方案所设计的数据采集系统，主要是为了对农业应用中的生态环境进行实时连续监测，因此监测对像选择为生态环境因子。

为了提高数据传输速度，本方案采用串口总线进行数据传输，实现采集终端与下位机，下位机与上位机之间的数据传输。

整个系统硬件包括：监测生态环境因子的温度、湿度、光照度、雨量度传感器；提供数据信号采样、输入、调节、A/D转换、修正以及通信的数据采集模块；提供数据处理功能的个人计算机；肩负通信功能的串口通信模块；肩负数据存储功能的磁盘阵列模块。

基于虚拟现实的虚拟园艺系统设计与实现虚拟园艺系统是一种基于虚拟现实技术的计算机程序，它模拟了真实园艺环境，并让用户可以通过虚拟现实设备进入和互动。

该系统提供了一种全新的体验和学习园艺的方式，并为园艺爱好者和专业人士提供了一个便捷的平台来研究、规划和实践自己的园艺项目。

一、系统设计1. 虚拟化园艺环境：虚拟园艺系统的主要功能是模拟真实的园艺环境，因此需要利用虚拟现实技术创建一个逼真的虚拟园艺场景。

通过使用高级图形渲染技术，系统可以呈现出细致的植物、地面、天空等元素，并模拟真实的光照和气候条件。

用户在虚拟园艺系统中可以自由走动、观察植物、与其他用户进行互动。

2. 植物模型和生长模拟：为了使虚拟园艺系统更加真实，需要设计和建模各种不同的植物。

这些植物模型需要具有逼真的外观和行为，包括生长、开花、结果等过程。

通过模拟真实的植物生长规律，用户可以在系统中学习植物生态学、园艺技术等知识，并根据自己的需求进行植物的养护和管理。

3. 用户交互和操作：虚拟园艺系统需要提供用户友好的交互和操作方式。

用户可以通过虚拟现实设备（如头戴式显示器、手柄等）来控制自己在虚拟园艺环境中的移动和操作。

例如，用户可以选择不同的工具（如剪刀、铲子等）来修剪、移植和种植植物；还可以与其他用户进行交流和分享园艺经验。

4. 数据管理和分析：虚拟园艺系统需要具备数据管理和分析的功能。

系统可以记录用户的操作行为、植物生长情况等信息，并根据这些数据提供相关的分析和反馈。

例如，根据用户的水肥管理情况，系统可以评估植物的生长效果，并给出相应的建议和改进措施。

二、系统实现1. 虚拟现实设备：为了通过虚拟园艺系统获得逼真的体验，需要选择合适的虚拟现实设备。

当前市场上有各种不同的设备可供选择，包括头戴式显示器（如Oculus Rift、HTC Vive等）、手柄和传感器等。

根据用户群体和预算等因素，选择最适合的虚拟现实设备。

2. 软件开发与测试：在实现虚拟园艺系统之前，需要进行详细的软件开发和测试工作。

基于LabVIEW的新型在线圆度测量装置的研究基于LabVIEW的新型在线圆度测量装置的研究引言圆度是指一个物体表面与其几何中心轴线之间的偏差程度，是衡量一个物体的圆形度或者接近圆形度的重要指标。

在工业生产中，准确测量和控制圆度是保证零部件质量和提高产品性能的关键。

由于实时反馈和高精度要求，传统的离线圆度测量方式已经不能满足实际生产中的需求。

因此，本文提出设计和实现了一种基于LabVIEW的新型在线圆度测量装置。

一、装置的设计1.1 系统框架本文设计的新型在线圆度测量装置主要由机械部分和软件部分组成。

机械部分包括工作平台、激光测量装置、测量传感器以及数据采集装置等；软件部分则采用LabVIEW平台进行数据采集、信号处理和结果分析。

1.2 工作原理装置工作原理如下：工件放置在工作平台上，通过驱动装置旋转工件使其绕着自身轴线旋转。

同时，激光测量装置发射激光束照射到工件表面，通过测量传感器接收工件表面反射回来的光信号。

数据采集装置将传感器接收到的光信号转化为电信号，并传输到LabVIEW软件中。

LabVIEW软件对接收到的原始信号进行处理和分析，计算出工件的圆度数据，并进行结果展示和保存。

二、装置的实现2.1 硬件设计和搭建根据前期的研究和分析，本文设计了一个具有高精度的工作平台，并选择了合适的激光测量装置和测量传感器。

工作平台采用了精密滚珠丝杆机构，能够实现微小刻度的运动控制；激光测量装置通过高精度光学元件和光电传感器实现光信号的发射和接收；测量传感器采用高灵敏度的光电二极管。

2.2 软件设计和开发基于LabVIEW平台，开发了相应的软件系统。

首先，通过数据采集模块，将传感器接收到的光信号转化为电信号，并送入处理模块；然后，处理模块对接收到的信号进行滤波、放大、降噪等处理，得到干净的信号；最后，计算模块对处理后的信号进行圆度计算，并将结果实时显示在图形界面上。

三、实验与结果为了验证装置的有效性和准确性，本文开展了一系列的实验测试。

基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计虚拟仪器是一种基于计算机技术的测量和控制系统，能够模拟和实现传统仪器的功能。

基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计是利用虚拟仪器技术设计一种能够进行精确测量和控制的Z轴扫描实验系统。

该系统主要由以下几个部分组成：1. 虚拟仪器平台：选择一个稳定、可靠的虚拟仪器平台作为系统的基础，例如LabVIEW、MATLAB等。

2.Z轴扫描装置：设计一种高精度、稳定的Z轴扫描装置，用于控制和测量材料表面的Z方向位移。

该装置需要具备高精度传感器、精确的运动控制器和可靠的力学结构。

3.数据采集和处理模块：该模块用于采集和处理从Z轴扫描装置中获取的数据。

它应该具备高精度的ADC/DAC转换器和计算和处理数据的算法，并能实时显示和保存数据。

4.用户界面：设计一个友好、直观的用户界面，让用户可以方便地控制和监测实验。

用户界面可以包括参数设置、数据显示、实验控制等功能，并能够实时反馈实验结果。

在高精度Z扫描实验系统的工作中，需要注意以下几个关键点：1.确定系统的测量范围和精度：根据实验需求确定Z轴扫描的测量范围和精度，并选择合适的传感器和控制器来满足要求。

2.提高系统的稳定性和可靠性：对于Z轴扫描装置，应该设计稳定可靠的力学结构，并使用高精度的运动控制器和传感器来保证系统的稳定性和可靠性。

3.优化数据采集和处理算法：设计合适的算法来提取和处理从Z轴扫描装置获取的数据。

可以使用滤波、预处理和校准等技术来提高数据的质量和精确度。

4.设计合适的用户界面：用户界面应该简单易用，并提供实时的数据显示和控制功能。

用户界面中的参数设置和实验控制功能应该符合实验需求，并能够方便地进行操作和监测。

总之，基于虚拟仪器的高精度Z扫描实验系统设计需要充分考虑实验需求和系统性能，选择合适的技术和设备，并进行系统集成和优化。

通过合理的设计和实施，该系统可以实现精确测量和控制，为科研和实验提供可靠的支持。

一、设计题目：虚拟温度采集系统二、设计要求：【1】连续采集温度信号，并存储【2】温度上下限报警功能，上下限可调【3】华氏、摄氏可转换显示三、总体方案设计：本方案是利用直接检测方式实现虚拟温度的检测。

利用demo VI 产生一个虚拟的温度值，将产生的温度值与设定的温度上限，下限比较后，送入波形图标进行显示，如图所示：四、总体方案设计该系统采用的是直接采集方式，将温度产生环节产生的所有温度经过比较上下限后，建立成一个数据簇，然后输送到波形图表中显示，然后将温度信号继续送入到下一个温度处理环节，进行数学运算处理，得到我们需要的值，在温度超过所设定的值时，开始报警。

五、程序模块设计【1】前面板的设计：前面板包括按键控制部分和显示部分。

其中按键部分主要有停止开关和采样开关。

显示部分主要包括实际温度的波形显示，和温度的实际值，采样的频率，等显示控件。

【2】前面板的图形界面虚拟温度检测系统的前面板界面如图所示：未工作时状态摄氏工作华氏工作摄氏与华氏同时工作【3】温度计的设计：在【控件选板】的【经典】中选择【开关按钮】控件放置到前面板设计窗口的合适位置。

然后，用鼠标右键单击该控件，在弹出的快捷菜单中，单击【显示项】中的【标签】，将该控件的标签显示。

【4】报警指示灯的设计：在【控件选板】选择【指示灯】中的【原型指示灯】放置到前面板合适的位置。

【5】温度数值显示的设计：在【控件选板】选择【express】中的【数值显示控件】中的【数值显示控件】放在前面板合适的位置。

【6】开关按钮的设计：在【express】中选择【按钮与开关】中选择【确定按钮】，放置到前面板合适的位置。

然后，用鼠标右击该控件，在属性中设置其各种特性。

【7】温度上下限按钮的设计：在【控件选板】中选择【Express】，然后选择【文本输入控件】中的【文本下拉列表】，放置前面板合适的位置。

【8】温度波形的显示：在【控件选版】中的【express】中选择【图形显示控件】，然后选择【波形图】。

虚拟圆度采集系统设计
车妮娜;韩进宏;雷星宇
【期刊名称】《工程与试验》
【年(卷),期】2011(051)004
【摘要】介绍了一种基于LabVIEW的虚拟圆度采集系统.系统采用自行设计的圆度采集卡,完成圆度数据的测量和数字转换,利用LabVIEW的开发环境实现圆度数据的处理和显示.
【总页数】3页(P63-65)
【作者】车妮娜;韩进宏;雷星宇
【作者单位】山东理工大学机械工程学院,山东淄博255000;山东理工大学机械工程学院,山东淄博255000;山东理工大学机械工程学院,山东淄博255000
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于虚拟仪器的圆度误差测量系统设计 [J], 么建
2.虚拟技术下环形零件圆度误差测控系统设计 [J], 顾峰玮;汪世益
3.基于虚拟仪器的温度采集系统设计 [J], 吉淑娇;雷艳敏
4.基于虚拟仪器的温度采集系统设计 [J], 吉淑娇;雷艳敏
5.圆度误差测量数据采集系统设计 [J], 倪厚强; 高龙琴
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目录1.设计任务书32.总体设计方案72.1、现代测控系统发展概述72.1.1现代测控系统概述72.1.2现代测控技术的特点82.1.3现代测控技术的应用8 2.1.4现代测控技术的发展趋势 (9)2.2、L a b V I E W虚拟仪器介绍102.2.1、L a b V I E W虚拟仪器简介102.2.2、L a b V I E W虚拟仪器特点1 12.3.语音信号处理122.3.1.语音信号所包含的信息量122.3.2.语音信号处理的关键技术122.4采集系统组建的一般步骤142.4.1.数据采集板卡(D A Q>的硬件框图142.4.2.基于虚拟仪器的测控系统组建步骤152.5系统总体结构流程图163.系统硬件设计173.1、传感器选型173.1.1、传感器分类173.1.2、传感器性能指标183.1.3、传感器的选择193.2、语音采集信号电路203.2.1语音采集电路203.2.2语音采集信号调理电路2 14.系统软件设计224.1、前面板设计224.1.1、语音信号采样信息界面224.1.2、语音采集控制按钮界面及语音采集状态显示界面234.1.3、时域波形和频域波形显示界面234.2程序框图设计244.2.1、系统初始化2 44.2.2、系统等待2 64.2.3、数据采集274.2.4、报表生成294.2.5、打开报表3 14.2.6、退出3 25.系统调试及运行结果336.收获体会377.参考文献381.设计任务书《测控系统综合设计》设计任务书(四>题目：基于虚拟仪器技术的语音采集系统设计一、设计任务本课题所要求设计的基于虚拟仪器技术的语音采集系统硬件由语音芯片、MIC、喇叭和放大电路组成，其工作原理为语音芯片中包含的音乐由喇叭发出，MIC采集音乐信号，经过放大电路的放大，送入NI ELVIS II数据采集平台的模拟输入通道，然后利用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW来开发系统软件，以实现对语音信号的采集、分析、处理与报表生成等。

……………………………………………………………最新资料推荐…………………………………………………本科毕业设计（论文）题目基于LABVIEW的圆形图像识别与实时跟踪系统设计学院电气与自动化工程学院年级级专业班级学号学生姓名指导教师职称教授论文提交日期常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计(论文)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

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保密的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。

本人签名：日期：导师签名：日期：基于LABVIEW的圆形图像识别与实时跟踪系统设计摘要数字图像处理技术在国防建设、工农业生产以及人们的日常生活中有着广泛的应用。

图像识别是数字图像处理技术的一个重要组成部分，而圆形（包括弧线）检测是数字图像处理过程中的经典问题之一。

本设计基于LABVIEW 平台设计程序完成圆形图像识别与跟踪工作。

本设计基于LABVIEW 平台设计图像处理程序，实现了“圆形图像识别”以及“圆形图像的实时跟踪”两个功能。

在整个系统中，首先将彩色图像转换为灰度图像，再将灰度图像转换为二值图像，再对二值图像进行形态学处理，最后提取二值图像的几何特征，完成图像识别工作；在对单个圆形图像的识别基础上，利用LABVIEW的while语句，实现了圆形图像的实时跟踪。