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英文原文 on In of of in in I)a in is in in in of to he of an of of is of is is or by so to of an on VI in of of to by I, a to It is at to In a to of is to to or of As a in is in in in of to 2 of of is of of of is AQ an in AQ A/D of as A/D & D/A AQ 00 ks/s, 126 be up is 024E as as 420 , by S ), % . 3% ~20 To AQ 0 ~ 5 V ~20 mA by an is 024E, 0~5 V is ~50 Hz C to of is by is of ( of is , in of of of is of is To as of to of in 3 of in to to of on to of of to of of is as is of is is is of it of is d is is of of is as is to of is is is to of to is in of is as x[],y[],n,z[],,of is to of x,y) it of be of he is VI is an , VI on of 8 in (1) in in (2) in 3) is as of in (4) in be in on be (5) or of in (6) to or in a be (7) a is to (8) on is of In as of of of in is 4 of 4in As is of is on at of be in of of be at As a an of is It of 中文譯文 基于虛擬儀器技術(shù)的風(fēng)機(jī)性能自動測試系統(tǒng) 摘 要 ： 我國風(fēng)機(jī)性能檢測多 以手工為主 ， 存在試驗(yàn)手段落后 ， 勞動量大和測試結(jié)果不準(zhǔn)確等缺點(diǎn) ,采用先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù) ， 將傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和測試技術(shù)結(jié)合起來 ，建立了基于虛擬儀器技術(shù)的風(fēng)機(jī)性能自動測試系統(tǒng) ， 實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動采集、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況的自動控制、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理及性能曲線的自動繪制。整個系統(tǒng)具有界面友好、操作方便、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明本系統(tǒng)增加了試驗(yàn)過程的穩(wěn)定性 ， 避免了人為的讀數(shù)誤差、計(jì)算誤差以及相關(guān)數(shù)據(jù)不能同時記錄所引起的試驗(yàn)結(jié)果偏差 ，提高了測試精度和試驗(yàn)效率。可廣泛應(yīng)用于科研院所和風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家 ， 具有較高的推廣應(yīng)用價值。 關(guān)鍵詞 ： 風(fēng)機(jī) ； 性能試驗(yàn) ； 自動測試 ； 虛擬儀器 ； 數(shù)據(jù)處理 1 介紹 流量，壓力，功率和效率 等參數(shù) 不僅決定工作績效， 也決定了工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)作 。由于風(fēng)機(jī)理論不夠完善， 大部分依賴于狀態(tài)試驗(yàn) 獲取這些參數(shù)。此外，測試最重要的是檢驗(yàn)產(chǎn)品和創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品。在中國，傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)性能測試是經(jīng)常 手動操作傳統(tǒng)儀器從而獲取參數(shù) ，其中有許多不足，包括：精度 不高、 勞動強(qiáng)度 大、 不完善 的用戶界面，等等。 因此，根據(jù)用戶的需求 和 現(xiàn)代時代實(shí)驗(yàn)技術(shù) 的發(fā)展 ，自動測試及分析風(fēng)機(jī)性能 系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生 。組合傳感器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和測試 技術(shù)，虛擬儀器儀表技術(shù) 的結(jié)合 使得 人們可以用最普遍的方法使用智能 測試儀器 ，徹底打破傳統(tǒng)技術(shù)由制造商制定用戶不能改變的 的模式 。與此同時 ， 給 用戶提供了一個空間，以發(fā)揮他們的能力和想象力不足。它是用戶，而不是制造商，他們根據(jù)個人需要，他們可以設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)。在虛擬儀器系統(tǒng)，硬件只是提供了一個解決方案，以輸入和輸出的信號 為主的 軟件是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。任何用戶可以根據(jù)需要修改軟件，增加或減少軟件 的 功能和軟件的儀器系統(tǒng)。 因此，該系統(tǒng)不僅可以自動 采集、 加工 、 試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并以適當(dāng)?shù)男问斤@示最后結(jié)果，而且也控制和調(diào)整不同的工 作負(fù)載。整個系統(tǒng)是具有完善的界面，易操作，并很好地完成功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，穩(wěn)定性試驗(yàn)過程中增加了，讀數(shù)誤差是可以避免和測量精度和實(shí)驗(yàn)效率得到了改善。該系統(tǒng)已廣泛地應(yīng)用于許多范生產(chǎn)廠家和科研單位。 2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 硬件 是 這個系統(tǒng) 的 基礎(chǔ)。包括風(fēng)扇，電機(jī)，風(fēng)管，傳感器，計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集板，頻率轉(zhuǎn)換 器 等。 虛擬儀器測試系統(tǒng)的硬件通常包括傳感器、信號采集、信號調(diào)理、等 I/O 接口設(shè)備和通用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)一般是 或工作站，是整個硬件的核心，；傳感器則是測試系統(tǒng)獲取外界信息的通道； I/O 接口設(shè)備則采集、放大、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換被測信號等。 取數(shù)據(jù)的方法是通過對 I/O 接口設(shè)備的驅(qū)動完成的。虛擬儀器系統(tǒng)中， I/過數(shù)據(jù)采集板獲取數(shù)據(jù)在虛擬儀器中又稱為 據(jù)采集 )式儀器。 數(shù)據(jù)采集板作為儀器系統(tǒng)硬件的主要組成部分，是外界電信號與 之間的橋梁。它不僅具有信號傳輸?shù)墓δ?，還具有信號轉(zhuǎn)換和譯碼的功能。 風(fēng)機(jī)工況調(diào)節(jié)的過程：由 上的脈沖輸出口輸出脈沖信號加于數(shù)字電路板，控制步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度、正反轉(zhuǎn)及步進(jìn)速度；數(shù)字電路板用于脈沖分配和步 進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動；將減速器加于步進(jìn)電機(jī)與旋 轉(zhuǎn)擋板之間，用于防止風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中由于風(fēng)力過大使擋板產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。通過編程，控制脈沖信號的個數(shù)和正反轉(zhuǎn)信號，當(dāng)用戶發(fā)出指令改變風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況時，通過 輸出電壓信號，此電壓信號再經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)使其轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度，控制旋轉(zhuǎn)擋板的轉(zhuǎn)動，這樣就實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)由工況 1 到工況 10 的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了流量的調(diào)節(jié) . 該部件的工作狀況制定，這是由作者設(shè)計(jì)制定的，是旋轉(zhuǎn)擋板結(jié)構(gòu)組成的輪擋板 、 聯(lián)軸器 、 齒輪和步進(jìn)電機(jī)等（參見圖 1）， 這種結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)自動控制，而且也有小而靈活的優(yōu)點(diǎn) 。 為實(shí)現(xiàn)風(fēng)管進(jìn)口氣流流量的調(diào)節(jié)，即風(fēng)機(jī)工況的調(diào)節(jié)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一旋轉(zhuǎn)擋板裝置。旋轉(zhuǎn)擋板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 1 所示。在風(fēng)管進(jìn)口處安裝一圓形擋板，步進(jìn)電機(jī)通過減速器帶動圓形擋板的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)擋板與風(fēng)管進(jìn)口處孔隙的變化，即實(shí)現(xiàn)流量的變化。風(fēng)機(jī)工況調(diào)節(jié)的過程：由 上的脈沖輸出口輸出脈沖信號加于數(shù)字電路板，控制步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度、正反轉(zhuǎn)及步進(jìn)速度；數(shù)字電路板用于脈沖分配和步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動；將減速器加于步進(jìn)電機(jī)與旋轉(zhuǎn)擋板之間，用于防止風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中由于風(fēng)力過大使擋板產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。通過編程，控制脈沖信號的個數(shù)和正反轉(zhuǎn)信號，當(dāng)用戶 發(fā)出指令改變風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況時， 通過 輸出電壓信號，此電壓信號再經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)使其轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度，控制旋轉(zhuǎn)擋板的轉(zhuǎn)動，這樣就實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)由工況 1 到工況 10 的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了流量的調(diào)節(jié)， 圖 1 3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理在這個系統(tǒng)中包括三個方面：處理 和清除種種不理想的 后期信號 ； 利用流體力學(xué)計(jì)算公式性能參數(shù)的精確度 ； 基于最小二乘法提取性能曲線的精確度 并 擬合性能參數(shù)。 算性能參數(shù) 在風(fēng)機(jī)狀態(tài)試驗(yàn)臺上由傳感器測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)包括壓差、靜壓、扭矩等信號，而風(fēng)機(jī)狀態(tài)參數(shù) 包括流量、全壓、靜壓、功率、效率等數(shù)值，所以試驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過計(jì)算、整理才能得到風(fēng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)值，以下為狀態(tài)參數(shù)計(jì)算公式 ： （ 1） 體積流速 ? ? n ????24:/22 ??? （ 2） 軸功率 ? ?955 0: （ 3） 總壓力 ? ?22 ??????????? 4） 效率的總壓力 ：e 1000???能曲線擬合 關(guān)于曲線擬合的方式有許多種，如指數(shù)擬合、正交多項(xiàng)式擬合以及切比雪夫擬合等，選用何種方法，應(yīng)根據(jù)原始數(shù)據(jù)所描繪的圖形來決定。對于風(fēng)機(jī)，由于其特性曲線的形狀多為拋物線型，所以 本文 采用最小二乘法原則來擬合狀態(tài)參數(shù)。所謂最小二乘法就是用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法處理試驗(yàn)觀測值，使試驗(yàn)觀測值的期待值等于他的理論值，達(dá)到對觀測值的校正。 用最小二乘法 是在分析圖書館的 ，性能曲線擬合完成。格式函數(shù)具 體內(nèi)容如下： oe i?? ???????1010; 要表達(dá) 整個壓力曲線 和 通量靜態(tài)壓力曲線 的關(guān)系 ，流量 果 。 件的結(jié)構(gòu) 一個綜合性 虛擬儀表軟件，該軟件是由 環(huán)境工程師和科學(xué)家創(chuàng)造。在這個系統(tǒng)中， 供您所需的一切，如 集成的 I / O 圖書館 、 分析套路和用戶界面的工具，為建設(shè)先進(jìn)的測試和測量系統(tǒng)?；谀K化的設(shè)計(jì)方法 和設(shè)計(jì) 程序包括： 1 ）基本參數(shù)設(shè)置：用戶可以 設(shè)置 關(guān)鍵風(fēng)扇型和環(huán)境參數(shù)，包括大氣溫度 、 濕度和壓力。 2 ）數(shù)據(jù)采集及控制參數(shù)設(shè)定： 在這個系統(tǒng)中 包括 采樣通道 、 控制通道 、 采樣率 、 信號輸入 /輸出限制等。 3 ）主控站：這個系統(tǒng)是 以 主接口為運(yùn)作口 實(shí)現(xiàn) 可視化的控制，例如電源開關(guān)， 作為 測試起動開關(guān)，操作模式選擇幻燈片，并進(jìn)行實(shí)時在線數(shù)字＆波形顯示的信號，送到在前面板上，用戶操作此系統(tǒng) 可以實(shí)現(xiàn) 方便 交換 。 4 ）數(shù)據(jù)處理：在本系統(tǒng)中，不是指原始數(shù)據(jù)，而是計(jì)算數(shù)據(jù)，包括流量 ， 效率，功率和總壓能證明在數(shù)字和波形形式。此外，基于最小 二乘法的風(fēng)機(jī)性能曲線可裝有自由挑選合適的模塊。 5 ）試驗(yàn)報(bào)告：試驗(yàn)后，可以實(shí)現(xiàn)測試報(bào)告，其中包括網(wǎng)格或圖表類型的測試網(wǎng)絡(luò)社區(qū)這個系統(tǒng)。此外， 都實(shí)現(xiàn)了 數(shù)據(jù)存儲 、 打印輸出 、 輸入等。 6 ）歷史查詢：在這個單元，根據(jù)試驗(yàn)的次數(shù)和范型，用戶還可以找到歷史記錄，他們還可以設(shè)置自己 需要 的 數(shù)字或圖形文件類型。因此，需要測試報(bào)告，其中包括風(fēng)機(jī)性能曲線的 展示和打印。 最后，該軟件系統(tǒng)的關(guān)鍵功能如下：自動獲取性能 參數(shù) ，調(diào)整轉(zhuǎn)速和通量風(fēng)機(jī)，自動生成記錄，測試和性能曲線，此外，該軟件還可以顯示，保存和打印這些信號在圖形和數(shù)字形式 。整個系統(tǒng)是完善便于操作的。 4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 以離心式鼓風(fēng)機(jī)（ 4）進(jìn)行全面的測試，例如，在實(shí)驗(yàn)室，性能測試實(shí)驗(yàn)取得了該項(xiàng)功能。所示圖 2 ，每一個點(diǎn)是數(shù)值的測試信號， 并且 曲線是基于最小二乘法 擬合 出來的 。比較手工是做在同一時間內(nèi)，兩個測試結(jié)果幾乎是平等和準(zhǔn)確性，可完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。 圖 2 5 結(jié)論 從所有上述情況，整個系統(tǒng)是一個很完善的界面，操作方便和全面的功能，可廣泛應(yīng)用于科學(xué)科研院所及工廠等。這個 系統(tǒng) 提高了性測試過程 的穩(wěn)定性 ， 避免了閱讀誤差和實(shí)驗(yàn)過程總數(shù)據(jù)無法真實(shí)記錄的特點(diǎn) 。因此，精度和效率的 測試是在很大程度上得到改善。它符合科學(xué)生產(chǎn)和自動化管理的現(xiàn)代工業(yè) 的需要 。