基于虚拟仪器的力传感器的自动检定系统设计
摘 要：根据力传感器的检定工作原理，设计出一个自动检定系统。该系统运用虚拟仪器技术，实现了对静重式力标准机的自动控制、自动采集检定数据、自动对数据进行分析计算并生成检定记录等功能。该系统能够提高效率检定工作的效率、降低人员的工作强度。
关键词：力传感器；虚拟仪器；力标准机；检定
引言
力传感器是一种将力值转换成电信号的传感器，它测量用于测量金属材料的力学性能的试验机，所以它对工业生产和科学研发来说很重要。在长期的工作中，力传感器的力学特性受环境的影响发生变化，所以需要对力传感器的力学性能进行检定。在以往的检定工作中，检定人员一般都是手动检定、人工读取和计算检定数据。为了提高检定工作的效率和准确率，减少人为因素带来的误差。可以采用虚拟仪器技术设计出一个力传感器的检定系统，实现对力标准机的自动控制、检定数据的自动采集、处理和储存等功能。
1 检定系统的硬件构成
静重式力标准机：静重式力标准机是一种精度最高的力标准机[1]。理论上，通过这个砝码产生的标准力就可以对传感器进行测试和检定[2]。本此设计用到的静重式力标准机的规格为（0～100）kN，准确度等级为0.01级。
工控机：通过工控机上的LabVIEW软件来驱动各部分硬件，从而实现检定系统的数据采集、处理、显示和砝码控制等功能。
PLC：本次设计采用三菱的FX3u系列PLC，可利用RS-232协议实现与工控机软件部分之间的数据通信[3]。PLC为工控机提供砝码托盘的位置，并将工控机的控制信号作用于砝码托盘电机，实现砝码的加/卸载。
旋转式编码器：将砝码托盘上升/下降的位移信号转成电脉冲的数字信号送入PLC中。
2000标准负荷测量仪：测量仪表是采用RS-232协议与力传感器、工控机进行通讯，将检定数据送入工控机中。
打印机：负责打印记录表格和检定证书。
2 系统的软件开发
2.1 系统主程序的设计
本次设计的软件开发采用的是虚拟仪器的LabVIEW开发平台。LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境[4]。力传感器检定系统软件的主控程序如图2所示。首先登陆系统，在进入工作界面后，保证检定从零负荷开始工作。然后设定检定项目，检定项目分为非线性检定和蠕变检定[5]，根据设定的检定项目来确定检定点数、次数和砝码加/载后的等待时间。设定完毕后，检定系统自动进行砝码的加/卸载工作，并对检定数据自动进行处理。最后，根据检定数据进行分析计算...
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