PCL711B采集卡在測(cè)微儀數(shù)字化中的應(yīng)用

1、guilin university of electronic technology畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：pcl711b采集卡在測(cè)微儀數(shù)字化中的應(yīng)用院（系）：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào):指導(dǎo)教師單位：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化教研室姓 名:職稱(chēng)：實(shí)驗(yàn)師題目翹：理論研究實(shí)驗(yàn)研究0偌設(shè)計(jì)口丁程際研究軟件開(kāi)發(fā)2009 年 5 月 17 h本論文根據(jù)用戶(hù)要求并結(jié)合所編寫(xiě)的試驗(yàn)大綱，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的微位移運(yùn)動(dòng)測(cè)量系 統(tǒng)，典型的微位移測(cè)量，分析了其設(shè)計(jì)思想和工作原理；在此基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)室所需的 測(cè)量要求進(jìn)行了合理的選擇，包括種類(lèi)、型號(hào)、技術(shù)參數(shù)等；為了對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn) 行進(jìn)行控

2、制，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，編制了系統(tǒng)管理控制軟件，本系統(tǒng)軟件在 windows2000或windows xp操作系統(tǒng)下用“visual basic 6.0”編寫(xiě)控制界面，通過(guò)該 軟件能夠使用戶(hù)所需的準(zhǔn)確工控微位移數(shù)據(jù)。本課題在對(duì)pcl711b數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于數(shù)字化電感測(cè)微儀 的數(shù)字化改造。利用傳感器把位移的微改變量通過(guò)電感測(cè)微儀的放大并以模擬電壓量 （-1v +1v間）傳送到pcl711b數(shù)據(jù)采集卡，用數(shù)據(jù)采集卡把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量， 并把數(shù)字量用計(jì)算機(jī)顯示岀來(lái)，使用的軟件是visua basic 6.0做操作界面，對(duì)pcl711b 數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行一定的操作，功能包括

3、自動(dòng)定時(shí)采集數(shù)據(jù)，手動(dòng)采集數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并 生成一個(gè)新的文件。論文也包括了系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、微位移機(jī)構(gòu)測(cè)繪、pcl711b卡編程 的流程分析、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行效果分析等工作。指針式電感測(cè)微儀在機(jī)械零件的誤差測(cè)量、物件的厚度測(cè)量、微位移的測(cè)量等方面 有廣泛的應(yīng)用，利用微機(jī)的軟碩件資源將指針式電感測(cè)微儀改造為數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)，以 便對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行讀數(shù)、存儲(chǔ)、打印、以及進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析處理，同時(shí)可制作美觀廉 價(jià)的虛擬儀器面板。在基于pc的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采集卡是關(guān)鍵部件。關(guān)鍵詞：pcl711b；數(shù)據(jù)采集；visual basic 6.0abstractthis paper according to us

4、er requirements and written test program, design of manipulator micro displacement measurement system, the movement of typical micro displacement measurement, analyses the design idea and principle of work, on this basis, the laboratory for measuring the reasonable requirements, including types, mod

5、el and technical parameter; etc. for the operation of the measurement system, and to control the collected data processing, the management system, the system software control software windows2000 in windows xp operating system or visual basic 6.0 with nwritten by the software interface, control the

6、user needs to micro displacement data accurate control.this topic in pcl711b for data acquisition card, on the basis of the analysis is applied to the digital inductive micrometer digitization reconstruction. using the displacement sensor of micro change through inductive micrometer instrument ampli

7、fier and simulation voltage (-iv 一- + iv )pcl711b transferred data acquisition card, using the data acquisition card analog to digital conversion, and the digital display with computer, using the software is visua basic 6.0 do interface, pcl711b data acquisition card of the operation, including auto

8、matic timing acquisition data function of data collection, data storage, manual and create a new file. the paper also includes the system design, micro displacement mapping agency, pcl711b card programming process analysis, design and application effect of operation analysis, etc.pointer type induct

9、ive micrometer instrument error of measurement of mechanical parts in the thickness of the object, and the measured displacement measurement etc widely use of computer hardware and software resources, will pointer type inductive micrometer instrument for measuring system, so as to digital readouts,

10、storage test results, printing, and further analysis of data processing, also can make beautiful cheap virtual instrument panel. in the data acquisition system based on pc card is the key component of acquisition.keywords: pcl71 ib； data acquisition； visual basic 6.0弓i言一 5 -弓i言-5 - 1微位移測(cè)量的背景、現(xiàn)狀及將來(lái)發(fā)展

11、研究背景- 6-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展近況 - 6-發(fā)展趨勢(shì)及其代表-7 -pc兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-7 -高速數(shù)據(jù)采集- 8 -低速數(shù)據(jù)采集-8-應(yīng)用的擴(kuò)大一9一2. 本課題的研究?jī)?nèi)容和要求-9 -2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容、要求-9-3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)-11 -3. 1方案連接草圖-11-3. 2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)-11-3.2. 1.系統(tǒng)工作原理-11-3.2.2. 連接電路設(shè)計(jì)-12-3. 3. 1.模擬量輸入屯路連接設(shè)計(jì)-12-3. 3.2.位移傳感器概述-13-3. 3. 3.數(shù)字輸出電路連接-15-3. 3. 4. pcl711b 介紹-15-3. 3. 5. pcl711b 卡設(shè)置-18

12、-3. 3. 6.指針式電感測(cè)微儀-22-3. 3. 7.機(jī)械機(jī)構(gòu)-22-4. 軟件設(shè)計(jì)-23 -4. 1. visual basic 語(yǔ)言程序介紹-23 -4. 3.軟件界面設(shè)計(jì)-24 -4. 4. led虛擬顯示器控件-31 -4. 5.主程序-33-4. 5. 1.主程序流程圖-33-4. 5. 2.主程序代碼一33一4. 5. 3.定時(shí)采集數(shù)據(jù)子程序的流程圖-40-4. 5. 4.定時(shí)采集數(shù)據(jù)子程序的代碼-40-4. 5. 5.程序調(diào)試-42-5. 1運(yùn)行效果分析-42-總 結(jié)一43一謝 辭一44-參考文獻(xiàn)-45-數(shù)據(jù)采集，又稱(chēng)數(shù)據(jù)獲取，是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到 系統(tǒng)

13、內(nèi)部的一個(gè)接口。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛引用在各個(gè)領(lǐng)域。比如攝像頭，麥克風(fēng), 都是數(shù)據(jù)采集工具。被采集數(shù)據(jù)是已被轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)的各種物理量，如溫度、水位、風(fēng)速、 壓力等，可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。采集一般是采樣方式，即隔一定時(shí)間（稱(chēng)采樣周期）對(duì)同一點(diǎn)數(shù)據(jù)重復(fù)采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時(shí)值，也可是某段 時(shí)間內(nèi)的一個(gè)特征值。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)量測(cè)是數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)量測(cè)方法有接觸 式和非接觸式，檢測(cè)元件多種多樣。不論哪種方法和元件，均以不影響被測(cè)對(duì)象 狀態(tài)和測(cè)量環(huán)境為前提，以保證數(shù)據(jù)的正確性。數(shù)據(jù)采集含義很廣，包抱對(duì)而狀 連續(xù)物理量的采集。在計(jì)算機(jī)輔助制圖、測(cè)圖、設(shè)計(jì)中，對(duì)圖形或圖像數(shù)字化過(guò) 程也可稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集

14、，此時(shí)被采集的是幾何量（或包括物理量，如灰度）數(shù)據(jù)。在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展的今天，數(shù)據(jù)采集已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)及分布式 領(lǐng)域，數(shù)據(jù)釆集領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)生了重要的變化。首先，分布式控制應(yīng)用場(chǎng)合中的智 能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。其次，總線兼容型數(shù)據(jù)采集插件 的數(shù)量不斷增大，與個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)量也在增加。國(guó)內(nèi)外各種 數(shù)據(jù)采集機(jī)先后問(wèn)世，將數(shù)據(jù)采集帶入了一個(gè)全新的時(shí)代。而本文介紹的是用pcl711b數(shù)據(jù)采集卡對(duì)外部物理量進(jìn)行采集（精密的機(jī)械 機(jī)構(gòu)微小位移量），很好地解決了平時(shí)相關(guān)研究人員的在研究工作中愈到的關(guān)于 微小位移或者機(jī)械震動(dòng)方而的問(wèn)題，并且通過(guò)pc機(jī)這個(gè)平臺(tái)，使用v

15、isual basic 制作友好界面，更方便人們對(duì)這類(lèi)數(shù)據(jù)采集使用，給科學(xué)研究提供了方便。1 微位移測(cè)量的背景、現(xiàn)狀及將來(lái)發(fā)展研究背景第九屆cimt2005中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上展示了當(dāng)今世界位移測(cè)量技術(shù)最新的發(fā)展 和最新型的傳感器，并將數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床推向更高精度、更高速度、更高可靠、更 高效率的發(fā)展，也將數(shù)顯技術(shù)和數(shù)顯量具推向一個(gè)新的高度。最新發(fā)展主要體現(xiàn)在三個(gè)方面；(1) 絕對(duì)式光柵尺在控制系統(tǒng)中逐步取代現(xiàn)在通用的增量式光柵尺，并廣泛應(yīng)用于反 饋控制系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床。采用絕對(duì)式光柵尺的測(cè)量系統(tǒng)在設(shè)備通電的同時(shí)后續(xù)電路就可 以獲得絕對(duì)位置，不再需要在開(kāi)機(jī)后尋找參考零位，提高了系統(tǒng)的可靠性和工

16、作效率；(2) 單場(chǎng)掃描光柵尺將逐步取代現(xiàn)在通用的四場(chǎng)掃描光柵尺。這將大幅度提高光柵尺 的精度、分辨力、速度和抗污染的能力。這是光柵傳感器最重要的發(fā)展，使光柵測(cè)量系 統(tǒng)達(dá)到了一個(gè)新的技術(shù)高度；(3) 量具目前普遍采用的增量式容柵測(cè)量系統(tǒng)是不能防水的，有一半的容柵量具將會(huì) 被防水型絕對(duì)式電磁感應(yīng)式測(cè)量系統(tǒng)所取代，尤其是數(shù)顯卡尺。因?yàn)槿輺攀亲冸娙輺攀?測(cè)量系統(tǒng)，空氣是作為介質(zhì)要受到濕度的影響，在不改變數(shù)顯卡尺的柵式結(jié)構(gòu)條件下采 用變電感的測(cè)量系統(tǒng)，這就能防水，將容柵的防護(hù)等級(jí)從ip40提高到ip67；另外在增 量式碼道旁邊再增加絕對(duì)式碼道，采用絕對(duì)式編碼技術(shù)通電后不需要對(duì)零，在點(diǎn)位測(cè)量 時(shí)也不會(huì)產(chǎn)

17、牛超速錯(cuò)誤。今后普及型的量具仍會(huì)采用容柵測(cè)量系統(tǒng)，而防水型的都會(huì)采 用電磁感應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展近況現(xiàn)代的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在系統(tǒng)初始化、編程、修改、擴(kuò)充等方面，變得比過(guò)去更加容易。 變換器的技術(shù)進(jìn)展,允許以更高的分辨率，更快的采樣速率和更低的成本實(shí)現(xiàn)更精密的測(cè) 量其他碩件的改進(jìn)使功能模塊能夠互換。這些功能模塊通過(guò)對(duì)電流、電壓和電阻的檢測(cè), 實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如應(yīng)變、溫度、壓力和流量等物理量的測(cè)量。附加模塊有助于控制任務(wù)的圓滿(mǎn) 完成。各制造廠家正在用接口技術(shù)如變壓器禍和光隔離技術(shù)來(lái)消除“黑盒子”接口和解 決噪聲間題。大多數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用菜單驅(qū)動(dòng)軟件，用戶(hù)可以采用諸如這樣的高級(jí)語(yǔ)言 或用提供更高級(jí)控

18、制的擴(kuò)展型語(yǔ)言來(lái)編程。為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)顯示能力，也可買(mǎi)到作圖軟件 包。不久以前，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還需要購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，購(gòu)買(mǎi)或設(shè)計(jì)接口板，然 后把這些硬件組合起來(lái)，并研制驅(qū)動(dòng)這些硬件的軟件一這i切，說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)難。把 這樣的系統(tǒng)建立并運(yùn)行起來(lái)，不僅要耗費(fèi)大量的時(shí)間，而且投資巨大。結(jié)果,盡管工程師們 需要精良的測(cè)量設(shè)備，但他們總是有點(diǎn)不愿意從事數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制開(kāi)發(fā)工作。這樣的系 統(tǒng)投入運(yùn)行，常常只在有限的應(yīng)用中，完成一項(xiàng)任務(wù)。顯然，要想使這樣的系統(tǒng)有較高的效 費(fèi)比，其測(cè)量或采集任務(wù)必須在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里保持不變。如果任務(wù)改變，我們就又 要付出巨大的努力來(lái)重新組合這個(gè)系統(tǒng)，從而導(dǎo)致開(kāi)支增加

19、，成本提高。幸而，上面所述的 情況已不再是一成不變的了。技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)消除或顯著地減少了上述的在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中 出現(xiàn)的大多數(shù)問(wèn)題。現(xiàn)在可供選擇的范廣，用戶(hù)可以定做設(shè)備，也可以購(gòu)買(mǎi)成套的數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)。今天的系統(tǒng)正在全面地解決過(guò)去如何進(jìn)行名目繁多的、常常是同時(shí)的測(cè)量以及 如何完成數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題。發(fā)展趨勢(shì)及其代表有兒個(gè)因素影響著今天的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展。最重要的是，現(xiàn)在許多公司終于充供 了解決測(cè)量和完成數(shù)據(jù)分析的省錢(qián)的途徑，它當(dāng)然會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)采集市場(chǎng)產(chǎn)牛影響。然而，當(dāng) 選擇這種性質(zhì)的系統(tǒng)時(shí)，用戶(hù)必須在一定的采樣速率要求下進(jìn)行價(jià)格性能的析衷考慮。目 前可以得到的大多數(shù)兼容系統(tǒng)具有位的分辨率,最大單通道采樣速

20、度大約為，它們的價(jià)格 在美元至美元之間。按照這些系統(tǒng)制造廠商的說(shuō)法，更快的采樣速度接近即將問(wèn)世。不過(guò) 對(duì)許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這些兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，足以滿(mǎn)足要求。但，在沖擊和噪聲測(cè)量這樣的 應(yīng)用場(chǎng)合,則應(yīng)提供更高的采樣速度的系統(tǒng)。pc兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)美國(guó)公司生產(chǎn)的acro-system800型是與或與apple個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容的數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。當(dāng)800型構(gòu)成一個(gè)單通道系統(tǒng)時(shí)，它能達(dá)到5000次秒的數(shù)據(jù)采樣速 度。其互鎖模塊的設(shè)計(jì)便于系統(tǒng)的重新組合。一臺(tái)8088微處理機(jī)可控制15個(gè)輸入/輸出功能模塊（即測(cè)量溫度應(yīng)變等的插件），從而把pc主機(jī)解放岀 來(lái)，使它能進(jìn)行附加的數(shù)據(jù)分析。浮動(dòng)的（變壓器

21、藕合）輸入和輸出能提供電氣上最大抗 擾性。另外，軟件包括聯(lián)機(jī)求助功能，該能按照程序語(yǔ)法規(guī)程給用戶(hù)以幫助。作為首批進(jìn)入pc兼容數(shù)據(jù)采集市場(chǎng)公司z的cyborgg計(jì)算機(jī)提供了 issac和 issa2000oissa2000的突發(fā)式采樣速度接近200khz（分辨率為12位）仮映了個(gè)人計(jì)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 系統(tǒng)是朝著提高采樣速度方向發(fā)展。它的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（labsoft）包含于數(shù)據(jù)采集的命 令，可通過(guò)ibm basic存取。最后，issac2000能控制到8個(gè)高速a/d模塊或16個(gè)較低速模塊（例如較低速的a/d模塊），熱電偶接口，等等。高速數(shù)據(jù)采集盡管pc兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正在開(kāi)辟一個(gè)新的市場(chǎng)，但adac、g

22、ould、惠普、 analogic和neff儀器這些公司所生產(chǎn)的高速系統(tǒng)其采樣速度高于40khz仍占據(jù)重 要的位置。相應(yīng)地,速度的加快和處理能力的增強(qiáng)還意味著價(jià)格的提高這一類(lèi)的完整系統(tǒng) 價(jià)格一般在1-10萬(wàn)美元之間。除本文前面提到的那些應(yīng)用之外，這樣的系統(tǒng)還能產(chǎn)生快 速付里葉變換，能完成振蕩分析和暫態(tài)分析。adac公司提供了在廣闊領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。這種設(shè)備包扌舌稱(chēng)之為的成套 系統(tǒng)。若和一系統(tǒng)包扌舌一和一一配套時(shí)，據(jù)說(shuō)能以每秒萬(wàn)次的轉(zhuǎn)換速率分辨率為位連續(xù)地 把數(shù)據(jù)送入磁盤(pán)。該系統(tǒng)的速度是從它的高速變換器模塊和個(gè)接存貯器存取控制器得到 的。由于fastrak的軟件是菜單驅(qū)動(dòng)的，用戶(hù)就沒(méi)必要

23、進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。一系列提示和提 問(wèn)指導(dǎo)著操作人員完成解釋數(shù)據(jù)文本和規(guī)定如增益、通道掃描和觸發(fā)方式這些參數(shù)的任 務(wù)。公司宣稱(chēng):fastrak裝上那天，就可以開(kāi)始收集數(shù)據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)成套設(shè)備包扌舌一個(gè)有 滾輪的機(jī)箱，系統(tǒng)箱體，一個(gè)lsi-11/23cpu,512k字節(jié)的存貯器，兩個(gè)串聯(lián)端口,一個(gè)溫 盤(pán),vt101終端,fastrak模塊和安裝在機(jī)箱后面的螺旋式終端板。低速數(shù)據(jù)采集有許多應(yīng)用不需要采用高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的用戶(hù)一般都只用它們來(lái)監(jiān)控 象溫度和應(yīng)變這樣的參數(shù)，以及監(jiān)控各種各樣的環(huán)境條件。大多數(shù)這樣的數(shù)據(jù)采集控制系 統(tǒng)的起始價(jià)格約為1萬(wàn)美元。本月,johnflukemanufacturi

24、ng公司介紹了一種稱(chēng)為2452mcs型的新測(cè)量 和控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)把fluke 1722a儀表控制器和2400b智能計(jì)算機(jī)前端結(jié)合起來(lái)。 2400b提供數(shù)字和模擬側(cè)量，信號(hào)波形修整和智能判定。而1722a則斌予該系統(tǒng)計(jì)算能力?；萜展旧a(chǎn)的另一種低速系統(tǒng)，允許用戶(hù)在4種機(jī)型中任選一種機(jī)型來(lái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。hp3054a型 數(shù)據(jù)采集/控制系統(tǒng)可選用hp85a、hp9825t、hp9835a或。這些計(jì)算機(jī)每種都為用戶(hù)提供不同的編 程、數(shù)據(jù)存貯和格式化能力。rh于許多低速系統(tǒng)是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境中工作,因此這些設(shè)備一般都 能經(jīng)受住有害大氣條件（例如熱、濕、化學(xué)污染物）的危害。這樣的環(huán)境能大大降低沒(méi)有采取

25、同這些不 利壞境隔離措施系統(tǒng)的性能，當(dāng)選擇系統(tǒng)時(shí)，用戶(hù)應(yīng)考慮這一特點(diǎn)。應(yīng)用的擴(kuò)大為了滿(mǎn)足測(cè)試工程師的需要，現(xiàn)在許多廠商大大擴(kuò)大了前端模擬數(shù)字輸入輸出插件 的選擇范圍。這些插件斌予數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以多種功能，因而現(xiàn)在開(kāi)辟了這種系統(tǒng)的許多新 的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，最近推出用來(lái)裝備測(cè)試工程師的以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng) 都價(jià)格低廉，可以取代那些性能較高但價(jià)格昂貴的專(zhuān)用系統(tǒng)?？梢哉雇麛?shù)據(jù)釆集的發(fā)展前 景價(jià)廉、快速、高分辨率的a/d變換器的發(fā)展，肯定可使更高速度的價(jià)廉物美的數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)付諸實(shí)現(xiàn)。2.本課題的研究?jī)?nèi)容和要求2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文的內(nèi)容、要求指針式電感測(cè)微儀在機(jī)械零件的誤差測(cè)量、物件的厚度測(cè)量

26、、微位移的測(cè)量等方面 有廣泛的應(yīng)用，利用微機(jī)的軟硬件資源將指針式電感測(cè)微儀改造為數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)，以 便對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行讀數(shù)、存儲(chǔ)、打印、以及進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析處理，同時(shí)可制作美觀廉 價(jià)的虛擬儀器面板。在基于pc的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采集卡是關(guān)鍵部件。本課題在對(duì) pcl7hb數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于數(shù)字化電感測(cè)微儀的數(shù)字化改造。本課題的具體任務(wù)是：1、掌握在vb編程環(huán)境下開(kāi)發(fā)windows應(yīng)用程序的知識(shí)和方法。2、掌握pcl711b數(shù)據(jù)采集卡用于位移測(cè)量的編程方法。3、測(cè)繪一個(gè)微位移機(jī)構(gòu)。4、設(shè)計(jì)并調(diào)試電感測(cè)微儀數(shù)字化系統(tǒng)的windows應(yīng)用程序。5、測(cè)試該應(yīng)用軟件的運(yùn)行效果。本課題的具體要

27、求是：1、以指針式電感測(cè)微儀、pcl711b數(shù)據(jù)采集卡和工控微機(jī)為測(cè)試系統(tǒng)硬件平臺(tái)開(kāi) 發(fā)測(cè)微儀數(shù)字化的windows2000應(yīng)用程序，用戶(hù)界面簡(jiǎn)潔、美觀、使用方便，軟件具 備多量程位移測(cè)試的基本功能。位移數(shù)值在計(jì)算機(jī)顯示器上以虛擬的lcd或led實(shí)時(shí) 顯示，且具有位移的定時(shí)采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。2、應(yīng)用程序采用vb6.0編程環(huán)境開(kāi)發(fā)，安裝程序刻錄在cd上。3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（用microsoft office word 2003編排打印）應(yīng)包含該應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方 案、pcl711b卡編程的程序流程、用戶(hù)界面設(shè)計(jì)、測(cè)試程序代碼設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件的使用 說(shuō)明、運(yùn)行效果分析、對(duì)一個(gè)微位移機(jī)構(gòu)測(cè)繪的裝配圖和部分

28、零件圖（用caxa電子 圖板2005或autocad2005繪制）、測(cè)試軟件的程序流程圖和程序代碼。4、試驗(yàn)、測(cè)試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件計(jì)算機(jī)一臺(tái)pcl711b采集卡一塊電感測(cè)微儀一套vb6.0軟件一套autocad 2005 軟件一套3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1方案連接草圖圖1多通道數(shù)據(jù)采集原理框圖方案設(shè)想傳感器接收機(jī)構(gòu)位移帶來(lái)的差異數(shù)值，并把數(shù)值以電壓形式傳送到指針式電感測(cè)微 儀，電壓數(shù)值被放大并使指針偏擺，再送到pcl711b數(shù)據(jù)采集卡，經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換并放 大，輸送到個(gè)人計(jì)算機(jī)上，通過(guò)visual basic軟件制作的友好界面對(duì)卡進(jìn)行操作，對(duì)得 到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。32 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.

29、2.1 系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)的提出主要是滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室中微位移測(cè)量數(shù)據(jù)采集需要。其工作原理是傳感器 ()直接和被測(cè)量物質(zhì)靠近，產(chǎn)生的毫伏信號(hào)經(jīng)指針式電感測(cè)微移放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo) 準(zhǔn)電壓0-5v,然后進(jìn)入信號(hào)隔離模塊，隔離后的信號(hào)傳送到pcl-71ib數(shù)據(jù)采集卡， pcl711b數(shù)據(jù)釆集卡對(duì)接受到的模擬電壓量進(jìn)行數(shù)據(jù)化，并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬液晶 顯示具體數(shù)值。系統(tǒng)選用的是研華公司制造的用于imb個(gè)人計(jì)算機(jī)和其他兼容機(jī)的高 性能、高速多功能的數(shù)據(jù)采集控制卡pcl-711bo它提供了 a/d轉(zhuǎn)換、d/a轉(zhuǎn)換、數(shù) 字量輸入和數(shù)字量輸出等uo功能。pcl 一 711b可實(shí)現(xiàn)8路模擬量單端輸入，a/d轉(zhuǎn)換 支持

30、3種觸發(fā)模式:軟件觸發(fā)、可編程計(jì)時(shí)器觸發(fā)和外部脈沖觸發(fā)。另外，還具有一個(gè)用 于讀取微弱輸入信號(hào)的高增益可編程放大器。3.2.2.連接電路設(shè)計(jì)a/dd/0連接電路部分是ad590傳感器、一個(gè)指針電感測(cè)微儀和pcl711b連接的簡(jiǎn)單 電路。傳感器ad590安置在機(jī)械機(jī)構(gòu)位置，在電路接通后，開(kāi)始采集位移變量， 將位移變量轉(zhuǎn)換為電壓，從而得到采集卡能直接采集的電壓模擬量，并把其轉(zhuǎn)化 為數(shù)字量輸送到pc機(jī)顯示出來(lái)。3.3.1.模擬量輸入電路連接設(shè)計(jì)模擬輸入連接如你所知，pcl-711b支持8位單端模擬輸入。一個(gè)單端模擬輸入連接僅使用一個(gè)信 號(hào)線連接到一個(gè)參照共識(shí)的模擬輸入終端。舉例，為了測(cè)量一個(gè)電池的電

31、壓，簡(jiǎn)單地連 接它的負(fù)極到pci711b的接地端（接口 cn1的agndpin任何一個(gè)），它的征集接卡的 模擬輸入頻道。note: pci71 ib不支持不同信號(hào)源輸入。下列圖表說(shuō)明一個(gè)單端，普通接地，模擬輸入連接圖：to a/dsingle-ended模擬輸入連接332位移傳感器概述3.3.2.1 位移傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理依據(jù)實(shí)現(xiàn)原理不用，位移傳感器可以分為電阻式位移傳感器、電壓式位移傳感器和 電容式位移傳感器等。本文主要研究差動(dòng)變壓器式位移傳感器，其基本原理是使被測(cè)量 對(duì)象反向?qū)ΨQ(chēng)變化，影響量同向?qū)ΨQ(chēng)變化，然后取其差，從而將被測(cè)量選擇出來(lái)。圖1.1 所示為差動(dòng)編譯器式傳感器的基本結(jié)構(gòu)，其構(gòu)

32、成特點(diǎn)是：把同一輸入信號(hào)加在原理和特 性完全一樣、位置對(duì)稱(chēng)分布的兩個(gè)傳感元件上。在變換回路中，使傳感元件的輸出對(duì)輸 入信號(hào)（被測(cè)量）反向變換，對(duì)環(huán)境、內(nèi)部條件變化（影響量）同向變換，取兩傳感元 件輸出之差為最后輸岀，從而有效地抵位移傳感器是由動(dòng)鐵心、骨架、激磁繞組、輸出 線圈（沿軸向?qū)ΨQ(chēng)放置）、外殼、骨架兩端擋板和連桿等部件組成。它廣泛應(yīng)用于航空 航天、軍事國(guó)防等現(xiàn)代化項(xiàng)目工程。iei目前位移傳感器的產(chǎn)品研制過(guò)程都使用的是商業(yè)化cad幾何造型系統(tǒng)和cae有限 元分析技術(shù)系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)是相互獨(dú)立運(yùn)行的。因此影響了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的速度， 并口浪費(fèi)了有限的資源。本系統(tǒng)采用參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)和將cad/

33、cae系統(tǒng)集成技術(shù)為基 礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了位移傳感器的快速建模和性能分析。輸入轉(zhuǎn)換元件輸出電源傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的be結(jié)壓降的不飽和值v 與熱力學(xué)溫度t和通過(guò)發(fā)射極電流1的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)位移的檢測(cè)。集成溫度傳感器具有線性 好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器 的輸岀形式分為電壓輸岀和電流輸岀兩種。集成傳感器是集成傳感技術(shù)與集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，利用集成電路工藝技 術(shù)，將感溫元件與外圍電路集成在同一塊芯片上，從而和傳統(tǒng)的溫度傳感器相比具有很 多優(yōu)越性，諸如不需要線性化或冷補(bǔ)償，體積小，功耗低，精確度高，可以與數(shù)字系統(tǒng) 直接相連等。其中

34、美國(guó)analogdevice公司生產(chǎn)的ad59o以其良好的性能/價(jià)格比得到了廣 泛的應(yīng)用。ad590是繼電壓輸岀型傳感器之后發(fā)展的一種電流輸岀型傳感器，以電流輸 出作為溫度指標(biāo)，在激勵(lì)電壓為4一30v時(shí)，ad590的輸岀電流與絕對(duì)位移成正比，表現(xiàn) 出1協(xié)習(xí)k的高阻抗恒流調(diào)節(jié)的優(yōu)良特性。作為正比于溫度的高阻電流源，ad59o可以和 數(shù)百歐姆的電阻串聯(lián)使用，不易受接觸電阻、引線電阻和電壓噪聲的干擾，適合于多點(diǎn) 溫度測(cè)量和遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量和控制。d/0 0d/0 153.3.3.數(shù)字輸出電路連接電腦因?yàn)閜cl711b數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)連接端有規(guī)定的插槽，所以直接插上，確保牢靠 就可以了。數(shù)據(jù)采集卡介紹

35、數(shù)據(jù)采集(daq),是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元屮白動(dòng) 采非電量或者電量信號(hào)，送到上位機(jī)屮進(jìn)行分析,處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì) 算機(jī)或者其他專(zhuān)用測(cè)試平臺(tái)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶(hù)自定義的測(cè)量 系統(tǒng)。通常，必須在數(shù)據(jù)釆集設(shè)備采集z前調(diào)制傳感器信號(hào),包括對(duì)其進(jìn)行增益或 衰減和隔離，放大，濾波等對(duì)待某些傳感器，還需要提供激勵(lì)信號(hào).3.3.4. pcl711b 介紹pcl711b是一款isa總線的半長(zhǎng)卡，能夠?yàn)閜c/at及其兼容系統(tǒng)提供四項(xiàng)基本i/o功 能：a/d轉(zhuǎn)換、d/a轉(zhuǎn)換、數(shù)字化輸入和數(shù)字量輸岀。pcl711b是一款低成本的板卡，非常適合一般性的應(yīng)用。該卡具有以下

36、功能：8路12 位模擬量輸入、1路12位模擬量輸出、16路數(shù)字量輸入和16路數(shù)字量輸出。此外，它還帶一個(gè)20端子的螺絲端子板和一個(gè)扁平電纜的接口。pcl711b能夠執(zhí)行多匯總i/o工作，具有強(qiáng)大的軟件支持功能，還可以和各種可用的端 子板和附件一起使用。它是oem、學(xué)校和企業(yè)的理想選擇，能夠同時(shí)提供模擬量和數(shù)字 量 i/o。3. 3. 4. 1.pcl711b的特點(diǎn):1. 12位a/d轉(zhuǎn)換2. 8路單端模擬量輸入3. 可編程a/d輸入范圍，+0. 625v, +1. 25v, +2. 5, +5v, +0. 3125v4. 支持軟件出發(fā)、可編程定吋器觸發(fā)和外部觸發(fā)5. a/d轉(zhuǎn)換采用中斷方式，中

37、斷級(jí)別可通過(guò)軟件設(shè)置6. 1路模擬量輸出7. 一個(gè)12位d/a模擬輸出通道，輸出范圍0+5v或0+10v&板載16路數(shù)字量出入/輸出9. 包含各種變成語(yǔ)言的驅(qū)動(dòng)程序、脈沖校準(zhǔn)、演示及實(shí)例程序10. 包含螺絲端子板及電纜3. 3. 4. 2.特點(diǎn)1. 12位a/d轉(zhuǎn)換2. 8路單端模擬量輸入3可變成a/d輸入范圍,+0. 625v, +1. 25v, +2.5, 5v, +0. 3125v4. 支持軟件觸發(fā)、可編程定吋器觸發(fā)和外部觸發(fā)5. a/d轉(zhuǎn)換采用中斷方式，中斷級(jí)別可通過(guò)軟件設(shè)置6. 1路模擬量輸出7. 一個(gè)12位d/a模擬輸出通道，輸出范圍0+5v或0+10v&板載16路

38、數(shù)字量輸入/輸出9. 包含各種變成語(yǔ)言的驅(qū)動(dòng)程序、脈沖校準(zhǔn)、演示及實(shí)例程序10. 包含螺絲端子板及電纜3. 3. 4. 3.規(guī)格1. 模擬量輸入（a/d轉(zhuǎn)換）通道：8路單端輸入分辨率：12位輸入范圍:+0. 625v, +1.25v, +2.5, +5v,+0. 3125v,可編程轉(zhuǎn)換器：ad574或兼容轉(zhuǎn)換時(shí)間:25us （最大）精度：+1lsb非線性度：±1位放大增益：*1、*2、*4、*8或*16,軟件可編程 觸發(fā)模式：軟件觸發(fā)、定時(shí)器觸發(fā)或外部觸發(fā) 數(shù)據(jù)傳輸：輪詢(xún)方式或中斷方式過(guò)載電壓：持續(xù)±30v （最大）irq級(jí):irq2-irq72. 模擬量輸出（d/a轉(zhuǎn)換）

39、通道：1路模擬輸出分辨率：12位輸出范圍：0+5v或0+10v建立吋間：30us基準(zhǔn)電壓：內(nèi)部-5v或-10v （+0. 05v）轉(zhuǎn)換器：pm7548gp或兼容線性度:+1/2lsb輸出驅(qū)動(dòng)能力：±5ma（最大）3. 數(shù)字量輸入通道：16路電平：與ttl電平兼容輸入電壓：低電平：008v高電平：最小2v輸入負(fù)載：低電平：+0. 5v0. 4ma（最大）高電平：+2. 7v0. 05ma （最大）4. 數(shù)字量輸出通道：16路電平：與ttl電平兼容驅(qū)動(dòng)能力:低電平:（匯）8ma 0. 5v（最大） 高電平：（源）-04ma 2. 4v（最?。?. 3. 4. 4. 一般特性1. 功耗:+

40、5v500 ma （典型）,1.0a （最大）+12v 50ma （典型），100ma （最大） -12v 14ma（典型），20ma（最大）2. 工作溫度：0° 50° c （32° 122° ）3. 存儲(chǔ)溫度:-20° 65° c （-4149° f）4. 工作濕度：5%95%ri1,無(wú)凝結(jié)。5. 接口： 1個(gè)用于a/d和d/a的20心扁平電纜接口1個(gè)用于數(shù)字量輸入的20心扁平電纜接口 1個(gè)用于數(shù)字量輸出的20心扁平電纜接口6. 尺寸：155mm (l)* 100mm (ii)3. 3. 4. 5.模擬量輸入(a/d)1

41、 adc和分辨率：12位ads574或兼容芯片2通道數(shù)：路單端3最大采樣速率：35k11z (25 us轉(zhuǎn)換時(shí)間)4 輸入信號(hào)范圍:±5v, ±2. 5v, ±1.25v, ±0. 625v, ±0. 3125v,軟件可編程5過(guò)電壓保護(hù)：70v峰值至峰值6輸入阻抗：10mw7觸發(fā)模式：軟件觸發(fā)，板上可編程定吋器或外部觸發(fā)8數(shù)據(jù)傳輸：可編程控制，中斷控制9 irq級(jí)別：可編程irq 2, 3, 4,5, 6, 710外部觸發(fā)：ttl兼容數(shù)字觸發(fā)3. 3. 4. 6.數(shù)字i/o (di0)o通道數(shù)：16di通道和16d0通道o i/o特性:ttl兼

42、容3. 3. 4. 7.可編程計(jì)數(shù)器o 器件：82c54o a/d定吋觸發(fā)器：32位，帶2mh加寸基3. 3. 4. &通用規(guī)范o i/o基址：16個(gè)連續(xù)地址o i/o接口： 一個(gè)db-37插座和兩個(gè)20芯扁平電纜插座o運(yùn)行溫度：0-55°cg儲(chǔ)存溫度：-20-80 °co濕度：5-95%,無(wú)凝結(jié)o功耗：+5v 440ma典型值，500ma最大+12v60ma典型值，75ma最大o 尺寸：158mmx 108mm3.3.5.pcl711b 卡設(shè)置pcl-711b已被設(shè)計(jì)為易于使用in mind?？ǖ陌婷婺銜?huì)注意到只有一個(gè)dip開(kāi)關(guān) (sw1)，并且只有一套跳動(dòng)針(j

43、pl)o這些常常用來(lái)設(shè)定pcl-711b的基木地址，和選 擇d/a輸出電壓范圍。下面小結(jié)詳細(xì)講解這方面內(nèi)容。i/o地址選擇人多數(shù)外圍的設(shè)備和接口卡通過(guò)你的pc的i/o 口來(lái)控制。這些設(shè)備和卡應(yīng)被放置 在一個(gè)適當(dāng)i/o空間以便它們間和pcl-7ub沒(méi)有沖突。注意pcl-711b在你的pc的i/o 空間愛(ài)你使用16位連續(xù)地址位置。附錄a提供一個(gè)i/o 口地址圖供你參考。這將輔助 你為外部設(shè)備和接口卡找出一個(gè)適當(dāng)?shù)刂?。i/o 口基本地址被從6-position dip開(kāi)關(guān)屮選擇出來(lái)，sw1,板載pcl-711b。有效地 址是從0003f0 （16進(jìn)制）。出廠默認(rèn)地址設(shè)置是220。經(jīng)常性的，你可能發(fā)現(xiàn)

44、你必 須給其他設(shè)備提供其中一些空間。如果出現(xiàn)這種情況，你可以通過(guò)下面表格提供的信息 改變地址。i/o地址范圍（16 位）開(kāi)關(guān)位置(sw1)123456a9a8 a7 a6a5 a4000 00f000000100-10f01000020020f10000020121f10000022022f10000030030f1100003f03ff111111note: 0=on1=off通過(guò)a9對(duì)應(yīng)a4你的電腦的地址線。d/a范圍選擇pcl711b的輸出范圍依靠你在jumper, jp1選擇的參考電壓。參考電壓分 別被指定作為每5v或者10v, d/a輸岀范圍從0-+5v或者0-+10v.當(dāng)需要d/a

45、輸出范圍是0到5v時(shí)，吧jumper設(shè)置到5v （下面說(shuō)明有）jp1-10v-5vo o*factory default如果你的應(yīng)用程序需要一個(gè)010v的d/a輸出范圍，設(shè)置jumper 10v （參考下 面的說(shuō)明）。jp1-10v-5vnote:當(dāng)選擇了參考電壓-10v, d/a輸出最大電壓應(yīng)是+10v。雖然，可能因?yàn)槟?的pc機(jī)提供低于11.5v電壓給d/a電路本要求的+12v電壓資源，導(dǎo)致低于10vo2.1.連接針頭的分配pcl711b裝備有20針連接頭。2個(gè)連接頭在cn3和cn4位置。cn4用來(lái)數(shù) 字輸入，cn3用來(lái)數(shù)字輸出。第三個(gè)連接頭是cn1,用來(lái)模擬輸入和輸出。每個(gè)接口都能用相同

46、型號(hào)的帶狀電纜連接。也能用pclk-1050工業(yè)接線包與d37 口連接。下面是毎個(gè)接口的說(shuō)明key：a/d=模擬量輸入agnd=模擬量接地d/a=模擬量輸出d/0=數(shù)字量輸出d/i=數(shù)字量輸入dgnd=數(shù)字量接地vref參考電壓源analog i/o (cn1)a/d a/d a/d a/d a/d a/d a/d a/d d/a agnd24681011121314151617181920agnd agnd agnd agnd agnd agnd agnd agnd agnd agnddigital output(cn3)oooooooo101214dgnd + 5v13 5 7 9 11o

47、ooooooo111315 dgnd + 12vdigital input (cn4)d/i 0d/i 2d/i 4d/i 6d/i 8d/i 10d/i 12d/i 14dgnd + 5v1357913579111114 6 8 01112d/i 1d/i 3d/i 5d/i 7d/i 9d/i 11d/i 13d/i 15 dgnd strob336 指針式電感測(cè)微儀電感測(cè)微儀是一種能夠測(cè)量微小尺寸變化的精密測(cè)量?jī)x器，它由主體和測(cè)頭 兩部分組成，配上相應(yīng)的測(cè)量裝置(例如測(cè)量臺(tái)架等)，能夠完成各種精密測(cè)量。 例如，檢查工件的厚度、內(nèi)徑、外徑、橢圓度、平行度、直線度、徑向跳動(dòng)等， 被廣泛應(yīng)用于

48、精密機(jī)械制造業(yè)、晶體管和集成電路制造業(yè)以及國(guó)防、科研、計(jì)量 部門(mén)的精密長(zhǎng)度測(cè)量。目前，國(guó)內(nèi)常用的電感測(cè)微儀有指針式和數(shù)字式兩種，存 在的問(wèn)題較多，如高精度測(cè)量范圍小，零位調(diào)節(jié)不方便、功能單一和通用性差等。 它通過(guò)編制軟件實(shí)現(xiàn)儀表的高精度、智能化、多功能化，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)與使用, 已證明其精度高、操作方便、性能穩(wěn)定。其主要的技術(shù)指標(biāo)如下：(1) 測(cè)量范圍：0±30pm檔及0±500pm檔；(2) 示值誤差：0±30|jm 檔為 0.1pm, 0±500|jm 檔為 1(jm；(3) 分辨率：0±30pm 檔為 0.01pm, 0±500

49、m 檔為 0.1pm.(4) 極性：當(dāng)測(cè)量值為負(fù)時(shí)，自動(dòng)顯示為正時(shí)，無(wú)極性符號(hào)。337 機(jī)械機(jī)構(gòu)1壓電材料的驅(qū)動(dòng)原理及其位移放人機(jī)構(gòu)11壓電材料的驅(qū)動(dòng)原理以壓電材料為驅(qū)動(dòng)源的壓電式微位移機(jī)構(gòu)的研究起源于物質(zhì)逆壓電效應(yīng)的利用。壓 電材料在一定電場(chǎng)作用下，材料內(nèi)部的正負(fù)電荷中心發(fā)生相對(duì)位移.該位移導(dǎo)致介質(zhì)發(fā) 生變形.產(chǎn)生與電壓成比例的精密微小位移。其應(yīng)變與電場(chǎng)z間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可由壓電方 程，表示為：&=sd(i, =1,6, r lt2, 3j式中，i, j=l，6,分別與ryz, yz, yx, xy方向相應(yīng)；r： 1, 2. 3,分別與z,軸相對(duì)應(yīng)：&,為各方向的應(yīng)變量；s為彈性

50、柔 順系數(shù)(彈性率)；為壓電應(yīng)變常數(shù)；為應(yīng)力；為電場(chǎng)強(qiáng)度c壓電材料多利用厚度方向(方 向3)產(chǎn)牛的付移.即i=3時(shí)有：在只有單方向應(yīng)力作用吋.厚度方向電壓與位移之問(wèn)的關(guān)系為：如：saa+33在恒定承載力的作用下，應(yīng)力了 1產(chǎn)生的壓縮量為常量，則此時(shí)壓電體動(dòng)卷方程可簡(jiǎn)化為：滬厶e即當(dāng)壓電體受屯場(chǎng)作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生成比例的形變因此壓電體可以直接把電能轉(zhuǎn)換為 機(jī)械能。位移放大機(jī)構(gòu)由于壓電材料驅(qū)動(dòng)有線性好、控制方便、位移分辨率高不發(fā)熱、無(wú)噪聲、頻率響應(yīng) 高.動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，承載大.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受外界干擾小等優(yōu)越功能.能夠?qū)崿F(xiàn)給定的精密 位移。但是壓屯材料驅(qū)動(dòng)器激勵(lì)應(yīng)變量比較小，一般是300散應(yīng)變，壓電陶瓷的極限不

51、 超過(guò)700微應(yīng)變。所以，為在較低電壓下產(chǎn)生較人位移量，除采用壓電系數(shù)如犬的材料 外.大多需要位移放大機(jī)構(gòu)。目前用的較多的微位移放大機(jī)構(gòu)有雙層壓電臺(tái)成晶片機(jī)構(gòu)、疊壓式壓電冉瓷機(jī)構(gòu)、 杠桿機(jī)構(gòu)、蠕動(dòng)機(jī)構(gòu)等等。4軟件設(shè)計(jì)4.1 .visual basic語(yǔ)言程序介紹1991年，美國(guó)微軟公司推出了 visual basic(可簡(jiǎn)稱(chēng)vb),目前的最新版木 是vb 2008 (vb9)中文版。visual意即可視的、可見(jiàn)的，指的是開(kāi)發(fā)像windows操作系統(tǒng)的圖形用戶(hù)界 面(graphic user interface,gui)的方法，它不需要編寫(xiě)大量代碼去描述界面元 素的外觀和位置，只要把預(yù)先建立好的

52、對(duì)象拖放到屏幕上相應(yīng)的位置即可。basic實(shí)際上是一個(gè)短語(yǔ)的縮寫(xiě)，這個(gè)短語(yǔ)就是beginners all_purpose sy mbolic instruction code ,其中文意思為“初始者通用符號(hào)指令代碼語(yǔ)言”。visual basic 6有學(xué)習(xí)版、專(zhuān)業(yè)版和企業(yè)版三種版木，以滿(mǎn)足不同的開(kāi)發(fā)需 要。學(xué)習(xí)版適用于普通學(xué)習(xí)者及大多數(shù)使用visual basic開(kāi)發(fā)一般 windows 應(yīng)用程序的人員；專(zhuān)業(yè)版適用于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)人員，包括了學(xué)習(xí)版的全部?jī)?nèi)容 功能以及internet控件開(kāi)發(fā)工具z類(lèi)的高級(jí)特性；企業(yè)版除包含專(zhuān)業(yè)版全部的內(nèi)容 外，還有自動(dòng)化構(gòu)件管理器等工具，使得專(zhuān)業(yè)編程人員能夠開(kāi)

53、發(fā)功能強(qiáng)大的組骨 子里分布式應(yīng)用程序。visual basic是一種可視化的、面向?qū)﹀韬歪娪檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí) 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可用于開(kāi)發(fā)windows環(huán)境下的各類(lèi)應(yīng)用程序。它簡(jiǎn)單易學(xué)、效 率高，且功能強(qiáng)大可以與 windows專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具sdk相媲美。在visual basic環(huán) 境下，利用事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制、新穎易用的可視化設(shè)計(jì)工具，使用windows內(nèi) 部的廣泛應(yīng)用程序接口 （api）函數(shù)，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（dll）、對(duì)象的鏈接與嵌入（ole）、 開(kāi)放式數(shù)據(jù)連接（odbc）等技術(shù)，可以高效、快速地開(kāi)發(fā)windows環(huán)境下功能強(qiáng) 大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。隨著版本的提高，visual

54、basic的功能也越來(lái) 越強(qiáng)。5.0版以后，visual basic推出了中文版，與前個(gè)版本相比，其功能有了很 大提升。軟件界面設(shè)計(jì)1, 桌面：在啟動(dòng)時(shí)顯示，也是界面中最底層，有時(shí)也指代包括窗口、文件瀏覽器在內(nèi)的“桌 面環(huán)境”。在桌面上由于可以重疊顯示窗口，因此可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)化。一般的界面中， 桌面上放有各種應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的圖標(biāo)，用戶(hù)可以依此開(kāi)始工作。桌面與既存的文件夾 構(gòu)成里面相違背，所以要以特殊位置的文件夾的參照形式來(lái)定義內(nèi)容。比如在微軟公司 的 windows2, 視窗:應(yīng)用程序?yàn)槭褂脭?shù)據(jù)而在圖形用戶(hù)界面中設(shè)置的基本單元。應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)在窗口 內(nèi)實(shí)現(xiàn)一體化。在窗口中，用戶(hù)可以在窗口中操作

55、應(yīng)用程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理、生成和 編輯。通常在窗口四周設(shè)有菜單、圖標(biāo)，數(shù)據(jù)放在中央。在窗口中，根據(jù)各種數(shù)據(jù)/應(yīng)用程序的內(nèi)容設(shè)有標(biāo)題欄，一般放在窗口的最上方，并 在其中設(shè)有最大化、最小化（隱藏窗口，并非消除數(shù)據(jù)）、最前面、縮進(jìn)（僅顯示標(biāo)題欄） 等動(dòng)作按鈕，可以簡(jiǎn)單地對(duì)窗口進(jìn)行操作。單一文件界面（single document interface）:在窗口中，一個(gè)數(shù)據(jù)在一個(gè)窗口內(nèi)完成的方式。在這種情況下，數(shù)據(jù)和顯示窗口的 數(shù)量是一樣的。若要在其他應(yīng)用程序的窗口使用數(shù)據(jù)，將相應(yīng)生成新的窗口。因此窗口 數(shù)量多，管理復(fù)雜。多文件界面(multiple document interface):在一個(gè)窗口z

56、內(nèi)進(jìn)行多個(gè)數(shù)據(jù)管理的方式。這種情況下，窗口的管理簡(jiǎn)單化，但是 操作變?yōu)殡p重管理。標(biāo)簽：多文件界面的數(shù)據(jù)管理方式屮使用的一種界面，將數(shù)據(jù)的標(biāo)題在窗口屮并 排，通過(guò)選擇標(biāo)簽標(biāo)題顯示必要的數(shù)據(jù)，這樣使得接入數(shù)據(jù)方式變得更為便捷。上述中，多文件界面主要是微軟視窗系統(tǒng)采用。而在其他環(huán)境中，通常多是單文件 界面，所以無(wú)所謂單一/多文件界面的稱(chēng)呼問(wèn)題。3, 菜單將系統(tǒng)可以執(zhí)行的命令以階層的方式顯示出來(lái)的一個(gè)界面。一般置于畫(huà)面的最上方 或者最下方，應(yīng)用程序能使用的所有命令幾乎全部都能放入。重要程度一般是從左到右, 越往右重要度越低。命定的層次根據(jù)應(yīng)用程序的不同而不同，一般重視文件的操作、編 輯功能，因此放在最左邊，然后往右有各種設(shè)置等操作，最右邊往往設(shè)有幫助。一般使 用鼠標(biāo)的第一按鈕進(jìn)行操作。即時(shí)菜單與應(yīng)用程序準(zhǔn)備好的層次菜單不同，在菜單欄以外的地方，通過(guò)鼠標(biāo)的第二按鈕調(diào) 出的菜單稱(chēng)為“即時(shí)菜單”。根據(jù)調(diào)出位置的不同，菜單內(nèi)容即時(shí)變化，列出所指示的 對(duì)象目前可以進(jìn)行的操作。4