锥面活塞环锥度方向识别仪数据采集及控制系统的研究
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摘要
活塞环是内燃机、发动机的重要零件，检测项目繁多，检测仪器多为专用。锥面活塞环锥度方向识别仪就是用于检测重叠在一起的一组环中其中每一环的锥度值且辨别其方向的一种专用仪器，本论文重点研究了该仪器的数据采集及控制系统。
文章首先介绍了仪器数据采集及控制系统的发展现状以及硬件电路系统设计的几种结构，探讨了系统不同结构的特点和局限。在阐述锥面活塞环锥度方向识别仪的基本测量原理及其整个系统设计思路的基础上，进一步确定了该仪器的数据采集及控制系统为PC仪器。然后，针对调频式电感传感器在过去使用中遇到的技术难题，对该类传感器数据采集及微机接口电路进行了集成化研究，采用可编程逻辑器件技术设计出了高性能的仪器数据采集及控制系统的硬件电路系统，最后编制了测量软件且进行了一系列验证系统性能的测量实验。经实验验证，所设计的电路系统不仅能达到预期的设计目标，此外其设计思想对任何只要输出是频率信号的传感器的使用都具有积极的参考价值。
Piston ring is an important part of internal-combustion engines. There are many items need to be measured,and each item is detected mostly by special instrument. The taper piston ring conic degree measuring instrument is a kind of special instrument that measures the conic degree of each one amongst a group of superposing piston rings,and the research on data acquisition and control system of this instrument is the key point of this thesis.
In this thesis,the development of the data acquisition,control system and hardware design are introduced first. The characteristics and limitations of them with different structure and principle are studied. Based on the study the author expounded the basic measuring principle and structures of the taper piston ring conic degree measuring instrument,this instrument is confirmed to be a PC based instrument. Then,with considering the technical problem that existed in the applying process of the frequency modulation inductance sensor,the integration of the data acquisition circuitry and interface circuitry of this kind of sensor have been studied and the circuitry system with better performance using PLD has been developed. At the end of this thesis,the measuring software and some experiments that tests the whole system are introduced. The experiment result indicates that the circuit system has achieved the expected design goals. Furthermore the circuit system is valuable for designing the data acquisition and
control system for any frequency modulation sensor.
文章首先介绍了仪器数据采集及控制系统的发展现状以及硬件电路系统设计的几种结构，探讨了系统不同结构的特点和局限。在阐述锥面活塞环锥度方向识别仪的基本测量原理及其整个系统设计思路的基础上，进一步确定了该仪器的数据采集及控制系统为PC仪器。然后，针对调频式电感传感器在过去使用中遇到的技术难题，对该类传感器数据采集及微机接口电路进行了集成化研究，采用可编程逻辑器件技术设计出了高性能的仪器数据采集及控制系统的硬件电路系统，最后编制了测量软件且进行了一系列验证系统性能的测量实验。经实验验证，所设计的电路系统不仅能达到预期的设计目标，此外其设计思想对任何只要输出是频率信号的传感器的使用都具有积极的参考价值。
Piston ring is an important part of internal-combustion engines. There are many items need to be measured,and each item is detected mostly by special instrument. The taper piston ring conic degree measuring instrument is a kind of special instrument that measures the conic degree of each one amongst a group of superposing piston rings,and the research on data acquisition and control system of this instrument is the key point of this thesis.
In this thesis,the development of the data acquisition,control system and hardware design are introduced first. The characteristics and limitations of them with different structure and principle are studied. Based on the study the author expounded the basic measuring principle and structures of the taper piston ring conic degree measuring instrument,this instrument is confirmed to be a PC based instrument. Then,with considering the technical problem that existed in the applying process of the frequency modulation inductance sensor,the integration of the data acquisition circuitry and interface circuitry of this kind of sensor have been studied and the circuitry system with better performance using PLD has been developed. At the end of this thesis,the measuring software and some experiments that tests the whole system are introduced. The experiment result indicates that the circuit system has achieved the expected design goals. Furthermore the circuit system is valuable for designing the data acquisition and
control system for any frequency modulation sensor.
引文
[1] 中国农机化报，我国活塞环行业现状与发展展望。2000．11．29
[2] 《互换性与技术测量》廖念钊，古莹菴，莫雨松，李硕根，兴骏 编著 中国计量出版社，1995
[3] 于美丽，许春兰，宋金成。外圆锥锥度的高效精密检测。制造技术与机床。2000
[4] 《智能仪器原理及应用》赵茂泰 编著 电子工业出版社，1999，5
[5] 《Windows环境下软硬件接口技术》李圣怡，戴一帆，王宪平，罗兵，彭小强 编著 国防科技大学出版社，2001
[6] 赵世平，胥尚焜，田贵云。测量活塞环外圆轮廓的新方法。工具技术。1997
[7] 《气体润滑技术》党根茂 主编 东南大学出版社。1986
[8] 《流体静压支承设计》丁振乾 编上海科技大学出版社
[9] 吴学铜，赵世平，高政。复杂可编程器件在位移测量系统中的应用。传感器技术。2002
[10] 《电子设计自动化(EDA)教程 王锁萍，龚建荣，张豫滇，卢庆利，王玉秀 编著电子科技大学出版社，2000，4—6
[11] 《CPLD技术及其应用》宋万杰，罗丰，吴顺君 编著 西安电子科技大学出版社，2000
[12] 《实用计算方法》．张善杰、唐汉、高瑞章 编．南京大学出版社．1998
[13] 《数值分析》李庆扬，王能超，易大义编 华中理工大学出版社，2000，5
[14] 《神经网络理论及其应用》，程秉铮，张百灵等编著，华南理工大学出版社，1995
[15] 《几何量精密测量技术》武晋燮 主编．哈尔滨工业大学出版社．1991
[16] 《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》候伯亨，顾新编 西安电子科技大学出版社，1999
[17] 《几何量测量》童竞 主编，机械工业出版社
[18] 《误差理论与精度分析》毛英泰 主编，国防工业出版社
[19] 《精密仪器结构设计手册》张善锤 编，机械工业出版社．1993
[20] www.fpga.com.cn
[21] 《仪器精度设计》郑文学 编，兵器工业出版社
[22] 《精密仪器电路》张国雄 编著，机械工业出版社
[23] 《精密测试技术》花国梁 编，清华大学出版社．1986
[24] 《闭式气浮导轨的理论分析与实验研究》，清华大学学报，第27卷
[25] (美)Eugene Olafsen,Kenn Scribner,K.David White 等著；王建华、陈一飞、张焕生等译．《MFC Visual C++6编程技术内幕》．机械工业出版社，1999
[26] 《微型计算机数据采集与处理》张如洲 编，北京工业学院出版社，1987
[27] 《电子技术基础—数字部分》康华光 主编，高等教育出版社，1996
[28] 《电路设计与制版—Protel 99高级应用》老虎工作室 赵晶 编著，人民邮电出版社，2001
[29] 《Protel 99仿真与PLD设计》清源计算机工作室编著，机械工业出版社，2000
[30] Altera digital book 2001
[31] 《现代计算机接口技术》洪志全，洪学海 主编，电子工业出版社，2000
[32] 《Visual C++面向对象与可视化程序设计》黄维通 编著，清华大学出版社，2001
[33] 《测控仪器设计》浦昭邦，王宝光，施涌潮，刘文文，赵辉，王代华 编，机械工业出版社，2001
[34] 《新编传感器原理、应用、电路祥解》方佩敏 编，电子工业出版社，1994
[35] 候同强，刘和平。FPGA与CPLD器件的特点与应用。电子与自动化。2000，2
[36] 唐炜，顾金凤。数字式涡流传感器的研究。传感器技术。2001
[37] 李宗华，徐欣，卢启中，周一宇。信号处理中高速计数器的设计及FPGA实现。电子技术应用。1999
[38] 《神经网络原理及其应用》，程相君等编著，国防工业出版社，1995
[39] 《人工神经元设计导论》，胡上序，程翼宇 编著，科学出版社，1994
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[33] 《测控仪器设计》浦昭邦，王宝光，施涌潮，刘文文，赵辉，王代华 编，机械工业出版社，2001
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[37] 李宗华，徐欣，卢启中，周一宇。信号处理中高速计数器的设计及FPGA实现。电子技术应用。1999
[38] 《神经网络原理及其应用》，程相君等编著，国防工业出版社，1995
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