LabVIEW超声电机多参数测试方法研究(2)
3.2 数据采集系统的软件设计 16
3.2.1 数据采集程序的设计 16
3.2.2 数据采集卡的参数设置程序 18
3.2.3 主程序的设计 20
3.3 转速、转角测试系统的软件设计 22
3.4 转矩测试系统的软件设计 26
3.5 本章小结 28
4 实验分析 29
4.1 超声电机转速测试的实验数据分析 29
4.2 超声电机转角测试的实验分析 31
4.3 重复定位精度测试的实验数据分析 32
4.4 转矩测试的实验数据分析 32
4.5 电机正反转的实验分析 33
4.6 本章小结 34
结论 35
致谢 36
参考文献 37
1 绪论
1.1 引言
超声电机是一种在新的应用背景下催生出来的全新原理和结构的电机，它利用压电陶瓷的逆压电效应使定子表面产生椭圆运动，进而与转子表面产生摩擦耦合，将振动能转换成转子的动能。因其驱动电压频率大于20KHz，故称其为超声电机。
与传统电磁电机相比，超声电机具有：响应快、定位精度高、不受磁场干扰、噪声小、断电自锁、转矩大等优点[1]。因此，超声电机技术及受关注，在20世纪末期得到了快速发展。超声电机在精密仪器、航天航空、汽车、微型机械、军事、生物医疗器等方面的应用，已经取得了令人瞩目的成就[2]。
1.2 本课题研究的目的及意义
本课题的主要研究目的是应用虚拟仪器和各类传感器构建一套超声电机多参数测试系统，用以测试超声电机的各项性能，包括转速、转矩、重复定位精度、旋转角度，以及进行正反转判定。以此改善传统电机测试过程中电压波动、频率漂移、读数误差等种种原因造成的测量误差所导致的数据重复性差，精确度低等问题[3]。
本课题紧密贴合目前超声电机研究的需求，使用虚拟仪器作为超声电机参数测试的采集和分析系统，提高了数据采集效率，减少了外围采集电路，从而减少了产生误差的因素，具有非常强的应用价值。
1.3 本课题的研究现状
1.4 本课题的研究内容
本课题旨在改善传统电机参数测试系统存在的受环境因素影响大、操作繁琐等缺点，引入虚拟仪器技术及PXI设备，实现在测试过程中完成数据的采集、储存、分析和处理。本课题的主要研究内容有：
（1）设计超声电机多参数测试系统的组成设备，对各个设备的作用、性能进行深入了解。
（2）应用PXI设备和LabVIEW图形化编程软件编写系统的测试软件，实现信号的采集、存储、分析和处理。
（3）对超声电机进行转速测试。
使用光电编码器作为外围传感器，通过PXI设备采集光电编码器输出的信号，再由数据处理程序对数据进行脉冲计数。根据采样时间与脉冲数，计算得到电机转速。测出不同的驱动频率对应的电机转速，最后将两者的对应关系拟合成曲线。
（4）对超声电机进行旋转角度测试，并测试其重复定位精度。
使用光电编码器作为外围传感器，通过PXI设备采集光电编码器输出的信号，再通过数据处理程序对采集到的数据进行脉冲计数，根据光电编码器旋转角度与输出脉冲数的关系测得电机旋转角度，并对同一角度进行多次测量计算电机重复定位精度。