基于虚拟仪器技术小试件材料弹性常数测试系统的开发

Author(s):
晓玲 魏 - 北京工业大学机电学院
存富 何 - 北京工业大学机电学院
国荣 宋 - 北京工业大学机电学院

Industry:
ATE/Instrumentation, Machines/Mechanics, Basic Materials - Steel/ Lumber/ Construction

Products:
Software, Modular Instruments

The Challenge:
如何应用超声浸水技术，开发一套自动测量设备，以实现小试件材料弹性常数精密测量。要求该系统提高测量系统的灵活性并节约测量时间且易于开发、升级、维护。

The Solution:
使用NI PXI-8186嵌入式控制器为核心的控制和测试系统。利用LabVIEW软件平台开发了小试件材料弹性常数自动测试软件，系统利用 NI PXI-7344运动控制卡控制四轴运动平台精密移动，超声发生仪实现超声传感器脉冲信号的激励、接收，利用NI PXI-5112数字化仪采集回波信号，并分析处理测试数据。

简介:

材料弹性常数的测试对于评价材料的力学性能是特别重要的，尤其对于一些新材料更是这样。以块体纳米材料为例，因受到材料制备技术和工艺的限制，制备大尺寸块体纳米材料存在很大困难。常规的测试材料弹性常数的方法，如力学性能破坏试验，不适用于测定小尺寸纳米材料。本文针对小尺寸材料弹性常数的测定问题，基于超高频声学显微镜技术的思路，采用柱面线聚焦PVDF探头，同时测定纵波和瑞利波的波速，利用纵波和瑞利波波速来间接计算材料的弹性常数。

基于上述分析，构建了以NI PXI-8186嵌入式控制器为核心的小试件材料弹性常数虚拟仪器自动测试系统。随着现代软件和硬件技术的飞速发展，仪器的智能化和虚拟化已经成为未来发展的方向。近年来，以VXI、PXI总线测试系统为代表的虚拟仪器测试系统日益成为测试领域的关注焦点。虚拟仪器概念的出现是对传统仪器的重大突破， “软件就是仪器”彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，利用PC机强大的图形环境，建立图形化的虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据采集等功能。

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晓玲 魏
北京工业大学机电学院

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