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液压缸CAT测试系统误差的分析

作　者: 衡保利
导　师: 赵宏强
学　校: 中南大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 误差分析传感器标定 MATLAB 误差修正
分类号: TH137.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来我国的液压元件、组件制造产业蓬勃发展,产能大幅度地提高,但性能与可靠性方面与国外的同类产品相比还有相当大的差距。设计和制造过程中对元件、组件的性能参数进行自动化和高精度的测试分析,就成为了非常关键的环节。由于目前针对液压计算机辅助测试(CAT)系统的测试误差评价体系还很不完善,因此对液压计算机辅助测试系统误差的研究是一项非常有意义的工作。本文在研究液压缸CAT系统总体结构和误差理论的基础上,对液压缸CAT系统的测试误差进行了详细描述；深入研究了系统各部分的误差组成和来源,进而总结出系统的误差传递方式和误差构成公式。然后分析出误差形成的主要原因：外界各种干扰、传感器等元件自身的测试精度的限制和测试环境等因素的影响。针对这些原因本文采取以下措施来减小测试误差：1.深入研究了数据采集的硬件结构、软件开发关键技术、系统抗干扰措施,以保证基本的测试精度。2.提出了一种改善传感器误差和温度漂移的方法,并开发了一种基于MATLAB和VB混合编程技术的传感器静态自动标定系统。使传感器的使用精度提高了约30%,同时简化标定流程,提高标定效率。3.采用面向实际应用的自动测试系统校准方法,建立系统误差的模型,获得系统误差校正系数k的函数,利用软件的方法实现自动测试系统总误差修正。修正后使测试精度有大幅度的提高。4.通过实例研究,将本文研究成果应用到工程实际测试中去,在液压缸的最低起动压力测试精度标准达到国家标准B级精度。测试总误差比修正前有明显减小。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-15
  1.1 液压CAT技术的发展现状和趋势  8-9
    1.1.1 液压CAT技术的特点及应用现状  8-9
    1.1.2 液压CAT技术的发展趋势  9
  1.2 虚拟仪器技术  9-12
    1.2.1 虚拟仪器的概念与特点  9-10
    1.2.2 虚拟仪器结构分析  10-11
    1.2.3 典型虚拟仪器测试系统  11
    1.2.4 虚拟仪器的研究现状和发展前景  11-12
  1.3 液压测试台误差分析研究现状  12-13
  1.4 论文研究目的和意义  13
  1.5 论文主要研究内容和研究方法  13-15
    1.5.1 论文研究内容  13-14
    1.5.2 论文研究方法  14-15
第二章基于虚拟仪器的液压缸CAT测试系统的设计  15-26
  2.1 液压缸测试台概述  15-16
    2.1.1 测试项目介绍  15-16
    2.1.2 液压油源介绍  16
  2.2 液压缸CAT测试系统总体设计方案  16-18
    2.2.1 基于虚拟仪器的液压缸CAT系统功能介绍  16-17
    2.2.2 液压缸CAT系统结构及硬件功能  17
    2.2.3 本测试系统主要硬件组成  17-18
  2.3 测试系统软件设计  18-22
    2.3.1 液压缸测试台软件结构与功能  18-21
    2.3.2 液压缸CAT系统控制过程实现  21-22
  2.4 系统软件开发的关键技术  22-25
    2.4.1. 柔性测试界面设计  23
    2.4.2 数据处理  23-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章测试系统误差的分析与处理  26-42
  3.1 液压缸CAT系统误差来源分析  26-31
    3.1.1 液压缸测试台液压站误差分析  27-28
    3.1.2 传感器的误差分析  28-30
    3.1.3 数据采集和数据处理的误差分析  30-31
  3.2 误差的传递与合成  31-36
    3.2.1 系统误差的传递  31
    3.2.2 测试误差模型的建立  31-33
    3.2.3 测试误差合成理论  33-36
  3.3 误差处理  36-41
    3.3.1 随机误差处理的实验研究  36-41
    3.3.2 系统误差处理  41
  3.4 本章小结  41-42
第四章测试系统的误差修正与自校准  42-55
  4.1 传感器的静态现场标定方法研究  42-48
    4.1.1 标定的数学原理  42-44
    4.1.2 标定系统实现  44-48
  4.2 测试误差的软件修正研究  48-53
    4.2.1 软件误差修正的原理  49-50
    4.2.2 软件误差修正的实现  50-53
  4.3 本章小结  53-55
第五章液压缸CAT系统测试误差的实例研究  55-66
  5.1 压力传感器标定系统实验验证  55-59
    5.1.1 实验目的  55
    5.1.2 实验设备  55
    5.1.3 实验步骤  55-56
    5.1.4 实验结果及分析  56-59
  5.2 液压缸最低起动压力测试误差的实例分析  59-65
    5.2.1 测试方案  59-61
    5.2.2 关键元器件误差分析  61-62
    5.2.3 压力测试子系统的虚拟仪器的系统误差合成  62
    5.2.4 测试系统误差合成结果的分析  62-65
  5.3 本章小结  65-66
第六章总结及展望  66-68
  6.1 总结  66
  6.2 展望  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读硕士期间主要研究成果  73

液压缸CAT测试系统误差的分析

内容摘要

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