（光学工程专业论文）车载光学设备振动测量与数据分析系统.pdf

西华大学学位渊删 ! v 1 7 5 0 2 s 5 弧 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导：覃的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 搿排糌乞黼、) 游雌乞口。毪宇 日期： 沙卜6 ) 日期 讥_ “ 西华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西 华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。( 保密的论文在解 密后遵守此规定) 兰翼乎文作者签名：蒡退 嘲： 圳以、弋 指导教师签名： 日期 凫凇 1 口以t1 j 西华大学硕士学位论文 摘要 道路运输过程中，由各种因素引起的汽车振动，对车载光学设备的正常使用有很大 影响，必须加装减振装置来降低振动冲击。为了评价减振装置的性能，需要对减振前后 的振动信号加以采集并进行分析。 为此，本文开发了一套车载光学设备振动测量与数据分析系统。系统以四川拓普便 携式数据采集器u d a q l 0 0 1 6 及加速度传感器为硬件，采用m a t l a b 和v i s u a lb a s i c ，配 以m a t r i x v b 和m a t l a b 组件生成器c o m b u i l d e r 进行软件开发。 振动测量部分包括传感器标定、采集卡配置、信号采样与显示和数据保存等。数据 保存提供两种格式文件输出t x t 和m a t ，连续采样可以自动保存，信号数据可以实 现在m a t l a b 的f i g u r e 窗口显示。 数据分析包括时域分析和频域分析。时域分析包括信号波形显示、预处理和滤波； 频域分析包括f f t 幅值谱分析、自功率谱密度估计、互功率谱密度估计和系统频率响应 估计。谱分析之前首先对m a t l a b 中的w e l c h 法谱估计函数进行分析，提出改进措施，然 后采用w e l c h 法进行谱分析，对自谱分析和f f t 幅值谱分析提供数据文件批处理功能， 提高了试验数据的处理速度。 本车载光学设备振动测量与数据分析系统已投入使用。在对g w f 2 6 5 l 陆用无谐振 峰减振器进行的试验台低频振动试验中，将试验数据分别采用本数据分析系统和o r i g i n 软件进行处理比较，结果表明本系统的分析结果是正确的。另外还对减振装置进行了不 同路面的道路试验，并使用本数据分析系统对试验数据进行了分析，最后对；或振器性能 的改进提出了合理的建议。 关键词：振动测试；数据采集；信号分析； 车载走学设各振动灏量与数据分析系统 a b s t r a c t t h ev e h i c l ev i b r a t i o n ，w h i c hi sc a u s e db x v a r i o u sf a c t o r sd u r i n gt h e p r o c e s so ft r a n s p o n ， h a sa g r e a ti n f l u e n c eo nt h eo n - b o a r do p t i c a le q u i p m e n t t h e ni t sn e c e s s a r yt ou s et h ed a m p i n g d e v i c e i no r d e rt oe v a l u a t et h ep e r f o r m a n c eo ft h ed a m p i n gd e v i c e ，t h ev i b r a t i o ns i g n a lb e f o r e a n da f t e rd a m p i n gs h o u l dt ob ec o l l e c t e da n d a n a l y z e d f o rt h i s p u r p o s e ，t h i sp a p e rh a sd e v e l o p e das e to fv i b r a t i o nm e a s u r e m e n ta n dd a t a a n a l y s i ss y s t e m u d a q l 0 0 1 6o fs i c h u a nt o p o l o g y sa n da e e e l e r o m e t e r sa r eu s e df o rt h e h a r d w a r e ，t h ev i b r a t i o nm e a s u r e m e n ta n dd a t aa n a l y s i ss y s t e mu s e st h es o f t w a r eo fm a t l a ba n d v i s u a lb a s i ct od e v e l o p ，p a i r e dw i t hm a t r i x v ba n dm a t l a b sc o m p o n e n tg e n e r a t o rw i t ht h e n a m ei sc o m b u i l d e r t h ep a r to fv i b r a t i o nm e a s u r e m e n ti n c l u d es e n s o rc a l i b r a t i o n ，c o n f i g u r a t i o n ，s i g n a l s a m p l i n g ，d i s p l a ya n dd a t as t o r a g e t w of o r m a t eo ff i l ei so f f c r r e df o ro u t p u t t h es y s t e mc a l l a u t o m a t i c a l l ys a v ed a t aw h e ni ti ss a m p l i n gc o n t i n u o u s l y n l es i g n a lf i g u r ec a nb es h o w ni n m a t l a b t h ep a r to fd a t aa n a l y s i si n c l u d et h et i m ed o m a i na n a l y s i sa n dt h ef r e q u e n c yd o m a i n a n a l y s i s t h et i m ed o m a i na n a l y s i sh a st h r e ei t e m s ：t h es i g n a ld i s p l a y , p r e p r o c e s s m e n ta n d f i l t e r i n g ；t h ef r e q u e n c yd o m a i ni n c l u d e sa m p l i t u d eo ff f t ，p s d ，c r o s sp s da n df r e q u e n c y r e s p o n s ee s t i m a t i o n b e f o r es p e c t r u ma n a l y s i ss o m e t h i n gi su s e dt oi m p r o v et h ef u n c t i o no f w e l c hi nm a t l a b 1 1 1 ed a t aa n a l y s i ss y s t e mc a nd e a lw i t ha l lc h a n n e l s d a t af o rt h ef f ta n dp s d e v e r yt i m e t h u st h ee f f i c i e n c yi se n h a n c e dm - e a t l y t h eo n - b o a r do p t i c a le q u i p m e n tv i b r a t i o nm e a s u r e m e n ta n dd a t aa n a l y s i ss y s t e mh a s a l r e a d yb e e np u ti n t ou s e d u r i n gt h el o wf r e q u e n c yv i b r a t i o nt e s to ft h ei s o l a t o r ，b o t ht h e s o f t w a r eo fo r i g i na n dt h eo n ed e x e l o p e db yt h i sp a p e ra r eu s e dt oa n a l y z et h ed a t a , a n dt h et w o r e s u l t sa r ea l m o s ts i m i l a r t h i si sa p o w e r f u lp r o o ft op r o v e t h a tt h eo n - b o a r d o p t i c a le q u i p m e n t v i b r a t i o nm e a s u r e m e n ta n dd a t aa n a l y s i ss y s t e mi sc o r r e c t t e s to ns e v r a ld i f f e r e n tl o a di sd o n e t oe v a l u a t et h ed a m p i n gc h a r a c t e ro ft h e s ed a m p i n ge q u i p m e n t b ya n a l y z i n gt h ed a t a c a r e f u l l y , s o m er e a s a b l es u g g e s t i o ni sp u tu pt oi m p r o v e t h ei s o l a t o r k e yw o r d s ：v i b r a t i o nt e s t i n g ，d a t aa c q u i s i t i o n ，s i g n a la n a l y s i s 西华大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 1 绪论1 1 1 论文的研究背景和意义1 1 2 国内外振动测量及分析系统的现状2 1 3 本文课题背景和主要内容3 1 4 本章小结3 2 系统整体设计4 2 1 系统整体设计方案4 2 2 系统硬件平台5 2 2 1 便携式数据采集器u d a q l 0 0 1 6 5 2 2 2 微机械加速度计x w - m s 8 0 1 0 c 和x w - m s 8 0 3 0 c 6 2 2 3 压电式加速度传感器s d l 4 n 1 4 和s d l 4 n 1 6 7 2 3 系统软件设计平台8 2 3 1v i s u a lb a s i c 8 2 3 2m a t l a b 及c o m b u i l d e r 组件生成器8 2 3 3 m a t r i x v b 8 2 3 4v c + + 和m i c r o s o f t n e tf r a m e w o r k2 o 9 2 4 软件结构9 2 5t d e c a p i 应用程序接口9 2 5 1t d e c a p i 动态库概述9 2 5 2 t d e c a p i 主要函数及用法1 0 2 6 本章小结il 3 数据采集1 2 3 1 标准模块建立1 2 3 2 数据采集实现：1 3 3 2 1 软件主界面设计1 3 3 2 2 工程标定设计1 5 3 2 3 采集卡配置设计1 6 3 2 4 数据采集1 9 3 2 5 数据文件输出2 1 3 2 6 通道信号数据显示2 5 3 2 7 定时器及主窗体加载子程序2 9 3 3 本章小结3 0 4 信号分析3 1 4 1c o m 概述、c o mb u i l d e r 配置及制作c o m 步骤3 1 4 2 数字信号处理的几个概念3 4 4 2 1 截断、泄漏和窗函数的概念3 4 i i i 车载光学设备振动测量与数据分析系统 4 2 2 常用的窗函数3 4 4 2 3 常用滤波器3 5 4 2 4 平均与重叠3 6 3 数据分析窗口3 6 4 3 1 数据文件打开3 6 4 3 2 单通道分析项目3 7 4 3 3 双通道分析项目4 6 4 3 4 数据批处理4 9 4 4 本章小结5 0 5 减振器性能试验5 1 5 1g w f - 2 6 5 l 陆用无谐振峰减振器试验5 1 5 1 1 试验目的和方法5 1 5 1 2 试验条件5 1 5 1 3 试验数据5 2 5 1 4 试验分析5 3 5 2 减振装置试验5 5 5 2 1 试验目的和方法5 5 5 2 2 试验条件5 5 5 2 3 试验数据、谱图及频响图5 5 5 2 4 试验分析5 9 5 3 试验总结6 0 5 4 本章小结6 0 结论6 l 参考文献6 2 攻读硕士学位期间学术论文及科研情况6 4 致谢6 5 i v 西华大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 论文的研究背景和意义 在科技飞速发展的今天，高性能的光学仪器设备越来越多的投入使用，在某些领域， 为了提高仪器的机动性，光学设备被装备在道路运输车辆上，并加装减振装置保障其正 常工作，为了弄清楚振动信号的频谱分布和减振器的减振效果，就需要对减振前后的振 动信号加以采集并进行必要的分析。 振动信号的变化快、频带宽，对信号分析的精度和速度的要求不断提高，传统模拟 式分析仪己不能满足要求，现代动态信号分析仪的出现弥补了这一缺陷，它采用数字方 式实现谱分析，其核心是离散傅立叶变换，2 0 世纪6 0 年代中期快速傅立叶变换( f f t l 的出现开辟了动态信号分析的新纪元。随着f f t 算法的提出和应用，以f f t 硬件为核 心的分析仪得到广泛使用，大大提高了分析速度，被广泛的应用于数据处理和振动控制 中。最先出现的多是专用的硬件式数字处理机，具有代表性的主要有：日本三荣公司的 7 t 0 8 5 、7 t 1 7 5 ，h p 公司的h p 5 4 5 1 c 、h p 5 4 2 3 a 等l 。 计算机技术的迅速发展，带动了以计算机和软件技术为核心的虚拟仪器( v 1 ) 的发展， 虚拟仪器的概念是美国国家仪器公司( n i ) 于1 9 8 6 年提出的，虚拟仪器技术是把计算 机技术与仪器技术有机地结合起来，通过数据采集卡( 板) 对信号进行数字离散化采样， 再通过各种总线( 如u s b 、p x i 、p c i 、i s a 、4 8 5 、2 3 2 等) 传送到计算机上，充分利用 计算机资源由软件完成信号的存储、分析、显示等功能，已成为测试领域的热点，是测 试技术走上信息化、集成化以及模块化、系列化、标准化的重要标志。被誉为2 1 世纪 的测试仪器，成为测试仪器发展的趋势。 国外对虚拟仪器研究最多的是美国。它是虚拟仪器的诞生地，也是全球最大的虚拟 仪器制造国和出1 2 国。生产虚拟仪器的主要厂家有n i 公司、a g i l e n t 公司、t e k t r o n i x 公 司等，迄今为止，虚拟仪器已经经历了g p i b 总线、基于p c 机的数据采集卡( p c - - d a q ) 、 v x i 总线三种典型标准体系结构。1 9 9 7 年，n i 公司发布了种全新的开放性、模块化 仪器总线规范p x i ，成为一种主流的虚拟仪器测试平台。同时出现了一系列用于虚拟仪 器产品开发的图形化编程环境，如n i 的l a b v i e w 和l a b w i n d o w s c 、a g i l e n t 的v e e 、 t e k t r o n i x 的e z t e s t 和t e k - t n s 等。 从2 0 世纪9 0 年代中期至今，我国对虚拟仪器的研究也获得了诸多成绩。许多厂家 和科研单位纷纷开发出性能良好的虚拟测试仪器。如清华大学应用虚拟技术构建的用于 检测汽车发动机性能的出厂检测系统；哈尔滨工业大学推出自己的“仪器王 虚拟仪器 车载光学设备振动测量与数据分析系统 系统；东方振动和噪声技术研究所研制出可实现一机多功能、多用途的i n v 系列虚拟仪 器；重庆大学测试中心成功解决了文件难以有序交换的制约，把多种测试仪器的功能、 技术参数和精室垄标奠成在功能软件库中，用户只需把装有程序的软盘和一个手掌大的 硬卡分别插入计算机的软驱和总线，就能在计算机中实现被集成仪器的各种功能。另外， 浙江大学、电子科技大学、同济大学、上海交通大学、河北工业大学、上海仪器仪表所、 中科泛华电子科技公司、陕西海泰电子公司等一批高校和高科技公司也正在不断进行虚 拟仪器的研究和应用，他们在引进和消化美国n i 公司和a g i l e n t 公司产品方面做了一系 列有益的工作，并取得了较好的成裂2 1 。 目前信号分析技术的发展目标是：在线实时能力的进一步提高，分辨能力和精度的 提高，专用机结构小型化、性能标准化、价格低廉化【引。 1 2 国内外振动测量及分析系统的现状 振动测试技术自2 0 世纪初发展至今，经过几代科技工作者的探索正逐步走向完善， 测试分析仪器也在不断的发展成熟，现代化的测试方法不断出现，测试理论也在逐步发 展。从最初的机械式测振仪，到今天，f f t 分析仪、结构动力学分析软件、虚拟仪器已 在广泛使用。 振动信号数据分析方法的发展大体经历了傅里叶变换、短时傅里叶变换、快速傅里 叶变换以及小波和小波包变换的过程。 18 2 2 年傅里叶提出了“热传导解析理论 ，此后傅里叶变换一直是信号处理领域中 应用最广泛的一种手段，其实质是把信号的波形分解成不同频率的正弦波的叠加和，其 标准基是由正弦波及其高次谐波组成，但连续傅立叶变换不能应用计算机技术，直到离 散傅立叶变换d f t 的出现，才使得傅里叶变换得到广泛的应用。 g a b o r 在1 9 4 6 年提出了著名的g a b o r 变换，后来发展为短时傅里叶变换，它先将时 间信号加时间窗，然后滑动时间窗进行傅里叶变换，得到信号的短时谱。实际应用中， 时间窗函数一旦确定，则时间分辨率和频率分辨率就会确足，故它不适合分析频率高低 变化的信号，更适合于准稳态信号分析。 1 9 6 5 年，c o o l e y 和t u k e y 提出了离散傅里叶变换的快速算法f f t ，大大加快了谱 分析速度，不过它要求数据有严格意义上的周期性和平稳性，同时还要求系统具有线性 特征，因此它只适合用于稳态信号的分析，不适合非稳态信号的分析1 4 。 2 0 世纪8 0 年代初法国地球物理学家m a r l e t 提出了小波变换( w a v e l e t t r a n s f o r m ) 的概 念，随后又出现了小波包的概念及算法，到目前为止，小波变换仍然是非平稳随机信号 分沂最有效的方法之一。小波变换没有从根本上摆脱傅里叶分析的局限，小波基的有限 长会造成能量泄漏，小波包虽比小波变换更有优越性，但它仍具有小波分析法的不足。 2 西华大学硕士学位论文 1 9 9 8 年，美籍华人n o r d e neh u a n g 等提出了希尔伯特一黄变换( h i l b e r t - - h u a n g t r a n s f o r m ) 的信号处理方法，是近年来对以傅里叶变换为基础的线性和稳态谱分析的一 个重大突破。该方法首先对一个信号进行平稳化处理，即将时间信号经过经验模态分解 ( e m p i r i e a lm o d ed e c o m p o s i t i o n ，简称e m d ) ，使真实存在的不同尺度波动或趋势逐级分 解出来，产生一系列具有不同特征尺度的数据序y o ( 每个序列称之为一个固有模态函数 i n t r i n s i cm o d ef u n e t i o n ，简称蹦f ) ，然后分别对每个经验模态分解后的i m f 进行h i l b e r t 变换，得到信号的时频分布。h h t 变换法具有许多优点，越来越受到重视，正逐步得 到广泛应用。 现今国内外的振动信号分析系统就是以这些理论为基础进行信号处理的，国内外大 型的测试与分析软件尤其是模态分析软件发展迅速，在国外，有丹麦b & k 公司的优秀 的模态分析软件m e s c o p e v e s ，比利时l m s 公司的c a d a x 系统，美国m t s 公司的 i - d e a s 系统，美国n i 公司的数据采集软件，m + p 公司的s m a r t o f f i c e ，日本r i o n 公司 的d s p s 动态信号采集分析系统、m a s 模态分析软件等【5 】。 国内开发的动态信号采集与分析软件系统也在不断涌现，如d a s 。1 动态信号分析 与故障诊断系统、北京东方振动与噪声技术研究所的d a s p 系统、南京航空航天大学的 v a m s 系统、中国海洋大学的基于m a t l a b 的振动信号采集与分析系统、北京波谱科 技有限公司开发的v i b s y s 振动信号采集、处理和分析软件v 1 0 2 等。 1 3 本文课题背景和主要内容 本课题属四川省车辆工程重点学科建设内容的一部分。本文以现有的采集器为平台 开发一套振动测量与数据分析系统，主要研究包括两部分内容：信号采集与分析和减振 设备试验。 数据采集：传感器标定、采集卡配置、单次及连续采样和数据保存等。 信号分析：时域分析有信号波形显示、预处理和信号滤波；频域分析有f f t 幅值谱、 自谱、互谱和频响估计，对自谱和f f t 幅值谱分析提供批处理功能。 试验包括g w f 2 6 5 l 陆用无谐振峰减振器低频振动试验和道路试验。在试验台上对 检测其低频减振性 为光学设备减振装 及本论文的主要内 的减振 言编写 而得以 m a t l a b 实现各 微机械 西华大学硕士学位论文 s d l 4 n 1 6 车载减撮言基 ( 0 - - , 5 0 9 ) 、 叫一h 燃孑 笔记本 座和模拟仪器 s d l 4 n 1 4 ( 0 1 0 0 9 ) 电脑 表面的振动 压电传感器 图2 2 测试系统l 示意图 f i g 2 2 s c h e m a t i cd i a g r a mo ft e s ts y s t e mo l l e 车载减振台基微机械加速度传感器 座和模拟仪器 x w - m s 8 0 3 0 d ( 0 3 0 9 ) u d a q 便携式 斗 笔记本 数据采集器电脑 表面的振动 x w - m s 8 0 1 0 c ( 0 - - - 1 0 9 ) 2 2 系统硬件平台 图2 3 测试系统2 示意图 f i g 2 3 s c h e m a t i cd i a g r a mo ft e s ts y s t e mt w o 2 2 1 便携式数据采集器u d a q l 0 0 1 6 本系统硬件基础为四川拓普的u d a q l 0 0 1 6 便携式数据采集器，它是针对现场爆破、 振动、冲击、噪声等测试而专门优化设计用于信号记录和分析的小型仪器。如图示： 图2 4u d a q l 0 0 1 6 数据采集器 f i g 2 4u d a ql0 016d a t aa c q u i s i t i o n 该仪器能对传感器( 包括速度、加速度、压力、应变、温度等) 产生的动态、静态 模拟信号进行数字转换、存储，并有触发机制保证只对关心特征的信号进行正确记录。 5 车载光学设各撮乏羡量与数据分析系统 掉电保护功能使记录下的数据长期不丢失，通过仪器上的u s b 接口可和计算机通信、 传送数据。其主要的硬件指标如下： 接口：同时具备1 个u s b 2 0 ( 蓑容u s b l 1 ) 和1 个r s 2 3 2 接口 采集方式：并行采集 模拟输入通道：8 通道台，多台可并行扩展 最高采样率：u d a q l 0 0 1 6 1 0 0 k s p s c h ，1 8 个档程控设置 a d 分辨率：1 6 b i t s r a m 缓存深度：3 2 k 字节c h ( 可扩至2 5 6 k 字节c h ) 输入方式：b n c 单端双极性电压输入 量程：5 0 m v 、士10 0 m v 、+ 2 5 0 m v 、圭5 0 0 m y 、1 v 、士2 v 、4 - 5 v 、+ 10 v 输入信号带宽：u d a q l 0 0 1 6 0 h z - - 一5 0 k h z t o p 系列数据采集卡二次开发包含有采集卡底层支持文件，二次开发工作是以它们 为基础来实现的，对于u d a q l 0 0 1 6 而言，二次开发包有t d e e a p i d l l 和t d e c a p i l i b 。 在进行开发之前，必须进行采集卡驱动程序的安装，安装完成后在设备管理器中检查新 设备是否安装正常，等一切就绪后，还应该将t d e c a p i d l l 和t d e c a p i l i b 安放到 s y s t e m 3 2 目录下面。 2 2 2 微机械加速度计x w - m s 8 0 1o c 和x w - m s 8 0 3 0 c m s 8 0 0 0 系列加速度计是瑞士c o l i b r y s 公司生产的应用广泛的加速度传感器系 列产品，适用于惯性测量、倾斜测量以及地震振动测量等多个领域。此系列产品具有结 构坚固、功耗低、偏差稳定性优异等特点，保证了杰出的输出可靠性。 m s 8 0 0 0 系列为微硅电容式传感器，由一片经过微机械处理的硅芯片，用于信号调 整的低功率a s i c ，用于存储补偿值的微处理器，及温度传感器组成；此产品功耗低， 经过标定，结构坚固，输出稳定；新的电子配置为复位提供固态电源，为过电提供全面 保护；在全量程范围内比例因子的长期稳定性及偏差典型值小于0 1 。 图2 5m s 8 0 0 0 芯片外观图 f i g 2 5a p p e a r a n c eo f c h i p so f m s 8 0 0 0 6 西华大学硕士学位论文 两种传感器的主要性能指标如下： m s 8 010 cm s 8 0 3 0 c 量程： 1 0 94 - 3 0 9 偏差标定： 电平2 。 “ 车载光学设备振动测量与数据分析系统 鉴于以上功能描述，需要在窗体上放置七个单选框用于选择触发方式，两个文本框 用于输入内触发的触发电平和一个下拉列表框用来选择触发通道，另需要几个指示标签 即可完成。 0 通道设置 这部分用来设置通道量程，可以选择统一设置，或者各通道单独设置。 本采集卡支持8 种可选择检测量程：1 0 v 、5 v 、2 v 、1 v 、o 5 v 、0 2 5 v 、o 1 v 、o 0 5 v ， 界面加载时也通过a d d i t e m 方法加载到列表框中： c o m b o r 9 1 a d d i t e mc s t r ( m _ s y s i n f o r a n g e t a b ( i ) 1 + ”v ”。 在窗体上放置一个复选框c h e c k b o x 用来选择统一设置通道量程功能，另需两个下 拉列表框选择通道和量程，还有两个标签用来指示。 复选框c h e c k b o x 点击触发程序代码如下： i fs e t a l l c h v a l u e = 1t h e n f o ri = 0t om _ s y s l n f o c h n u m - 1 o b j c r t l l n f o c h r a n g e ( i ) = c o m b o r 9 1 l i s t l n d e x n e x t i e l s e o b j c r t l l n f o c h r a n g e ( c o m b o c h l i s t l n d e x ) = c o m b o r 9 1 l i s t l n d e x e n di f 如果s e t a l l c h v a l u e = l 即统一设置复选框选中，则将8 通道c h r a n g e ( i ) 元素变量 都赋值c o m b o r 9 1 l i s t l n d e x 即量程列表框的列号，若未选中，则将量程列表框的列号赋 值给选中通道的c h r a n g e 元素： o b j c r t l i n f o c h r a n g e ( c o m b o c h l i s t l n d e x ) = c o m b o r 9 1 l i s t l n d e x 这样用户在界面上一次次切换选择通道和量程，一次次触发量程下拉列表框的点击 触发程序，就实现了8 通道量程的逐一配置。 当用户点击通道下拉列表框时，程序应该能自动将该通道设置好的或默认的量程值 显示在量程的下拉列表框中。为此，其点击事件触发程序代码可以这样编写： p r i v a t es u bc o m b o c h _ c l i c k 0 c o m b o r 9 1 l i s t l n d e x = o b j c r t l l n f o c h r a n g e ( c o m b o c h l i s t l n d e x ) e n ds u b 最后当“确定 按钮点击后，程序要实现将用户做的各项设置( 保存在o b j c r t l i n f o 变量的相应元素中) 赋值给mc r t l i n f o 的对应元素，用来控制采集过程，另外，当参数 设置窗体f o r m s e t f i m 被卸载后，会触发主界面窗口的p a i n t 事件，f o r mp a i n t 服务程序 将重绘窗体界面( 包括上一次的采集数据波形) ，而上次的数据长度很可能与本次设置 的采样长度不同，这样在绘图时会产生下标益处错误，故在参数设置的确定按钮服务程 1 8 西华大学硕士学位论文 序中将采样数据的存储变量重新定义长度，使用8 行r e d i m 语句，将8 个数组变量值 重新赋值为0 ，这样当按钮点击后图片框里原来的波形消失，取代的是一行行水平直线。 3 2 4 数据采集 ( 1 ) 单次采集设计+ 1 点击“开始采集”按钮，开始单次采集，鉴于单次采样和连续采样启动之后，在定 时扫描程序里对二者有不同的操作，如在连续采样中每次采样结束要将采样次数变量减 一并开启下一次采样，另外还可能需要自动保存数据( 如果用户选择了自动保存功能) 等，故必须辨别采样类型，于是定义一逻辑型变量c o n t i n u e a c q ，是连续采样则为t m e ， 否则为f a l s e ；还需要定义一逻辑型变量b p a c k e n d ，用于指示本次采集结束，目的是配 合c o n f i n u e a c q 变量判断连续采样的一次采集是否结束；数据文本文件中要有采集时间、 日期、采样频率、采样长度和数据，自动记录每次采样起止时间是本软件的一个特色， 为此定义两个时间型变量t i m e i n i t 和t i m e e n d ，在保存数据时写入文件；定义长整形变 量i f a c t l c n 作为显示数据长度，逻辑变量b s t a r t a c q 标示启动开始与否。以上几个变量 要在其它子程序中调用，故定义为全局变量。 。 。 一 ： c 二日 _ l 对8 通道采集数据动态存储变量重定义为采样长度i 广二- ， j， ，。，。! | ：一 暂时停止定时器工作，清连续采集标志 j，。 c o n t i n u e a c q 和封装数据结束标志b s t a r t a c q f 采集卡配置，启动采集并记录采集开始时间t i m e i n i ti i 赋值显示长度i f a c t l e n = 采集长度l 置开始采集标志b s t a r t a c q = t r u e 叵堕蔓至堕壅亟互塑巫 ( 至苤 ， 图3 4 “开始采集”按钮点击事件程序流程图 f i g 3 4 f l o wc h a r to f p r o g r a mb yc l i c k i n g “s t a r ta c q u i s i t i o n b u t c o n ( 2 ) 连续采集设计 复选框c h e c k ( 8 ) 用于选择连续采样过程中是否自动保存每次采样数据，连续采样开 始后被置为不能触发状态，连续采样完成后重新使能。 1 9 车载光学设备振动测量与数据分析系统 连续采集开启以后，首先将自动保存复选框置为不可用，防止采集过程中误操作； 然后确定采集次数，采集次数从文本框输入，如果次数小于1 次则不进行采集，如果输 入有误( 例如：输入为字符而非数字) 则转入错误处理程序，把焦点转给文本框并选中 全部输入；其次，如果选择了自动保存功能则要设定自动存盘的文件目标路径，这要用 到c o m m o n d i a l o g 控件提供的保存文件对话框，c o m m o n d i a l o g 控件在v i s u a lb a s i c 和 m i c r o s o f tw i n d o w s 动态连接库c o m m d l g d l l 之间提供了接口，为了用该控件创建对话 框，必须要求c o m m d l g d n 在m i c r o s o f tw i n d o w s s y s t e m 目录下；再次，对输入文件 路径进行处理，如果路径为空则不采集，直接退出程序，如果路径包含汉字则重新输入； 最后，配置采集参数，置连续采集标志a c q c o u n t ，赋值开始采集时刻变量t i m e i n i t 等， 启动采集，启动定时器，开始连续采集。具体流程如下： 图3 5 “连续采集”按钮点击触发程序流程图 f i g 3 5 f l o wc h a r to f t r i g g e r i n gp r o g r a mb yc l i c k i n gb u t t o no f c o n t i n u ea c q u i s i t i o n 西华大学硕士学位论文 ( 3 ) 停止采集设计 启动采集后是由定时扫描程序来判断采集状态及做相应处理的，定时器在不停的扫 描，如果启动采集后关闭定时器，然后调用动态链接库关闭采集子程序，则可以实现停 止采集功能，然后再启动定时器，以实现其它的正常运行。程序如下： t i m e r l i n t e r v a l = 0 j p c i d c v s t o p a c q ， a c x l c o u n t = 0 一 t i m e r l i n t e r v a l = 10 0 、 3 2 5 数据文件输出 ( 1 ) 文本格式输出设计 软件设计思想是对于单次采样，只绘出信号波形图，不自动保存数据，如想保存则 点击“文本数据输出 按钮保存为幸t x t 文本文件或者点击“m a t 数据输出”按钮保存 为m a t 格式数据文件，对于连续采样，提供自动保存功能。数据文件里包括采集卡设 置信息及采集数据：采集开始时间、结束时间、试验日期、数据标签( 指示数据的意义) 、 采集数据、数据单位、采样点数。 “文本格式输出按钮的点击事件服务程序，首先通过c o m m o n d i a l o g 控件属性设 置打开一个保存文件标准对话框，输入文件名后调用文本文件保存子程序s a v e t x t 0 完成 数据保存任务，若用户取消输入则退出程序，通道数据不予保存。本软件提供两种格式 的文本输出：一、把一个通道数据安装预定的格式一行一行全部显示完毕后，再从下一 行开始一行一行的显示下一个通道数据，直到8 通道都显示完毕；二、将各通道相同采 样点的数据显示在一行中，这样一行一行的把所有数据都显示完毕。 用户在文件保存对话框里设置保存路径和预保存的文件名，如果文件路径为空则退 出程序。程序中用到c o m m o n d i a l o g 的f i l t e r 属性，可以下列格式设置：d e s c r i p t i o n li f i l t e r l d e s c r i p t i o n 2lf i l t e r 2 ，d e s c r i p t i o n 是列表框中显示的字符串，例如：”文本文件t e x t f i l et ! of i l t e r 实际是个文件过滤器，例如：”木戗t ”，则打开的文件夹里只显示木t x t 文本文 件，每个d e s c r i p t i o nf i l t e r 设置间必须用管道符号“i 分隔。 f i l t e r 属性设置完，可用 其s h o w s a v e 方法显示对话框，用户设置完保存路径及文件名后并关闭对话框后，可用 f i l e n a m e 属性获取选定的文件名，从而对文件写操作。代码如下： c o m m o n d i a l 0 9 1 f i l t