虛擬儀器技術的錠子振動測試系統探討

摘要:錠子作為環錠紡紗加捻卷繞機構中的重要部件，一定程度上成為了紡紗工業的象征，衡量紡紗廠的設備規模也通常是由擁有的細紗錠子數量決定。由于錠子的作用是卷繞成形，因此，錠子性能的好壞對生產效率和紗線質量具有關鍵性性的影響。探討了錠子及其振動測試系統的發展狀況及其功能，在虛擬儀器原理的基礎上，重點闡述了錠子測試系統傳感器的選擇。

關鍵詞:虛擬儀器;錠子;測試系統

中圖分類號:TP

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)21-0304-01

錠子是在紡織行業中一個重要的專件，生產效率和紗線質量的優劣通常是由錠子性能所決定。要使的錠子使用壽命延長，我們必須要從錠子的工作性能出發，由于錠子本身和卷裝都存在高速回轉時引起劇烈的振動、沖擊和噪聲，并使其功率及磨損增加。因此，探討從而掌握錠子的運動規律，控制其運動穩定性，以達到高速，低噪音，低功率及壽命長的目的，有必要選擇合適的支承條件及其參數，以提高錠子的振動性能。

1 錠子及其振動測試系統的發展狀況

隨著科學技術的快速發展，各種紡紗方法不斷增多，紡紗技術不斷更新，但傳統的環錠紡紗方法在紡織生產中仍然占據著重要位置。1987年，國際紡織機械展覽會上在意大利米蘭隆重舉行，來自世界各地的八家大型紡織機械制造公司展出了環錠紡紗設備，通過這次展出表明，環錠紗在高質量和細號紗線市場還是獨具特點，環錠紗將在一定時間段仍處于主要位置。然而直到1988年，我國新型紡紗頭數約占所有紡紗頭數的1%。據相關調查顯示，現今，環錠紗仍占絕對統治地位。這些發展狀況表明，由于環錠紡紗中又必須而且大量使用錠子，因此，錠子在紡織工業中不可忽視。錠子在羅拉、錠子以及鋼零三者中不僅是最易磨損件，而且關系到紡紗產品的質量。因此，對錠子進行新的研究與開發，改進錠子結構和制造工藝，提高紡紗質量與產量有一定的必要性。

隨著現代計算機技術和信息化技術的迅猛發展，90年代發展起來的虛擬儀器技術。主要應用于儀器設計、數據分析、自動測試、過程控制等多個領域，其目的就是在測試系統或儀器設計中盡可能地用軟件代替硬件。虛擬儀器是現代儀器技術和計算機技術相結合的產物。

2 錠子測試系統應具備的功能

現階段，伴隨著計算機技術的快速發展，基于計算機的測試技術在各個行業都得到了廣泛有效的運用。筆者認為錠子測試系統具有以下幾個功能:

首先，數據采集與存貯。根據不同的測試目的與要求選用不同的傳感器，采用不同的采樣頻率，這就要求系統具有可調節采樣頻率的功能。由此，振動數據的采集也就成了錠子振動特性分析與故障診斷的第一步。另外，不同的分析方法對采樣方式有不同的要求，因而，系統應該具有可選擇的連續采集和單次采集功能。同時為了對采集數據的處理能效率提高，應采用不同的格式對數據加以存貯。

其次，信號處理。根據錠子振動信號的特點，采用不同的信號處理方法，從而提取那些可以反映錠子狀態的數字化特征。

再次，信號顯示。采用不同的分辨率和放大倍數對信號在時域或頻域進行顯示。

3 錠子測試系統傳感器的選擇

錠子測試系統硬件電路主要由5部分組成，分別是傳感器、CPU、接收電路及其放大電路和數據采集卡電路。硬件方面的設計是對傳感器和數據采集卡的選擇。其中傳感器和接收電路主要是用于檢測錠子振動值，同時CPU、其放大電路和數據采集卡電路主要是用于把采集各傳感器的輸出信號并顯示出來。

在傳統使用過程中，測量位移的傳感器按機電變換原理可以分為:電動式、壓電式、電渦流式、電感式、電容式、電阻式、光電式等。電阻式傳感器的動態特性受運動部件質量的限制，只能測量頻率較低的位移信號，而且測量的位移較小。電感式傳感器輸出功率較大，測量的動態范圍受鐵芯運動部分質量-彈簧特性和電源激勵頻率的限制，常用于靜態和低頻率信號的測量。電容式傳感器結構簡單，可靠，靈敏度高，動態特性好，能實現非接觸測量。但由于連接導線的寄生電容影響，其測量的精度不高。光電傳感器測量的范圍、測量的精度、靈敏度都能滿足各種要求，但是受到光的影響，穩定性不夠高。

錠子的振動屬于微幅振動，如果用接觸式測振儀，在要求較高的測量精度和靈敏度的情況下，當傳感器與振動體直接接觸，就會影響到錠桿的正常運動，從而使測定結果失真。非接觸性傳感器中，如電感式，電容式，由于電氣元件的精度及外界干擾的影響，使調整及操作不便，測量結果也不穩定，效果不好。

由于渦流檢測不需要改變試件的形狀，也不會影響試件的使用性能，因此，是一種無損地評定試件有關性能和發現試件有無缺損等的檢測方法。電渦流傳感器就是能靜態和動態地非接觸，高線性度，高分辨力地測量被測金屬導體距探頭表面的距離。它能夠準確地測量被測物體與探頭之間的靜態和動態距離變化。下面將詳細介紹電渦流傳感器的一些參數及使用。

總之，應用虛擬儀器技術研究開發的振動測試系統與傳統的測試儀器相比具有多方面的優勢，例如:研制成本低、周期短、開放性好，簡單實用等。同時避免了傳統硬件儀器易損、維修等諸多損耗，增強了其穩定性。虛擬儀器技術簡便、靈活、易分析，取代了傳統示波器、數字萬用表笨重的體積，利用其強大的圖形語言功能，滿足了測試系統的要求。

參考文獻

[1]應懷樵.虛擬儀器與PC卡泰技術的現狀與發展[J].計算機自動測量與控制，2000，(2).