机电实验创新

信息控制类综合创新级实验目录测试技术系列实验一圆柱三孔探针校正实验………………………………………………………………1实验二基于虚拟仪器平台－Labview的数据采集…………………………………………7实验三转速测试综合实验……………………………………………………………………23控制技术系列实验四远程计算机控制………………………………………………………………………29实验五机电控制技术实验……………………………………………………………………34实验六模块化生产实验系统操作……………………………………………………………46实验七双臂机器人实验………………………………………………………………………49实验八基于OMRON产品的生产物流系统设计……………………………………………64实验九机电产品的创新设计（工程问题挑战赛）…………………………………………67i圆柱三孔探针校正实验实验一圆柱三孔探针校正实验‹所属课程：《测试技术（A）》‹实验类别：信息控制类综合创新级一、实验目的了解气动试验中常用工具——探针的校正设备、二次仪表及一般探针的校正方法，重点掌握圆柱三孔探针的校正方法。二、校正设备—吸式校正低速风洞简介探针的校正一般都在校正风洞中进行，常用的校正风洞有吸式风洞和吹式风洞两种。本实验所使用风洞为吸式校正风洞。吸式校正风洞以大气压力、大气温度作为气流总压、总温的基准；以稳压箱静压作为静压基准。它可用于校正总压、静压及二元方向探针等。其结构简图如图一所示。1信息控制类综合创新级实验用风机做吸式风筒的气源，空气从大气吸入喷管，经喉道射入稳压箱，形成一股射流，再经后孔进入大腔和主流量喷嘴，然后进入风机。射流风速通过风机输入电压调节。为了使气流均匀加速，对喷管进口型线有一定要求(图二)。为了形成较长的延伸自由射流，希望稳压箱与喷管出口面积之比尽可能取得大些。三、校正方法圆柱三孔探针按其使用方式可分为对向测量与不对向测量两种。对其进行校正时，同样也有对向校正（转动法）与不对向校正（不转动法）两种方法。无论采用哪种方法校正，都须将被校探针安装在风洞的射流核心气流中。1、对向校正对向校正时，首先将被校三孔探针与压力计二次仪表相连接(如图三所示)，每改变一次来流速度，都需调整三孔探针，使其对准气流方向（即p1=p3），然后测出标准全压p*，标准静压p，中孔压力p2及两个侧孔压力p1或p3的数值。当0.3λ0.6(λ为速比系数，表示速度与临界音速的比值)时，需考虑气体压缩性，则圆柱三孔探针的速度系数可表示为：122)(1pppkk−+=∗λελξ(1)当速比系数λ0.3时，可不考虑气体的压缩性，则圆柱三孔探针速度系数的计算式为：121pppp−−=∗ξ(2)由此可确定被校圆柱三孔探针在对向测量时的速度变化曲线，以供现场试验时使用，根据测得的p2、p1便可确定气流的全压与静压。2、不对向校正不对向校正是指在校正时无论气流方向怎么变化，都不需要转动探针使之对准气流。被校圆柱三孔探针与压力计的连接和对向校正不同，如图四所示。校正实验时利用校正风洞的坐标架，转动三孔探针使它处于不同的偏角β，对于每一个β值都可以由三孔探针测出一组p2、p1和p3值。探针的角度系数Kβ和总压系数K0可表示为：312132pppppK−−−=β(3)2圆柱三孔探针校正实验312202pppppK−−−=∗(4)由此可画出Kβ=f(β)和K0=f(β)的校正曲线图。本次教学实验采用的是不对向校正。圆柱三孔探针的速度系数校正曲线为一簇曲线。其获取方法为：先转动探针至某一偏角β，在这个角度下，调整风洞来流速度，对若干个不同的速比系数λ值分别测出p*、p，p2、p1和p3值。改变β值再重复上述测量，即可得到速度系数曲线族。本次教学实验只需做出交流电压为75V所产生的来流速度的速度系数ξ与偏角β关系曲线，以及角度系数Kβ=f(β)和总压系数K0=f(β)关系曲线。不对向校正时的速度系数，在0.3λ0.6时可表示为：31222)(1ppppkk−−−=∗λελξ(5)当速比系数λ0.3时，速度系数计算式为：3122ppppp−−−=∗ξ(6)本教学实验中λ0.3，因而采用(6)式计算圆柱三孔探针的速度系数。四、实验步骤1.把被校探针连同它的夹具装在坐标架上，被校探针的压力感受孔应在筒体的轴线部位，并调节坐标架，使此探针压力感受孔距喷管出口平面15～20mm的轴向位置。2.根据不同的校正方法，连接探针与压力计(注意连接处是否漏气)。3.启动风机电源，将调压变压器交流电压逐步调整到75V。4.试验前，要先确定被校探针的气动轴线，即把探针的气动轴线调整到与校正风洞的气动轴线一致。其方法如下：在气流速度给定条件下，调整探针直至两侧压力相等(p1=p3)。然后把探针支杆上的夹具基准面调到与风洞管口基准面垂直，并将这个位置上的夹具与探针固紧，再把探针上的水平泡调到中间位置。5.开始试验并记录数据，每隔5o作为一个测量点，测量范围为β=-30o~+30o。6.实验结束，将调压器电压调整至“0V”位置，关闭总电源。五、实验数据整理1.记录试验时的环境气压p0=hPa2.记录试验时的环境温度T0=℃3.计算Kβ=f(β)、K0=f(β)和ξ=f(β)的值并填入数据记录表。六、实验报告内容1．简述实验目的及任务；2．实验原理与实验系统简介；3．列出实验记录表及数据处理结果；4．绘制Kβ=f(β)、K0=f(β)和ξ=f(β)的校正曲线图。根据实验曲线分析实验结果是否合理？该探针的特性如何？能否用于实际测量？5．分析实验误差的主要环节；6．体会与建议等。3信息控制类综合创新级实验七、实验注意事项1．风机通电前，一定要检查调压器的指针位置是否指在“0V”上；2．实验时进风口不应有异物干扰，以免影响测量精度；3．实验过程中要注意安全，远离进风口，以免将衣物、长发等吸入，造成设备损坏或人身伤亡；4．实验时不要随意变动任何电源开关和调节装置；5．不要用硬物打击实验设备和部件。实验数据表被校测针读数(mmH2O)角度系数及全压系数序号标准全压p*(mmH2O)气流偏角β(o)p-p2p-p1p-p3气流总温T*(K)KβK0速度系数ξ1234567891011121314154圆柱三孔探针校正实验附：三孔探针校正曲线5信息控制类综合创新级实验6基于虚拟仪器平台－的数据采集Labview实验二基于虚拟仪器平台－Labview的数据采集‹所属课程：《测试技术（Ⅱ）》‹实验类别：信息控制类综合创新级一、实验目的：当同学们在课堂上学习了有关虚拟仪器及其开发平台labview的有关内容后，通过本实验课程，可以加深对课堂上所学内容的理解。通过本实验，同学应该对labview的基本操作，G语言的编程思想，DAQ采集的理论与方法有初步的掌握。二、实验介绍：本实验包含两大部分：1．Labview与G语言的入门：在这一部分中，要求同学们首先按照实验步骤一步一步完成一个none-DAQ的Labview程序的开发，然后再根据实验指导书上提到的改进思想自行进行程序的改进工作。2．两个简单的DAQ数据采集程序：完成第一部分的实验后，同学们已对Labview与G语言有了一定的掌握，在此基础上，同学将继续深入学习DAQ数据采集程序的编写。在这一部分实验中，同学们将使用数据采集卡及其附件来测试由信号发生器产生的各种标准波形，并使用Labview来开发虚拟仪器，显示和记录波形数据。作为虚拟仪器的核心内容，这一部分的学习对今后基于虚拟仪器环境下测试技术实验的开发有着非常重要的意义。三、实验用仪器、设备：1．计算机，运行Windows2000,windows98操作系统2．NationInstrument公司相关产品：——LabVIEW6.1开发系统完整版；——PCI-6024E数据采集卡；BNC2110信号段子与信号源PCI-6024E数据采集卡SH68-68-EP连接电缆3．万用表4．连接电缆5．标准信号源6．数据保存服务器：．技术支持网站信息控制类综合创新级实验四、实验线路图示意:PCI6024ESH68-68-EP连接电缆BNC2110信号段子与信号源计算机DAQCARD图4实验线路图示意五、实验有关原理及原始计算数据、公式：该实验包含了三项非常广的内容：1。图像化编程技术（G语言编程）；2。模数转换技术（A/D转换技术）；3。虚拟仪器的定义。其中任何一项都需要专门的一门课程才能够系统的学习。不过，以下的简短介绍会让同学对这两项内容有初步的了解。详细而深入的介绍希望同学能够自己查阅相应的书籍。图像化编程技术：传统的计算机语言大都是文本语言，如大家熟悉的C,Basic等。传统的文本语言都是基于控制流的概念，即以明确的顺序安排事件的发生。即程序按照顺序依次运行。例如以下程序无论何时“ProcessAandB”都将在GETA与GETB以后才能执行，同时，我们又强迫GETINPUTA永远在GETINPUTB之前执行。这样程序将首先一直等待A的输入。图形化编程语言基于数据流，而非控制流。与控制流的区别在于，数据流的运行可以是并行的。LabVIEW允许用户在一个图表程序上拥有任意数量的不同节点，而这些节点可以并行执行。（此外，在不同的vi之间，labVIEW也可以并行执行）。而每一个节点是否执行则取决于该节点所需要的输入条件是否已经全部满足，如果是则继续，否则则一直等待。这里与文本语言的最大区别是，节点所需要的条件可以同时并行的获得，而不是必须依次获得。这是一个十分重要的概念，理解好了才能够灵活自如的使用图形化编程语言！下面我们举一个例子来看看图形化编程语言的特点：这个例子与前面例子最大的不同是：”GETINPUTA”与”GETINPUTB”可以同时并行进行，而”PROCESSAANDB”当两个输入条件都满足后即可执行，同样”DISPLAYRESULT”GETINPUTＡ//等待输入ＡGETINPUTB//等待输入ＢPROCESSAANDB//处理ＡandBDISPLAYRESULT//显示结果GETINPUTAGETINPUTBPROCESSAANDBDISPLAYRESULT8基于虚拟仪器平台－的数据采集Labview当”PROCESSAANDB”执行完后即可执行。在labVIEW中，首先将相应的节点（可以是前面板对象，也可是后面板上面的对象）发在图表程序中，然后使用连线工具将其按照数据流的概念连接起来。在labVIEW的程序中有后面板与前面板之分。其中前面板上放置程序的显示元素，即程序的界面；后面板则是程序的核心，程序的逻辑控制部分都在后面板上处理。如下图：为两个数相乘的labVIEW程序。后面板程序前面板显示图5下面我们来看一个更复杂一些的程序。这个程序是一个最简单，但却完整的数据采集程序。在这个程序中，包含了AIONEPT这个简单模拟量采集模块。在while循环中，还包含了一个stop的bool量，用于停止循环程序。每一次循环中，AI-ONE-PT就返回一个相应的电压值，并且输出到前面板上的voltagedisplay波形表上。而device,channel,highlimit,lowlimit等则是AIONEPT的输入参数。9信息控制类综合创新级实验图6六、实验步骤与注意事项：注意事项：1、请详细阅读实验有关理论2、请注意相应的实验设备是否齐备3、请备好3寸软盘与铅笔七、实验内容：实验一：在波形图上显示一个随机数列实验简介：在这个实验中，要求同学完成一个发生随机数列，并将其显示的循环程序。通过该实验，同学可以对LabVIEW开发环境及G语言的数据流概念有初步的认识。以下图表是该实验中需要的。命令/工具目的何时使用图例Deletekey删除对象存在不用的对象时DeleteCtrl-S快速保存文件希望保存文件Ctrl-SPositioningtool移动选择的对象需要删除，移动，改变对象的位置，大小Wiringtool将对象连线需要对象之间形成数据流时