发布时间 : 星期一 文章基于真实齿轮测量中心在虚拟仪器中的仿真毕业(设计)论文正文更新完毕开始阅读e8be49bd59f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e9249e
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功能操作。传统仪器面板上的器件都是“实物”，而且是由“手动”、“触摸”来进行操作的。而虚拟仪器面板控件是外形与实物相像的“图标”，用户只需选用代表某种软件程序的图形“控件”即可，由计算机的鼠标“键击”来对其进行操作。因此，设计虚拟面板的过程就是在“前面板”设计窗口中从控制模板选取、摆放所需的图形“控件”。尤其是 LabVIEW图形化编程语言可在短时间内轻松完成一个美观而又实用的“虚拟仪器前面板”的设计，整个设计过程轻松而有趣。（2） 虚拟仪器测量功能由软件编程实现。在以计算机为核心的硬件平台支持下，通过软件编程设计来实现仪器的功能，可以通过不同的测试功能软件模块的组合来实现多种测试功能。
虚拟仪器概念的出现，打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的工作模式，使得用户可以根据自己的需求，充分利用计算机技术，用软件代替硬件设计自己的仪器系统，“软件就是仪器”是虚拟仪器概念最简单最本质的含义。LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。目前，虚拟仪器在发达国家已十分普及。在国内也有部分院校的实验室引入了虚拟仪器系统。
2.2虚拟仪器的构成
虚拟仪器技术由结构化的数据流程图和交互式面板组成。任何测量系统都可分为数据采集、数据分析和处理、数据显示和输出三大模块，将这些模块分别用不同的硬件和软件实现，就可以构成不同的虚拟仪器系统。虚拟仪器系统包括硬件和软件两要素。硬件部分的功能是获取真实世界中的被测信号；软件部分的作用是实现数据采集、分析、处理、显示等功能，软件通常用专用的虚拟仪器开发语言编写。所以，虚拟仪器系统可以用一个简单的公式来表达：虚拟仪器系统=计算机及其附件+开发虚拟仪器的软件+必要的硬件。
2.2.1 虚拟仪器的硬件
通常虚拟仪器测试系统的硬件包括传感器、信号调理、信号采集等I/O接口设备和通用计算机。计算机一般是PC机或工作站，是硬件平台的核心，
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是虚拟仪器系统的心脏和动力；传感器是测试系统获取信息的基础；I/O接口设备完成被测信号的采集、放大、A/D、D/A转换等。虚拟仪器的形式取决于实际的物理系统和构成仪器的I/O接口的硬件类型，但都离不开计算机控制。
2.2.2 虚拟仪器的软件
虚拟仪器系统的软件结构包含以下三部分：应用程序开发环境、仪器驱动程序、输入输出（I/O）接口软件。
（1） I/0 接口软件：存在于硬件和驱动程序之间，是最接近硬件的软件层，完成对硬件内部寄存器单元进行直接存取数据操作，为硬件和驱动程序提供信息传递的低层软件层，是实现开放统一的虚拟仪器系统的基础。
（2） 驱动程序层：是系统应用程序实现仪器控制的桥梁，一般以动态链接库或静态库形式供应用程序调用。驱动程序的实质是为用户提供一个用于仪器操作的较为抽象的操作函数集。对于应用程序来说，它对仪器的操作是通过仪器驱动程序来实现的。
（3） 应用程序开发环境：是完成测试系统数据的分析、计算、存储、显示、输出等任务，是虚拟仪器的核心和完成任务的关键。应用程序开发环境是用于编写应用程序的编程工具，可由开发人员的喜好和测试需求进行选择。
2.3 虚拟仪器的特点
虚拟仪器是计算机技术在仪器仪表领域的应用所形成的一种全新的仪器设计概念，它与传统仪器相比显示出了众多的优点：虚拟仪器将信号分析，处理，显示都通过计算机处理，充分发挥计算机的能力，使组建系统更加灵活简洁，可以创造出功能更强的仪器；用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。虚拟仪器的主要特点有：尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主
要是软件。可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。
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2.4齿轮测量仪的概述
齿轮测量仪是对齿轮各项参数进行检测与测量的仪器，由于齿轮在安装和生产当中存在着误差，需要仪器对其进行检测，以保证误差在允许范围内。
2.4.1齿轮测量仪的基本原理和方法
齿轮测量归结为以下几个方法：几何长度测量法，轮廓测量法，粗糙度测量法，传动噪音测量法及齿轮整体误差测量法。齿轮测量的基本原理是根据齿轮的误差来源来利用仪器对其误差进行测量。
2.4.2齿距偏差的测量方法
齿距是指在一个齿轮的圆柱面上，一条给定的曲线被两个相邻的同侧齿面所截取的长度。单个齿距偏差fpt是指在分度圆上，实际齿距与公称齿距之差（用相对法测量时，公称齿距是指所有实际齿距的平均值）。齿距累积总偏差Fp是指在分度圆上，任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值，即最大齿距累积偏差（Fpmax）与最小齿距累积偏差（Fpmin）之代数差。
在实际测量中，通常采用某一齿距作为基准齿距，测量其余的齿距对基准齿距的偏差。然后，通过数据处理来求解单个齿距偏差fpt和齿距累积总偏差FP，测量应在齿高中部同一圆周上进行，这就要求保证测量基准的精度。而齿轮的测量基准可选用齿轮的内孔、齿顶圆和齿根圆。为了使测量基准与装配基准一致，以内孔定位最好。用齿顶圆定位时，必须控制齿顶圆对内孔的轴线的径向跳动。在生产中，根据所用量具的结构来确定测量基准。
用作图法处理测量数据：以横坐标代表齿序，纵坐标代表上例第三行内的相对齿距累积误差，绘出如图4所示的折线 。连接折线首末两点的直线作为相对齿距累积误差的坐标线。然后，从折线的最高点与最低点分别作与上述坐标线平行的直
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线。
2.4.3齿廓偏差的测量方法
齿廓偏差是指实际齿廓偏离设计齿廓的量，在端面内且垂直于渐开线方向的计值。齿廓偏差又可以分为齿廓形状偏差和齿廓倾斜偏差。齿廓偏差的测量方法有展成法，啮合法和坐标法。
齿廓形状偏差指实际齿廓线的两条与平均齿廓迹线完全相同的曲线间的距离，且两条曲线与平均齿廓迹线的距离是常数。
齿廓倾斜偏差指在计值范围内的两端与平均齿廓迹线相交的两条设计齿廓迹线的距离。本次齿廓偏差测量采用的是极坐标法，并用最小二乘圆法拟合出平均齿廓迹线。
最小二乘圆是一个理想的圆，它使从实际轮廓上各点到该圆距离的平方和最小的圆，即：
最小二乘圆圆心坐标和半径为：