3.3  多参数测量原理 20

3.3.1  多参数测量基础 20

3.3.2  压力测量原理 23

3.3.3  力测量原理 23

3.3.4  加速度测量原理 25

4 实验硬件装置 27

4.1  简介 27

4.2  电荷放大器 29

5 软件设计 31

5.1 加速度模块设计 31

5.2  压力模块设计 34

5.3  力模块设计 35

5.4  参数设置模块设计 37

5.5  数据储存模块设计 37

5.6  实验结果与分析 38

结论 45

致谢 46

参考文献 47

1 引言

1．1 研究背景与意义

随着科技的进步，越来越多的领域设计到低速冲击性能的研究，目的是为了预测 冲击力响应过程，确定冲击对设备的影响，冲击过程中间加速度、力和压力是关键指 标，多参数测试系统的组建具有重要的意义，能同时进行多通道模拟信号的采集，并 能实时进行数据的分析处理，用理论数据与实测数据进行对比、分析。

虚拟仪器技术在很多方面的优势弥补了传统仪器的先天不足，基于虚拟仪器的测 试系统将是测试系统发展的新方向。科研人员对于力、压力和加速度在很多方面的研 究都需要进行大量的测量，并且开发了许多精确的测量仪器和设备，这些参数的精确 测有助于我们实验研究和学习。本课题就是基于 LABVIEW 的多参数数据采集系统，采 用 LABVIEW 图形化编程，并通过不同传感器，来实现对加速度、力和压力的实时测量， 并直观的显示在上位机上，并具有数据储存等功能。采用虚拟仪器技术，具有价格低、 用户体验良好、功能灵活多变的特点。

在电子测量领域，在早期人们对正弦波的测量一直非常关注，被测信号的有效值、 频率、功率等参数都与正弦波有关。随着科技水平的不断提高，特别是数字微处理器 应用越来越广泛，脉冲信号的测量越来越受到科研人员的重视，因为其特性都是由脉 冲信号收发。不论是在军工领域还是在民用领域，都具有很强的应用，比如火箭、导 弹、雷达、火炮、汽车、电路等。在光通信、高速电子计算机等高端测量领域，不仅 需要对脉冲信号简单测量，还需要对其频率、边沿上升时间等具体参数进行时域和频 率的分析。

1．2 研究对象

本文主要研究对象为落锤式冲击试验机，利用 PCL 逻辑控制器控制步进电机，使 重锤从不同高度落下，测试撞击过程中加速度、力和压力的变化。通过 3 通道同时测 量三个模拟量，并掌握 LABVIEW 的相关知识和图形化编程，了解学习模块化编程设计。 通过 LABVIEW 强大的编程能力，设计了一款对加速度等不同物理量的实时监控与 分析的程序。系统的工作方式如下：传感器将物理信号转换成电信号，通过放大器对 电信号处理后传入上位机，通过计算机的显示、分析和储存。本文拟用软件设计方案：