本文關鍵詞：極端環(huán)境下鉆機主軸容柵式扭矩測試系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：扭矩信息的測量在旋轉動力機械如鉆探機械是信息獲取中重要的工況鑒定參數(shù)量，但是鉆機設備在高速運轉情況下工程信息量多，采集難度大，故若能準確、實時、安全的檢測到鉆機設備的平均或瞬時的扭矩值，將會對鉆機設備產(chǎn)品的開發(fā)過程、測試檢測、質量保證、安全升級和優(yōu)化設計等環(huán)節(jié)都是有著重要的參考價值，故為了保證監(jiān)測信息的完整性和準確性、增強檢測設備的抗干擾能力，對于鉆探設備的扭矩測量有著重要的意義。 組態(tài)軟件是一種具備高度集中性和高擴展性等性能優(yōu)點的集散性控制系統(tǒng)，目前在各大領域都有所應用，對于大型的回旋鉆機的工況的實時監(jiān)控界面的編輯和監(jiān)控完全采用組態(tài)軟件，來自行設計和編輯出鉆機工作的監(jiān)控系統(tǒng)，滿足監(jiān)控系統(tǒng)的各個基本的功能，具有一定的意義，可以為課題組購買監(jiān)控軟件節(jié)省開支。 對于極地鉆機設備來講，極地氣候條件惡劣、氣溫極低、磁場異常等環(huán)境所帶來的干擾因素不容忽視，故針對機械振動強，氣溫極低以及容許測量的空間狹小等極端條件下的扭矩測量，本文提出了針對極地氣候條件的鉆機主軸的容柵式扭矩測量系統(tǒng)，為問題的解決提供了新的測量手段和方法。 本文主要從以下幾個方面作了工作： 1）針對極地鉆機設備結構分析和容柵式傳感技術的研究，設計了用于檢測鉆機設備實時扭矩的傳感器，并詳細闡述了其結構特點和工作的原理。通過對相關參數(shù)的選擇和分析參數(shù)之間的數(shù)學關系，完成了測試方案的論證工作。 2）對鉆機主軸進行數(shù)學建模分析，分析了扭矩與扭轉角之間的數(shù)學關系，為整體方案的設計提供理論支持，通過組態(tài)軟件的結構和性能的分析，針對扭矩實時數(shù)據(jù)的檢測設計并編輯了實時監(jiān)控顯示系統(tǒng)。 3）依據(jù)傳感器測試參數(shù)選擇的測試方案，進行了扭矩測量的系統(tǒng)的設計，完成了各部分的硬件電路和軟件部分的設計以及硬件電路的的仿真工作。 4）在實驗室中完成了測試系統(tǒng)的各模塊電路實驗驗證，以及整個系統(tǒng)測量可行性和準確性的標定工作。
【關鍵詞】：容柵機理 脈寬調制 Proteus 串行通信 組態(tài)軟件
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH763.5;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究的意義11-12
• 1.2 國內外的現(xiàn)狀12-13
• 1.3 扭矩測量方法及其傳感器的分類13-17
• 1.3.1 扭矩傳感器的分類14-16
• 1.3.2 扭矩傳感器測量系統(tǒng)的分類16-17
• 1.4 課題研究的主要內容17-19
• 第二章 容柵傳感器基本結構和原理及相關技術19-31
• 2.1 容柵式扭矩傳感器的基本結構19
• 2.2 容柵式扭矩傳感器的分類：19-21
• 2.2.1 直線容柵式扭矩傳感器19-20
• 2.2.2 圓形容柵式扭矩傳感器20-21
• 2.3 容柵傳感器電容變化的基本原理21-22
• 2.4 容柵式傳感器 RC 回路原理22-23
• 2.5 容柵式扭矩傳感器的測量電路的分類23-25
• 2.5.1 扭矩傳感器測幅型測量電路23-24
• 2.5.2 扭矩傳感器測相型測量電路24-25
• 2.6 扭矩傳感器輸出感應電壓變化與扭矩測量的關系25-28
• 2.7 本章小結28-31
• 第三章 整體方案的設計31-41
• 3.1 鉆機轉軸扭矩與扭轉角之間的數(shù)學模型31-34
• 3.2 扭矩整體測試系統(tǒng)方案34-35
• 3.3 容柵式傳感器扭矩測量的測試方案35-40
• 3.3.1 容柵扭矩傳感器相位測試方案35-37
• 3.3.2 相位測試方案中關鍵參數(shù)的選擇37-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第四章 扭矩測試系統(tǒng)硬件的設計及仿真41-57
• 4.1 傳感器的內部結構的設計41-42
• 4.1.1 傳感器柵極板中柵極數(shù)目的設計41-42
• 4.2 測試系統(tǒng)電路的設計42-55
• 4.2.1 傳感器脈沖信號調理電路43-53
• 4.2.2 傳感器信號數(shù)據(jù)儲存與上位機交互53-54
• 4.2.3 上位機交互中信號傳輸接口電路設計54-55
• 4.3 測試系統(tǒng)供電部分55
• 4.4 測試系統(tǒng)屏蔽保護部分55
• 4.5 本章小結55-57
• 第五章 扭矩測試系統(tǒng)軟件的設計與仿真分析57-73
• 5.1 組態(tài)系統(tǒng)的結構57-61
• 5.1.1 組態(tài)系統(tǒng)的硬件結構57-58
• 5.1.2 組態(tài)系統(tǒng)的軟件結構58-61
• 5.2 組態(tài)系統(tǒng)的圖形界面的建立61-64
• 5.2.1 圖形界面的框架構成61
• 5.2.2 組態(tài)系統(tǒng)中的基本單元--圖元61-63
• 5.2.3 基本圖元的創(chuàng)建和屬性的編輯63-64
• 5.3 圖形界面動畫功能的實現(xiàn)64-70
• 5.3.1 屬性變化的動畫連接65-67
• 5.3.2 位置與大小屬性的動畫連接67-69
• 5.3.3 值輸出屬性連接69-70
• 5.4 組態(tài)軟件與單片機通信的實現(xiàn)70-72
• 5.4.1 通信數(shù)據(jù)格式的編寫70-71
• 5.4.2 組態(tài)軟件中變量的定義71-72
• 5.5 本章小結72-73
• 第六章 實驗平臺的測試試驗73-81
• 6.1 扭矩測試試驗平臺的搭建73-74
• 6.2 測試系統(tǒng)的測試試驗74-78
• 6.2.1 容柵式傳感器的制作與試驗分析74-75
• 6.2.2 測量系統(tǒng)各電路模塊的試驗分析75-77
• 6.2.3 測試系統(tǒng)的相位差值信號的試驗分析77-78
• 6.3 扭矩測試系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)的標定與分析78-80
• 6.4 本章小結80-81
• 第七章 總結與展望81-83
• 7.1 文章中完成的主要內容81
• 7.2 需要解決的問題81-82
• 7.3 未來發(fā)展及意義82-83
• 參考文獻83-87
• 致謝87

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：極端環(huán)境下鉆機主軸容柵式扭矩測試系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：325238