基于LabView虚拟仪器的焊接参数采集分析系统[纯论文]
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密 惠 保
基于Labview的焊接参数采集与分析
[资料来源：http://think58.com]
摘要：本文以焊接电流电弧电压为信息源，自主开发了一套基于虚拟仪器的弧焊测试分析系统。通过该系统对弧焊测试的分析与评定，一方面可以评价焊接设备、焊接材料的性能，另一方面也可以引导焊接设备、焊接材料的优化设计，以及制定合理的焊接工艺规范。该系统由硬件信号检测电路和相关软件组成。
系统以微机为主要虚拟仪器硬件设备，其它外围硬件还包括电流、电压霍尔传感器，数据采集卡和与之配套的接口电路。虚拟仪器软件用虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI开发，具有功能强大，界面逼真的特点。整个系统具有信号采集、波形显示与回放、数据统计分析、数据存储，曲线及数据打印输出功能。本系统对焊接电压和电流波形数据进行统计分析后，能够得到反映焊接过程的统计图形和统计参数。本文的统计图形有电流电压分布图，频数分布图，U-I图等。统计参数有平均短路峰值电流，平均燃弧电流，平均周期电流等等。当熔滴过渡不稳定的时候，焊接电流电压波形将变得很不规则，飞溅因此而大量产生。基于这种现象，本文在波形特征分析的基础以U-I相图为指标定量评价弧焊品质。文章最后用该系统分析了气体保护焊在不同电感下的焊接电流电压波形，得到了能如实反映弧焊品质的分析结果，证明了系统的可靠性和准确性。 [资料来源：www.THINK58.com]
关键词:虚拟仪器，弧焊测试，LabVIEW，统计分析 [资料来源：www.THINK58.com]
The welding parameters acquisition and analysisbased based on the Labview
Student name：shuaichaochun Class:05031327
Supervisor:wan wen
Abstract： Paper in troduced a testing and analyzing system for arc welding quality based on the visual instrument which is allodially empoldered, and all the information for analyzing comes from welding current and arc voltage. Basing on the result of welding quality analyzing and estimating by this visual instrument system, we can know the performance of welding equipment and welding consumer in one hand, in the otherhand we can optimize the design of them, also the welding procedure can beenoptimized The system composed of hardware inspecting circuit and visual instrument software.
The visual instrument software is programmed by LabWindows/CV1. With this system,we can implements ignals ampling waveforms showing statistics and analysis of data storing, curve and data printing etc. In this system, the Visual Instrument software is the core, through the software using some algorithms Which are mainlys tatistics methods, we can obtain the Probability Density Distribution curve,Class Frequency Distribution curve and U-I curves.We also can obtainm anyparameters like average short-circuit period arc time,averages hort-circuittim e,average short-circuit peak current, average short-circuit instantaneous current, average current during short-circuit period,and their stand ardd eviation.When the metal droplets uniformly transferred,the shape of the waveforms Becomes very irregular,and hence, much more spattersis generated. The welding current and arc voltage waveforms are collected for diferent arc Voltage in the experiment using welding equipment.The analyzing and estimating testified this system is successful. [来源：http://www.think58.com]
Keywords: Visual Instrument Arc Welding Testing LabVIEW
Statistical Analysis
signature of supervisor: [版权所有：http://think58.com]
目录
1 绪论 ....................................................（5）
1.1 研究的目的和意义 .......................................（5）
1.2 虚拟仪器技术国内外发展状况及特点 .......................（6）
1.2.1 国内外发展状况 .........................................（6）
1.2.2 虚拟仪器的特点 .........................................（7）
1.3 焊接测试分析系统的国内外研究和发展状况 .................（8）
1.4 主要研究内容 ...........................................（9）
2 LabVIEW编程简介 .......................................（10）
2.1 LabVIEW编程特点 ........................................（10）
2.2 编程工具介绍 ...................................（11）
2.3 简单编程举例 ...........................................（12）
2.3.1 前面板和框图设计 .......................................（12）
3 系统硬件 .................................................（13）
3.1 弧焊检测分析系统的设计方案 .............................（13）
3.2 构建弧焊检测与分析系统硬件平台 .........................（13）
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3.2.1 PCI6221数据采集卡的简介 ................................（14）
3.2.2 传感器的组成和功能 .....................................（15）
4 系统软件设计 ............................................（20）
4.1 主程序设计 .............................................（20）
4.1.1 试验参数界面设计 .......................................（21）
4.1.2 数据采集界面设计........................................（23）
4.1.3 数据回放及分析程序设计..................................（26）
4.2 子程序设计..............................................（30）
4.2.1 前面板及框图设计........................................（30）
5 焊接电参数的分析..........................................（34）
5.1 熔滴短路过程的分析......................................（34）
5.2 焊接电压和焊接电流的分析................................（35）
5.2.1 焊接电压的分析..........................................（35）
5.2.2 焊接电流分析............................................（36）
5.3 U-I相图分析............................................（36）
[资料来源：http://think58.com]
5.3.1 截取一段波形数据分析.....................................（36）
5.3.2 波形数据全过程分析.......................................（37）
5.4 焊接实验.................................................（38）
5.4.1 试验装置.................................................（38）
5. 5 实验一：电感对短路过渡的影响.............................（39）
5.5.1 焊接电压波形分析.........................................（39）
5.5.2 焊接电流波形分析.........................................（40）
5.5.3 功率分析.................................................（41）
5.5.4 功率密度的分析...........................................（43）
5.5.5 焊接电压直方图分析.......................................（44）
5.5.6 焊接电流直方图分析.......................................（44）
5.5.7 U-I相图分析..............................................（45）
5.6 实验二：电弧电压对短路过渡的影响..........................（46）
5.6.1 焊接电压、焊接电流分析...................................（46）
5.6.2 du/dt图分析..............................................（48） [资料来源：www.THINK58.com]
5.6.3 di/dt图分析..............................................（49）
5.7 实验三：焊接电流对短路过渡的影响.........................（49）
6 结论与展望.......................................（51）
6.1 结论.....................................................（51）
6.2 展望.....................................................（52）
7 参考文献.........................................（53）
8 致谢.............................................（54）
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