深入探讨系统工作原理

测试系统的主要功能是对阻尼器的力学性能及响应时间进行实验研究，实验原理如图9.12所示。实验过程中采用两个通道来记录信号，其中一个用来记录泡沫金属磁流变液阻尼器产生的阻尼力信号和响应时间信号，主要包括力传感器及系统运行时间。另外一个通道作为参考信号，是系统的运行时间，该参考信号的作用主要是：①消除系统中由于摩擦、重力等因素造成的零场信号，以便得到准确的磁致阻尼力；②指示磁流变液从泡沫金属中抽出至剪切间隙开始产生剪切阻尼力的时刻，方便对响应时间的研究。其中，力信号采用NS-WL1 型拉压力传感器（购于上海天沐自动化仪表有限公司），量程为±50 kg，非线性误差小于0.3%。传感器出厂标定为拉正压负信号，同时，与其配套的还有与该传感器一同标定的放大器，其电压信号与力信号的关系如图9.13 所示。

图9.12　测试系统原理图

(www.xing528.com)

图9.13　传感器信号标定

实验采用基于USB 总线的MPS-010602 型采集卡，该采集卡具有16 路单端模拟信号采集、4 路模拟信号输出、8 路数字信号输入/输出、2 路比较器、2 路计数器及2 路PWM 输出，模拟输出范围为0 ～2.5 V。使用该采集卡可以将传感器采集到的信号和控制器与计算机完美结合在一起，利用计算机强大的数据处理能力和灵活的软件编程方式，对传感器采集到的信号进行分析、处理、显示与记录，从而用低廉的成本取代多种价格昂贵的专用仪器。

实验所用步进电机信号为YJ01 型步进电机，附带步进电机控制器。步进电机步数与转速关系为400 步/转，因步进电机转速输出接又一级5 倍的降速齿轮，实际输出2 000 步/转，可调步数范围为1 ～39 999（脉冲/秒）。传动导轨将步进电机的转动转化为导轨滑板的直线运动，传动比为1 cm/转。