基于薄膜热电偶的高速切削动态温度监测系统设计

提出了一种基于薄膜热电偶传感器的高速切削动态温度监测新方法.采用磁控溅射、光刻技术、PECVD等方法在立方氮化硼(PCBN)高速切削车刀前刀面上沉积多层薄膜,制备NiCr/NiSi薄膜热电偶传感器.详细阐述了薄膜温度传感器的制备过程,设计了高速切削温度和切削力的数据采集与监测系统.以高速数据采集卡PCI-9118为硬件,结合Tchart控件,采用VC ++编制简洁友好的人机界面来实现对高速切削温度和切削力数据的实时采集、显示与分析.试验表明,设计的数据采集和监测系统使用方便、灵活、可靠.     

LabVIEW系统在切削温度与切削力综合测量中的应用

介绍了以LabVIEW7．1为软件开发平台,利用PCI-8335A卡采集压电式测力仪和人工热电偶实现切削力与切削温度采集的综合测量系统,实现了三向切削力与切削温度数据的采集、预处理、分析和数据库存储。实现了切削过程的的实时监控,以反映刀具在切削状态下磨损或破损及切削用量选取的合理性。     

瞬态切削用智能测温刀具的研究

针对传统切削温度测量手段无法实时测量刀尖切削区域瞬态温度的技术难题,研制一种基于NiCr-NiSi薄膜热电偶的瞬态切削用智能测温刀具,采用直流脉冲磁控溅射技术制备了致密性和绝缘效果良好的SiO₂绝缘薄膜及热电偶电极薄膜;利用自行研制的薄膜热电偶自动标定系统对研制的测温刀片的静、动态技术特性进行测试和分析,结果表明所研制的测温刀片在30～300℃范围内具有良好的线性,其塞贝克系数为40.5 μV/K,最大线性误差不超过0.92%,且响应速度快,时间常数为0.083 ms;可嵌入刀杆的温度测试单元实现了在切削加工过程中对瞬态切削温度数据的实时采集、数据存储与无线传输功能;现场试验结果显示,所研制的智能测温刀具可以快速准确监测0.1 s内刀具刀尖处瞬态切削温度的变化,为瞬态切削温度测试提供了新的方法,为智能测温刀具的研究与开发提供了新的技术途径。     

铝合金插铣过程中工件表面温度的建模与试验分析

基于LabVIEW软件建立了切削温度数据采集和分析系统,以此为测试平台,通过埋热电偶法对铝合金工件插铣过程中已加工表面温度进行在线动态测量,并利用最小二乘法对试验数据进行回归分析,建立了已加工表面温度的经验模型,得出了切削参数对切削温度的影响规律,为优化切削参数、研究刀片磨损机理提供了参考数据。     

切削温度与工件微观组织性能间的影响机制研究

以ANSI1045钢为研究对象,通过K型热电偶、测力仪及激光共聚焦显微镜等仪器设备,构建了单次/连续复合切削试验系统,获得了切削温升和衰减规律,并在此基础上研究了工件表面的动态微观组织变化,进而分析了单次/连续切削温度累积和衰减规律变化对工件微观组织性能的动态影响机制。研究表明,切削温度上升过程中,在接近723℃左右发生了由珠光体向奥氏体转变的不稳定态,且工件存在局部热软化效应;切削温度下降过程中,会出现少量较大尺寸的片层珠光体团和网状铁素体组织,造成连续切削温升率、表面粗糙度明显高于单次切削,而表面硬度低于单次切削。所涉方法和结论可为实现碳钢材料的精密绿色加工提供参考。     

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切削温度是影响切削加工过程中刀具状况和工件表面质量的重要物理量,但切削温度信号的获取与处理存在一些实际问题。针对切削温度测量中的自然热电偶法、人工热电偶法以及红外热图像法,介绍了热电偶的固定、从旋转体上引出测量信号、自然热电偶的标定、工件和刀具表面发射率的标定,以及应用红外热像仪进行测温时切削实验的设计等一些实践做法。实践证明,开槽嵌夹绞丝热电偶方法的测量结果比较可靠;采用集流器引出旋转体热电势信号时所产生的摩擦附加电势可被定量测定并可将其从测温信号中减除;应用红外热像仪测量切削温度时应标定被测材料在各温度段的表面发射率并量化标定环境的影响。     

半人工热电偶瞬态切削温度测量装置

介绍一种在工件上布设半人工热电偶的瞬态切削温度测量装置。该装置采用单极热电偶丝同工件自身组成热电偶。切削过程中测温时，可消除普通热电偶因被动感受环境温度而产生的滞后，在升温速度达２０℃／ＵＳ时仍能得到满意的测量结果。     

高速铣削近α钛合金的切削温度研究

切削温度不仅直接影响刀具的磨损和耐用度,而且也影响工件的加工精度和已加工表面质量。由于钛合金导热性差和化学亲和性强等原因,通常在其切削加工时切削温度高、刀具磨损严重,致使切削速度难以进一步提高。本文重点对钛合金高速铣削时的切削温度进行试验研究,阐明夹丝半人工热电偶法测温原理和所测热电势信号的物理意义。试验选用了3种不同类型的硬质合金刀具,系统地研究了切削用量、冷却条件及刀具磨损等因素对近α钛合金高速铣削时切削温度的影响。     

影响切削工件表面质量的因素分析及要因的检测系统设计

采用因果分析图等质量分析工具分析了影响切削加工工件表面质量的原因,并找出了影响表面粗糙度的主要因素是切削力、切削温度和机械设备振动.针对切削力和切削温度影响因素,将薄膜热电偶技术引入切削温度检测,设计了一套切削力和切削温度的完整检测系统.试验表明,该检测系统人机交互作用强,操作简单,使用方便.     

C/E复合材料高速钻削温度测量研究

采用嵌入式人工热电偶的方法对C/E复合材料高速硬质合金钻削刀具进行测温试验,并通过研究切削参数对其刀具后刀面温度的影响来验证该试验装置的可靠性。为了克服热电偶导线从旋转刀具引出的困难,先用线切割的方法在钻头的螺旋槽到第二后刀面处割个通孔,热电偶埋在通孔中,并用导热胶粘附在钻头的第二后刀面上,避免了热电偶在钻削的过程被工件材料磨掉。全程干切削结果表明是可靠的。     

基于虚拟仪器的皮质骨钻削温度测量系统设计

对皮质骨在钻削过程中产生的钻削热进行测量和研究,提出一种基于Lab VIEW平台与亚为数据采集卡相结合的钻削温度动态测量系统。该系统采用人工热电偶作为温度传感器,芯片AD595作为信号放大元件,对钻削过程中的温度进行采集和处理,并通过计算机对所采集的数据进行实时显示、存储和查询,以及实现对热电偶的标定等功能,开发出一个相对完整的虚拟仪器温度测量系统。     

基于LabVIEW的钻削温度动态测试系统设计

介绍了一种基于LabVIEW开发平台与凌华PCI-9118数据采集卡相结合,并以半人工热电偶法为测温方法的钻削温度动态测试系统,具有数字及图形显示、数据存储、数据回放、数据处理等功能。     

基于WIA-PA的新型无线温度变送器设计

基于WIA-PA技术设计了一种以MSP430F149为核心的新型无线温度变送器。搭建了热电偶测温电路,通过DS18B20对热电偶进行冷端补偿,并采用软件二次滤波提高系统测量精度。基于HART 7.0协议设计了WIA无线模块与温度采集单元的通信程序,实现了温度数据的无线传输与实时显示。测试表明该无线温度变送器通信可靠、稳定,测量精度高且功耗较低。     

基于K型热电偶的多路温控系统的研究

对多种高温测量与控制系统进行了比较研究,设计了一种基于K型热电偶的多路温度采集与控制系统.该系统由以S3C2440 ARM9芯片为核心的上位机和以C8051F020单片机为核心的下位机构成.上位机用于人机界面交互,并通过Modbus串行通信协议控制下位机工作.下位机根据上位机发送的指令执行相应的温度采集动作,并根据上位机发送的预设温度曲线参数设置相应的PID参数,控制发热模块加热.实验结果表明,该系统测温范围大,测温精度高,系统稳定性好,能很好的满足各种工业温控需要.     

CANOPEN总线智能多路温度采集从站的研制

为了将温度变送器接入CANOPEN总线,研制了一种用于分布式计算机控制网络的智能多路温度变送器,将CANOPEN通信协议应用于现场温度采集系统设计,实现了温度的远程监控与采集.该模块以ATMEG128L微控制器为核心,可同时实现8路热电阻或热电偶测温功能,并将测量结果发送到CANOPEN主站节点.CANOPEN协议由具有SPI串行接口的MCP2510芯片和软件协议栈完成.结果表明:主从站之间的数据通讯可靠、准确,实时性满足系统要求.     

An Approach to Measure the Densities of Solids using an Artificial Neural Network

Abstract

A dedicated microcontroller based density measurement system is developed to measure densities of solids. A data acquisition system is designed and fabricated using a PIC16F877 microcontroller. To measure the weight and temperature of the sample, strain gauge and thermocouple sensors are used. A three layer neural network is used to train the data for atomic number, temperature, and density of sample using a back propagation algorithm. After training the neural network, it is used to compute the density at various temperatures.     

基于LabVIEW的淬火介质冷却特性测试系统

依据淬火介质冷却性能测定的IFHT标准——热电偶探头法，采用LabVIEW图形化编程环境和PCIM系列多功能数据采集卡，设计了淬火介质冷却特性测定系统。硬件设计上，用两通道数据采集分别采集淬火介质温度和环境温度，实现对K型热电偶动态冷端补偿；软件设计上，采用功能模块化设计，实现数据采集、预处理、标度转换、数据处理、结果实时显示和保存。同时，对热电偶mV级信号分别从硬件电路连接和软件数字滤波上消除干扰。试验结果表明：该系统具有对淬火介质冷却特性快速准确采集和实时显示功能。     

导管感应钎焊温度场分布多点同步测温系统

钎焊温度及其分布是影响导管钎焊质量的最重要参数之一。针对导管感应钎焊升温快、温度分布差异大的特点,以K型热电偶作为温度传感器,基于AT89C52单片机开发了温度采样模块,采用MAX485构成了多点测温系统的通讯网络,利用PC机存储容量大、数据处理能力强的优点,研制开发了一套导管感应钎焊温度场多点同步测温系统。     

ADS1240在热电偶测温系统中的应用

分析热电偶测温系统结构,包括热电偶温度传感器、测量放大电路、AD转换器、CPU和显示电路等。介绍了ADS1240管脚结构,最后分析了ADS1240在热电偶测温系统中的应用。