摩擦、磨损现象极其复杂,影响因素众多,使得摩擦学研究在很大程度上依赖于试验技术,因此,摩擦学测试技术是摩擦学研究重要的和基本的组成部分。摩擦学测试技术涉及范围从现场实物试验到实验室模拟试验,其中摩擦学试验机是目前主要的摩擦学测试工具。由于摩擦学问题的系统特征使得摩擦学试验机在测试过程中的相关信号准确、可靠、迅速的获取和处理以及试验机运行过程的精确、可控和智能化问题日益突出,如何利用计算机具有的软硬件资源,建立合适的参数测量和计算机数据采集控制测试系统具有重要的意义。本文以实验室摩擦学试验机普遍涉及的传感器信号处理技术、异步电机转速控制以及计算机测控技术问题为对象,分析有关理论,研制相关硬件和软件,探讨计算机辅助摩擦学测试技术。 本文的主要创新和研究成果体现在以下方面: (1) 深入探讨了摩擦学试验机用电阻应变式传感器原理及其相关的信号处理技术,包括放大、滤波、传递、抗干扰等技术问题,研制出能够真实反映实际摩擦学参数变化,适合于计算机采集的传感器信号变送器,该变送器具有精度高、性能稳定、造价低廉、可扩展性强的特点,已经在多种电阻应变式传感器上得到应用,为以后的研究提供了条件。 (2) 以摩擦学试验机电机控制为背景,研究了用变频器控制交流异步电动机运转的相关问题,分析了变频器在摩擦学测试技术中应用的局限性,探讨了调速特性、输出刚性并提出了稳定速度的解决方法。 (3) 开发了PC机控制变频器调速程序软件,可以通过计算机接口,利用计算机丰富的软件资源,实现动态的、连续改变电动机转速,并可按照预先设定程序运行。应用结果证实:该软件设计合理,使用方便,很好的解决了摩擦学试验中遇到的电机转速控制问题。提高了摩擦学试验的精确度和自动化程度。 (4) 基于VB编程技术,针对摩擦学试验研究普遍使用的销盘摩擦试验机,开发了应用于Windows操作系统的集变频器控制、数掘采集处理和分析为—体摩擦学测试多功能软件,该软件界面友好、操作简单,使用方便,取得很好的应用效果。 (5) 针对摩擦学试验广泛采用的销盘式摩擦试验机的力信号测试问题,在传感器测试结构方面进行改进,并综合应用所研究成功的传感器技术、变频器速度控制技术和计