基于labview的加速度传感器性能测试系统的设计与实现.pdf

硕士学位论文
摘要
加速度传感器广泛应用于工业、军事、航天和民用领域，本文从加速度传感
器检测加速度的物理学原理出发，阐述了加速度传感器测试的实现方法，从而得
出了用匀速旋转产生向心加速度的方法来解决测试所需要的加速度的结论，即将
加速度传感器固定在匀速旋转的圆盘上来测试它在不同加速度条件下的输出特
性。设计出了一套完整的加速度传感器性能测试系统。
首先，开发了一套适合加速度传感器性能测试的数据采集子系统。数据采集
子系统采用 PIC16F877A 单片机作为数据采集的主控芯片，它通过射频芯片
nRF2401 接收上位机的命令并对其解释，从而进行相应的数据采集，然后将采集
到的数据通过射频芯片 nRF2401 发送至上位机。实现了 JSD101，JSD103 和 JSD201
三种加速度传感器性能数据的采集。
其次，利用 RS-232 接口将采集终端的数据和计算机连接起来，组成采用 RS-
232 串口通信转射频通信的方法将数据采集子系统的射频数据和计算机的串口数
据进行交换。实现了 RF/RS-232 的数据通信转换功能。
最后，上位机采用 LabVIEW 开发出了具有界面友好，美观和适合测试者使
用的强大的数据处理软件。软件通过计算机的串口分别控制数据采集和电机驱动
的圆盘转动，实现了三种加速度传感器在不同加速度值下的输出特性的测量。该
软件能够对数据进行采集和分析，得出加速度传感器的输出特性曲线，根据不同
标准判断被测试传感器是否合格。
本文详细介绍了系统的解决方案、采样子系统的软硬件设计、系统的通信协
议、LabVIEW 程序设计方法、系统中数据采集、分析和处理、显示特性曲线以
及报表生成的方法。
关键词：加速度传感器；性能测试；射频通信；LabVIEW；匀速旋转；PIC16F877
单片机；nRF2401
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基于 LabVIEW 的加速度传感器性能测试系统的设计与实现
Abstract
The acceleration sensor has been widely applied to such domain as industry,
military, astronautics and civil. This article elaborates on the realization of
acceleration sensor test from the point of physical principle of acceleration sensor
testing acceleration, and thus obtains the conclusion that using the approach of
producing centripetal acceleration by revolving with the uniform speed can solve the
production of the acceleration needed in the test. That is, fixing the acceleration
sensor in the disc revolving with uniform speed to test the output characteristic under
various condition of accelerating. A set of complete acceleration sensor performance
test system is designed.
First, a data-collecting sub-system that is suit to the acceleration sensor
performance test has been developed. The data acquisition subsystem uses the
PIC16F877A MCU as the major controlling chip to collect da