推拉力計測量過(guò)程圖形化記錄方法研究論文
論文摘要：針對推拉力計測量過(guò)程圖形化顯示提出了一種測試過(guò)程數據曲線(xiàn)生成方法，通過(guò)對測量力值定時(shí)取值形成曲線(xiàn)一般點(diǎn)，對連續采集的三次測量力值相互比較形成曲線(xiàn)的波峰和波谷點(diǎn)。該測量過(guò)程數據曲線(xiàn)生成方法能準確反映整個(gè)測量過(guò)程的力值變化，使得測力過(guò)程直觀(guān)、便捷，測試結果真實(shí)可靠。
論文關(guān)鍵詞：測量過(guò)程,圖形化,推拉力計
前言
推拉力計是為輕工產(chǎn)品主要技術(shù)性能指標定量測試之用的測力計，當前的主要類(lèi)型有指針式、數字顯示式測力儀。隨著(zhù)現代數據可視化技術(shù)的發(fā)展和廣泛應用，測試過(guò)程圖形顯示的測力儀由于測試過(guò)程的直觀(guān)、準確等優(yōu)點(diǎn)即將取代傳統測力儀，圖顯式測力儀的主要技術(shù)問(wèn)題便是力值曲線(xiàn)的生成問(wèn)題，測力值曲線(xiàn)生成技術(shù)還未見(jiàn)文獻報道，傳統的曲線(xiàn)生成技術(shù)由于生成效率問(wèn)題或不能準確反映測量過(guò)程等問(wèn)題而不能適合圖顯式測力儀，為此，本文提出了一套測力值曲線(xiàn)生成算法，包括定時(shí)測量力值法、定時(shí)取值描點(diǎn)法、附加描點(diǎn)法，該算法繪制的測力值曲線(xiàn)能準確反映整個(gè)測量過(guò)程的力值變化，測試記錄圖勻速性好。
1測力值曲線(xiàn)生成算法
1.1算法概述
測量力值法
設力值測量時(shí)間間隔△t，一次測試時(shí)間為t，則從時(shí)間值0開(kāi)始，每隔△t采集一次測力值，由表示，并按時(shí)間順序保存為測力值記錄表。
定時(shí)取值描點(diǎn)法
設力值定時(shí)取值時(shí)間間隔為△T（△T為△t的數倍），取值時(shí)間為一次測試時(shí)間為t，則從時(shí)間值0開(kāi)始掃描測力值記錄表，每隔△T取一個(gè)測力值Y及相應的時(shí)間值T形成一個(gè)描點(diǎn)，并按時(shí)間順序保存。
附加描點(diǎn)法
如完全按定時(shí)取值描點(diǎn)法可能會(huì )過(guò)濾掉峰值點(diǎn)和谷點(diǎn)，此時(shí)，按附加描點(diǎn)法補充峰值點(diǎn)和谷點(diǎn)。
1.2算法執行過(guò)程
�。�1）首先按測量力值法形成測力值記錄表，并從時(shí)間值0開(kāi)始按定時(shí)取值描點(diǎn)法形成描點(diǎn)，在定時(shí)取值描點(diǎn)過(guò)程中掃描測力值記錄表時(shí)，對連續的三次測量力值、、進(jìn)行相互比較，并設拐點(diǎn)閥值參數為；
�。�2）當＜＜或>>，說(shuō)明力值變化是個(gè)遞增量或遞減量，沒(méi)有出現波峰和波谷拐點(diǎn)，按定時(shí)取值描點(diǎn)法進(jìn)行記錄描點(diǎn)，直到掃描到測力值記錄表最后一點(diǎn)結束，并將最后一點(diǎn)形成描點(diǎn)；
�。�3）當＜，時(shí)，同時(shí)│-│>，波峰產(chǎn)生，如波峰產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)位與定時(shí)取值描點(diǎn)法的描點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)位不重復，則定時(shí)取值描點(diǎn)法將波峰力值作為時(shí)間點(diǎn)位的力值形成附加描點(diǎn)，同時(shí)將掃描點(diǎn)時(shí)間修改為，繼續轉向（2）進(jìn)行定時(shí)取值描點(diǎn)；
�。�4）當＞，＞時(shí)，同時(shí)│-│>，波谷產(chǎn)生，如波谷產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)位與定時(shí)取值描點(diǎn)法的描點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)位不重復，則定時(shí)取值描點(diǎn)法將波谷力值作為時(shí)間點(diǎn)位的力值形成附加描點(diǎn)，同時(shí)將掃描點(diǎn)時(shí)間修改為，繼續轉向（2）進(jìn)行定時(shí)取值描點(diǎn)。
執行完上述過(guò)程即可形成一張準確反應測試過(guò)程的、數據量精簡(jiǎn)的描點(diǎn)表，按時(shí)間順序將描點(diǎn)表中的點(diǎn)繪制成直線(xiàn)段即形成測試過(guò)程曲線(xiàn)圖。
2曲線(xiàn)生成算法計算實(shí)例
下面結合實(shí)際測試的“輕觸按鍵”的抗壓力測試實(shí)驗對算法計算過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明：
設一次測試時(shí)間為1.0s，則定時(shí)測量力值法的力值測量時(shí)間長(cháng)度和定時(shí)取值描點(diǎn)法的描點(diǎn)時(shí)間長(cháng)度t均為1.0s。
設定時(shí)測量力值法中的力值測量時(shí)間間隔△t為0.01s，定時(shí)取值描點(diǎn)法中的描點(diǎn)的時(shí)間間隔△T都為0.1s，則所述的定時(shí)測量力值法的測量時(shí)間點(diǎn)位為0.01s、0.02s、0.03s、0.04s、0.05s………0.98s、0.99s、1.0s，描點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)位為0.1s、0.2s、0.3s、0.4s、0.5s、0.6s、0.7s、0.8s、0.9s、1.0s。按照設定的測量時(shí)間,本實(shí)例實(shí)際測量力值變化圖如圖1所示。
圖1實(shí)際測量力值變化圖
如圖1所示，在測試時(shí)間0.40S之前，連續采集測量的力值變化是個(gè)遞增量，即＜＜，沒(méi)有出現波峰和波谷拐點(diǎn)。力值測試的圖形化記錄按定時(shí)取值描點(diǎn)法進(jìn)行圖形記錄描點(diǎn)，如圖2中的OA段。
圖2本文算法的測試過(guò)程曲線(xiàn)
如圖1所示，在測試時(shí)間0.40S-0.42S之間，定時(shí)測量力值法連續采集的三次測量力值、、，且＜，，說(shuō)明力值在測試過(guò)程有波峰產(chǎn)生，同時(shí)，波峰產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)t＝0.41S，波峰產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)位與定時(shí)取值描點(diǎn)法的描點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)位不重復，定時(shí)取值描點(diǎn)法將波峰力值作為附加力值在時(shí)間點(diǎn)位給予附加描點(diǎn)，如圖2中的B點(diǎn)，B點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)位取0.42S，B點(diǎn)的力值取圖1中的波峰力值，連接A、B兩點(diǎn)，AB段為附加的力值變化圖形記錄圖。
如圖1所示，在測試時(shí)間0.47S-0.48S之間，定時(shí)測量力值法連續采集的三次測量力值、、，且＜，，說(shuō)明力值在測試過(guò)程有波谷產(chǎn)生，同時(shí)，波谷產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)位t＝0.47S，波谷產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)位與所述定時(shí)取值描點(diǎn)法的描點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)位不重復，定時(shí)取值描點(diǎn)法將波谷力值作為附加力值給予描點(diǎn)，如圖2中的C點(diǎn)，C點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)位取0.48S，C點(diǎn)的力值取圖1中的波谷力值，連接B、C兩點(diǎn),BC段為附加的力值變化圖形記錄圖。
如圖1所示，在測試時(shí)間0.48S-0.70S之間，連續采集測量的力值變化是個(gè)遞增量，即＜＜，沒(méi)有出現波峰和波谷拐點(diǎn)。力值測試的圖形化記錄按定時(shí)取值描點(diǎn)法進(jìn)行圖形記錄描點(diǎn)，如圖2中的CHD段。
如圖1所示，在測試時(shí)間0.69S-0.71S之間，所述的定時(shí)測量力值法連續采集的三次測量力值、、，且＜，，說(shuō)明力值在測試過(guò)程有波峰產(chǎn)生，同時(shí)，波峰產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)位t＝0.7S，此時(shí)，波峰產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)位與所述定時(shí)取值描點(diǎn)法的描點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)位0.7s重復，因此，該波峰的力值已在定時(shí)取值描點(diǎn)法形成的記錄表中，如圖2中的D點(diǎn)，不再形成附加記錄描點(diǎn)。
同理，在測試時(shí)間0.71S-1.0S之間，連續采集測量的力值變化是個(gè)遞減量，沒(méi)有出現波峰和波谷拐點(diǎn)。力值測試的圖形化記錄按定時(shí)取值描點(diǎn)法進(jìn)行圖形記錄描點(diǎn)，如圖2中的DE段。
由上得知，圖2中的OABCHDE曲線(xiàn)為本算法在“輕觸按鍵”的抗壓力測試實(shí)驗應用中所得到的力值測量圖形化記錄圖。
3算法計算結果比較
如圖3所示，該圖為“輕觸按鍵”的抗壓力測試實(shí)驗中應用傳統單一的'定時(shí)取值描點(diǎn)法所反映的力值變化記錄圖，雖然該定時(shí)取值描點(diǎn)法采集到整個(gè)測試過(guò)程中的唯一波峰值（圖3中的D’點(diǎn)位），但與本文算法的力值測量圖形化記錄圖（圖2）對比，仍丟失了在0.4s和0.5s之間的波峰和波谷兩個(gè)拐點(diǎn)(圖2中的B、C點(diǎn)位），使得力值測試曲線(xiàn)OA’H’D’E’存在“丟幀”現象。
圖3傳統的定時(shí)取值描點(diǎn)法生成的測試過(guò)程曲線(xiàn)
綜上所述，本文算法與現有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
�。�、測試記錄圖勻速性好。本文算法所生成的圖形在增加描點(diǎn)數量的基礎上，保證整個(gè)描點(diǎn)速度不受影響，使得測試曲線(xiàn)具有更好的勻速性。
�。�、力值變化的真實(shí)性得到可靠保證。在有限的內存容量上，同時(shí)實(shí)現定時(shí)描點(diǎn)和附加描點(diǎn)相結合，有效地保證了整個(gè)測試過(guò)程中力值變化的真實(shí)性。
4算法實(shí)現實(shí)例
將上述算法通過(guò)C語(yǔ)言編程在單片機上實(shí)現，如下圖4所示，該圖是某一測力過(guò)程數據的曲線(xiàn)段顯示圖，準確地反映了測力過(guò)程中力值的變化，形象、直觀(guān)，且記錄數據量少，效率高。
圖4測力值曲線(xiàn)生成界面及效果
5結束語(yǔ)
本文針對推拉力計測量過(guò)程圖形化顯示提出了一種測試過(guò)程數據曲線(xiàn)生成方法，主要由測量力值法、定時(shí)取值描點(diǎn)法、附加描點(diǎn)法組成。該測量過(guò)程數據曲線(xiàn)生成方法能準確反映整個(gè)測量過(guò)程的力值變化，使得測力過(guò)程直觀(guān)、便捷，測試結果真實(shí)可靠，可推廣應用至所有單值測量?jì)x器中。
參考文獻
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