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摘 要

拉伸试验在材料力学中占据重要地位，因为它能够检测材料的力学性能。在许多领域都需要了解材料的性能，把材料用到该领域合适的地方，尤其是在建筑等行业。由于很多从前没发现的材料被不断的发现，以往的老式的材料试验机就没有办法达到新材料的检测要求，于是由计算机和虚拟仪器等技术结合的新的材料试验机逐渐被研究出来了。

为了课题的研究，本论文详细介绍了试验机的各种原理。在软件设计方面选择了更符合课题要求的LabVIEW软件进行系统的设计，本论文设计的系统功能主要包括数据实时显示、数据的处理、数据的通信等。本论文详细地论述了设计过程中的方案设计以及功能模块的划分。

系统设计完毕以后，对各个功能都进行了相应的测试，最后结果表明，本论文所设计的系统能够正常运行，并且每个功能都能够很好地实现，并不会出现运行错误等问题，能够达到预期的设计要求。

关键词： 材料试验机 LabVIEW 系统设计 串口通信

Software design of test system for electronic material testing machine based on LabVIEW

Abstract

The tensile test plays an important role in mechanics of materials. Because it can measure the mechanical properties of materials. The performance of materials is required in many fields, and people should apply materials to the appropriate areas of the field, especially in the construction industry. Since many of the materials that have not been found before are constantly discovered, the old materials testing machines have failed to meet the requirements of new materials testing. As a result, new material testing machines, combined with computer and virtual instruments, have been developed.

In order to study the subject, this paper introduces the principles of the test machine in detail. In the aspect of software design, LabVIEW software, which is more in line with the requirements of the project, is chosen to design the system. The system functions of this paper include real-time data display, data processing, data communication and so on. In this paper, the design of the design process and the division of functional modules are discussed in detail.

After the system design, each function has been tested. Finally, the results show that the system designed in this thesis can operate normally. And each function can be well implemented, and there will be no running errors and other problems, to achieve the desired design requirements.

Key Words：material testing machine; LabVIEW；system design；serial communications

目录

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2发展趋势 1

1.2.1材料试验机的发展 1

1.2.2 LabVIEW的应用现状 4

1.3课题的主要研究内容和主要工作 5

第二章 试验机系统的总体分析 6

2.1试验机系统的工作原理 6

2.1.1试验机系统的工作原理 6

2.1.2系统的测量原理 7

2.2系统软件开发平台-LabVIEW 9

2.2.1开发语言的选择 9

2.2.2开发系统的关键技术 10

第三章 试验机测试系统方案设计 11

3.1系统设计原则及开发过程和要求 11

3.1.1系统的设计原则及要求 11

3.1.2软件开发过程 12

3.2系统方案设计 12

3.2.1系统的需求分析 12

3.2.2软件功能设计 13

3.2.3 LabVIEW设计模式 14

第四章 系统的软件设计和实现 17

4.1用户界面设计 17

4.1.1登录界面设计 17

4.1.2操作界面设计 17

4.2通信模块设计 20

4.2.1流程图部分 20

4.2.2程序图部分 22

4.3数据显示模块设计 24

4.3.1数据实时显示模块 24

4.3.2历史数据显示模块 24

4.4数据存储模块设计 25

4.6打印报告模块设计 25

4.7数据处理模块设计 26

第五章 软件测试结果与分析 28

5.1测试环境的搭建 28

5.2系统测试结果与分析 30

第六章 结论 34

6.1论文总结 34

6.2展望 34

参考文献 36

第一章 绪论

1.1课题背景

拉伸试验是非常重要的检测材料力学性能的试验方法之一。通过试验机对材料进行测试，就能够获得材料的许多性能数据，包括强度、塑性等。而这些实验测得的数据可以给很多研发设计带来参考价值，也可以应用到其他领域中。

电子材料试验机在测量材料的力学性能方面非常擅长，是测量的基础设施之一，也是如今使用最多的试验机类型，是专用的测试仪器。它是由计算机控制的，并且与虚拟仪器等技术相结合。电子材料试验机可以做到自动控制等功能，已存在很大的优势。而且它应用于很多的领域，包括电子、机械等领域，能够通过拉伸、压缩等试验来判断用于各行业如纺织、橡胶等的材料的性能指标，凭借性能指标来确定用该材料制成的产品的品质。

由于实验方式会有差异并且用户的需求也不可能是相同的，所以要求程序员每次实验前都要对程序进行相应的修改。如果按照传统的分析、设计编码、测试和维护的开发方式，存在着工作没有继承性、开发周期长的缺点。因此使用虚拟仪器技术，将可能会用到的仪器功能进行封装，能够做到重复使用，这就可以有效解决以上问题。同时试验机必须做到实时准确，这样才能精确控制横梁的运动，快速采集数据，并及时处理数据。

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