改進(jìn)型數(shù)字皮革收縮溫度測(cè)定儀的研究

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1、＂論文分類號(hào)：２學(xué)校代碼：１０７０８學(xué)號(hào)：１５０６００９後島錡技大爹（ｆｔＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＫＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ．碩士學(xué)位論文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ改進(jìn)型數(shù)字皮革收縮溫度測(cè)定儀的研究曹繼春指導(dǎo)教師姓名：寧鐸教授學(xué)科名稱：電力電子與電力傳動(dòng)論文提交日期：２０１８年３５月論文答辯日期：２０１８年５；月學(xué)位授予單位：陜西科技人學(xué)申請(qǐng)工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：改進(jìn)型數(shù)字皮革收縮溫度測(cè)定儀的研究學(xué)科門(mén)類：工學(xué)

2、一級(jí)學(xué)科：電氣工程培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學(xué)院碩士生：曹繼春導(dǎo)師：寧鐸2018年5月RESEARCHONIMPROVEDDIGITALLEATHERSHRINKAGETEMPERATUREMEASURINGINSTRUMENTAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJichunCaoSuper

3、visor:Prof.DuoNingMay2018改進(jìn)型數(shù)字皮革收縮溫度測(cè)定儀的研究摘要收縮溫度是表征皮革耐濕熱穩(wěn)定性的重要參數(shù)，利用皮革收縮溫度測(cè)定儀對(duì)其精確而高效的檢測(cè)，對(duì)于皮革鞣制加工、應(yīng)用場(chǎng)合選擇都有重要意義和實(shí)用價(jià)值。為滿足市場(chǎng)和科學(xué)研究需求，尤其以生物科學(xué)為代表的新興高科技產(chǎn)業(yè)對(duì)儀器測(cè)量精度和智能化提出更高的要求，本文以MSW-YD4型數(shù)字皮革收縮溫度測(cè)定儀為研究對(duì)象，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，基于電氣工程相關(guān)理論對(duì)其工作機(jī)理和存在的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)地研究，并研制出精度更高的改進(jìn)型樣機(jī)——MSW-YD4S。本文主要工

4、作總結(jié)如下：（1）改進(jìn)型儀器的總體方案設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)行測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和MSW-YD4測(cè)定儀的研究分析，針對(duì)其系統(tǒng)中存在檢測(cè)精度偏低和操作復(fù)雜等問(wèn)題，提出改進(jìn)方案。方案中主要通過(guò)改進(jìn)位移測(cè)量方式、溫度測(cè)量方式以及相關(guān)機(jī)械裝置，以實(shí)現(xiàn)整機(jī)性能的提升。（2）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)改進(jìn)型儀器方案，設(shè)計(jì)出相應(yīng)硬件平臺(tái)。主要是設(shè)計(jì)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)高精度地檢測(cè)其形變（位移），解決了傳統(tǒng)霍爾傳感器位移檢測(cè)精度低的問(wèn)題；采用PT1000測(cè)溫系統(tǒng)替換AD590測(cè)溫模塊，提升測(cè)溫精度并拓寬測(cè)溫范圍；另外設(shè)計(jì)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)、恒速升溫控制、DC-DC開(kāi)關(guān)電

5、源、主控電路、人機(jī)交互等模塊。在機(jī)械硬件方面，主要設(shè)計(jì)點(diǎn)切割式皮革取樣器以及電機(jī)傳動(dòng)等機(jī)械裝置。（3）機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在皮革收縮形變測(cè)量中的應(yīng)用。根據(jù)儀器系統(tǒng)特點(diǎn)研究相應(yīng)的算法，主要采用加權(quán)平均灰度化算法、可以保持邊緣信息的中值濾波法、自適應(yīng)閾值二值化等算法。特別是采用Harris角點(diǎn)檢測(cè)結(jié)合張正友標(biāo)定法，建立起世界坐標(biāo)與圖像像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并實(shí)時(shí)地進(jìn)行位移測(cè)量。（4）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)改進(jìn)型測(cè)定儀的需求，結(jié)合硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的主機(jī)控制軟件和上位機(jī)軟件。主機(jī)控制軟件采用C語(yǔ)言在MDK開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行編程，主要完成主控模塊、

6、信號(hào)采集和處理模塊、恒速升溫控制模塊、人機(jī)交互模塊、串口轉(zhuǎn)USB通信模塊等程序開(kāi)發(fā)；上位機(jī)軟件采用C++語(yǔ)言在MicrosoftVisualStudio2013開(kāi)發(fā)環(huán)境，結(jié)合OpenCV2.4.10庫(kù)進(jìn)行編程，主要實(shí)現(xiàn)圖像處理和軟件監(jiān)控界面的開(kāi)發(fā)。I（5）整機(jī)性能測(cè)試。在完成改進(jìn)型測(cè)定儀的系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試后，對(duì)改進(jìn)型測(cè)定儀試驗(yàn)樣機(jī)的主要性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。主要從位移和溫度的測(cè)量精度、加熱介質(zhì)溫度分布的均勻性以及恒速升溫控制效果等方面，對(duì)兩型儀器進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究。對(duì)整機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明

7、，改進(jìn)型儀器測(cè)量精度等主要性能參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其相較于MSW-YD4型測(cè)定儀具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，無(wú)論在測(cè)量精度，還是在操作的便捷性方面均得到了提高。其中位移測(cè)量精度從0.2mm提升到0.036mm，溫度測(cè)量精度從0.5℃提升到0.18℃，且穩(wěn)定性更好。MSW-YD4S型皮革收縮溫度測(cè)定儀樣機(jī)的研制成功，不僅滿足了基本的測(cè)量需求，而且為嚴(yán)苛的皮革相關(guān)科學(xué)研究提供了技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：皮革收縮溫度，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，PT1000測(cè)溫，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，DC-DC電源，點(diǎn)切割式取樣IIRESEARCHONIMPROVED

8、DIGITALMEASURINGINSTRUMENTFORLEATHERSHRINKAGETEMPERATUREABSTRACTTheshrinkagetemperatureisanimportantphysicalparameterthatcharacterizesthemoisture-heatstability