基于LabVIEW的虛擬服裝壓測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

1、服裝壓力舒適性是服裝舒適性重要部分，而服裝壓的測(cè)量是客觀評(píng)價(jià)服裝壓力舒適性的依據(jù)，因此服裝壓的測(cè)量顯得尤為重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，新的測(cè)試儀器突破了傳統(tǒng)儀器的概念，測(cè)試儀器的功能和作用也發(fā)生了質(zhì)的變化，虛擬儀器的概念也應(yīng)運(yùn)而生。
　　論文中探討如何將虛擬儀器運(yùn)用到服裝壓測(cè)量中，并開(kāi)發(fā)構(gòu)建了基于LabVIEW的虛擬服裝壓測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)主要分為硬件和軟件兩大部分。硬件平臺(tái)由壓力傳感器、放大器、

2、信號(hào)調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡以及計(jì)算機(jī)等部件組成。傳感器選用美國(guó)Tekscan公司開(kāi)發(fā)的FlexiforceA201型壓力傳感器，它適于測(cè)試柔性接觸面小的壓力，其作用是將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)。放大器采用Tecscan公司推薦的電路圖，其作用是將傳感器輸出阻抗轉(zhuǎn)化為輸出電壓，利于信號(hào)的采集。信號(hào)調(diào)理器采用美國(guó)國(guó)家儀器公司NI(NationalInstrument)SCXI系列的信號(hào)調(diào)理器，其作用是過(guò)濾傳感器輸出的信號(hào)。數(shù)據(jù)采集卡采用NI

3、公司低成本的E系列數(shù)據(jù)采集卡PCI-6024E，其作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，將外部的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠處理的信號(hào)。硬件平臺(tái)搭建好后，對(duì)傳感器進(jìn)行了靜態(tài)標(biāo)定，包括傳感器適應(yīng)、重復(fù)性、建立傳感器輸入負(fù)載與輸出電壓的線性關(guān)系和遲滯性檢驗(yàn)等，為后續(xù)數(shù)據(jù)采集做準(zhǔn)備。
　　運(yùn)用NI公司圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW的底層VI—DAQmx編寫(xiě)了服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的程序。程序主要包括5個(gè)模塊:控制與定時(shí)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)顯示與分析

4、處理模塊和錯(cuò)誤處理模塊。介紹了每個(gè)模塊的具體程序和運(yùn)行原理，并提供了服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的操作說(shuō)明。
　　評(píng)價(jià)了基于LabVIEW的虛擬服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)試性能，主要評(píng)價(jià)了測(cè)量系統(tǒng)的精密度和準(zhǔn)確度。精密度的評(píng)價(jià)是采用R&R法（Repeatability重復(fù)性和Reproducibility再現(xiàn)性評(píng)定方法），通過(guò)一種束褲用彈力面料20個(gè)相同試樣的“服裝壓”測(cè)試結(jié)果，計(jì)算得到(R&R)％值=19.93％，根據(jù)R&R的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，發(fā)現(xiàn)基于Lab

5、VIEW服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的精密度良好。作為對(duì)比，用同樣的方法評(píng)價(jià)了應(yīng)用廣泛的AMI氣囊式壓力測(cè)量系統(tǒng)的精密度，其(R&R)％值=19.21％，略小于基于LabVIEW服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的R&R值，表明基于LabVIEW服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的精密度略低于氣囊式服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的精密度，但相差并不大。另外，由20個(gè)相同試樣的服裝壓測(cè)試結(jié)果，計(jì)算了兩種測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)CV值，比較其測(cè)試結(jié)果的離散程度?；贚abVIEW服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的CV=5.9

6、％，氣囊式壓力測(cè)量系統(tǒng)的CV=3.9％，表明前者穩(wěn)定性稍差于后者的穩(wěn)定性，但是兩者差異不大。準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)分為兩步:第一，以AMI氣囊式壓力測(cè)量系統(tǒng)為基準(zhǔn)調(diào)整基于LabVIEW服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的程序。具體步驟是分別用這兩種測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其他4種束褲用面料在不同伸長(zhǎng)率(10％、20％、30％、40％和50％)下試樣的“服裝壓”進(jìn)行測(cè)試，對(duì)其測(cè)試結(jié)果用SPSS進(jìn)行曲線擬合分析，得出兩種測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果的擬合關(guān)系式Y(jié)=1.171x3-4.336x2+

7、6.315x-0.177，其中Y代表氣囊式壓力測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試的服裝壓(kPa)，x代表基于LabVIEW服裝壓測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試的服裝壓(kPa)。擬合的R2=0.939，說(shuō)明擬合效果顯著。第二，根據(jù)擬合關(guān)系式調(diào)整基于LabVIEW服裝壓測(cè)量系統(tǒng)的程序。用調(diào)整后的服裝壓測(cè)量系統(tǒng)重新測(cè)量4種束褲用面料在不同伸長(zhǎng)率(10％、20％、30％、40％和50％)下試樣的“服裝壓”，并對(duì)其測(cè)試結(jié)果與氣囊式壓力測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)，得出調(diào)整程序后