基于LabVIEW的虛擬服裝壓測量系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、服裝壓力舒適性是服裝舒適性重要部分，而服裝壓的測量是客觀評價服裝壓力舒適性的依據(jù)，因此服裝壓的測量顯得尤為重要。隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)與測量系統(tǒng)實現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，新的測試儀器突破了傳統(tǒng)儀器的概念，測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)運而生。
　　論文中探討如何將虛擬儀器運用到服裝壓測量中，并開發(fā)構(gòu)建了基于LabVIEW的虛擬服裝壓測量系統(tǒng)，系統(tǒng)主要分為硬件和軟件兩大部分。硬件平臺由壓力傳感器、放大器、

2、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡以及計算機(jī)等部件組成。傳感器選用美國Tekscan公司開發(fā)的FlexiforceA201型壓力傳感器，它適于測試柔性接觸面小的壓力，其作用是將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號。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，利于信號的采集。信號調(diào)理器采用美國國家儀器公司NI(NationalInstrument)SCXI系列的信號調(diào)理器，其作用是過濾傳感器輸出的信號。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，其作用是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，將外部的模擬信號轉(zhuǎn)化為計算機(jī)能夠處理的信號。硬件平臺搭建好后，對傳感器進(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)系和遲滯性檢驗等，為后續(xù)數(shù)據(jù)采集做準(zhǔn)備。
　　運用NI公司圖形化編程語言LabVIEW的底層VI—DAQmx編寫了服裝壓測量系統(tǒng)的程序。程序主要包括5個模塊:控制與定時模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)顯示與分析

4、處理模塊和錯誤處理模塊。介紹了每個模塊的具體程序和運行原理，并提供了服裝壓測量系統(tǒng)的操作說明。
　　評價了基于LabVIEW的虛擬服裝壓測量系統(tǒng)的測試性能，主要評價了測量系統(tǒng)的精密度和準(zhǔn)確度。精密度的評價是采用R&R法（Repeatability重復(fù)性和Reproducibility再現(xiàn)性評定方法），通過一種束褲用彈力面料20個相同試樣的“服裝壓”測試結(jié)果，計算得到(R&R)％值=19.93％，根據(jù)R&R的評價準(zhǔn)則，發(fā)現(xiàn)基于Lab

5、VIEW服裝壓測量系統(tǒng)的精密度良好。作為對比，用同樣的方法評價了應(yīng)用廣泛的AMI氣囊式壓力測量系統(tǒng)的精密度，其(R&R)％值=19.21％，略小于基于LabVIEW服裝壓測量系統(tǒng)的R&R值，表明基于LabVIEW服裝壓測量系統(tǒng)的精密度略低于氣囊式服裝壓測量系統(tǒng)的精密度，但相差并不大。另外，由20個相同試樣的服裝壓測試結(jié)果，計算了兩種測量系統(tǒng)測試結(jié)果的變異系數(shù)CV值，比較其測試結(jié)果的離散程度。基于LabVIEW服裝壓測量系統(tǒng)的CV=5.9

6、％，氣囊式壓力測量系統(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)確度的評價分為兩步:第一，以AMI氣囊式壓力測量系統(tǒng)為基準(zhǔn)調(diào)整基于LabVIEW服裝壓測量系統(tǒng)的程序。具體步驟是分別用這兩種測量系統(tǒng)對其他4種束褲用面料在不同伸長率(10％、20％、30％、40％和50％)下試樣的“服裝壓”進(jìn)行測試，對其測試結(jié)果用SPSS進(jìn)行曲線擬合分析，得出兩種測量系統(tǒng)測試結(jié)果的擬合關(guān)系式Y(jié)=1.171x3-4.336x2+

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