测力平台说明书b

1《DLUT4060-1测力平台系统》使用手册一、系统简介（一）简介DLUT4060-1型压电式多分量测力平台系统是由大连理工大学体育科研所应用先进测力、传感技术研制而成的动态力测试系统，由测力平台及分析软件两部分组成。系统应用三维压电晶体传感器，实时采集人体运动时的力的变化情况，经专用电荷放大器处理后输入计算机，应用系统专用分析软件，输出各种数据及图表，为体育科学研究、生物力学研究、康复及一般工程中的多维动、静态力的测量提供了一种可靠的测试手段。从而为科学训练及各种测试评价提供准确的定量依据和量化指标，服务于运动训练和科学研究。（二）功能主要实现了对运动员的运动过程进行动力学测量和力学分析的功能。测量时通过安装在测力平台上的四个传感器把各个方向的力整合为8个通道的数据，由数据采集卡进行采集。然后由测力平台系统对通道数据进行力学计算与分析，包括力、力矩、扭矩、力角、冲量和作用点等数据的计算，并给出各种结果数据的曲线图，可非常直观地分析运动员的运动过程，并且提供了多种数据滤波及数据编辑功能；可实现双平台信号同步采集分析；USB接口的数据采集，可以方便的在台式机和笔记本电脑之间互换使用；并可与运动解析系统同步兼容使用，从而为训练指导和体育研究提供综合研究的应用方法与手段。（三）用途和目的该系统主要应用于人体步态分析、动力分析、运动技术诊断、科学选材、医学康复、工程学研究、工业应用（鞋的研制、材料、安全、载荷的研究）。（四）系统配置DLUT4060-1型压电式多分量测力平台YE5850T01多通道电荷放大器（内置A/D数据采集卡）测力平台系统软件电缆计算机（选配）（五）系统结构（见图1）测力平台信号放大器A/D数据采集卡计算机图1系统构成图2（六）测力平台参数二、测力平台安装测力平台的安装是测试工作的重要环节，直接影响测试工作的完成和测试精度。测力平台的安装分以下两种情况。（一）地坑安装法1．在选定的位置按图2所示使用混凝土制作一个长920毫米、宽720毫米、深156毫米的地坑，地坑的四面要求平直，底面要求水平并按图示尺寸预埋四个系统提供的螺钉，固定基座的四个底角螺钉的安放位置见图2，这四个螺钉用于固定测力平台基座，所以四个螺钉处的地面要求处理平滑且在同一平面水平，埋设螺钉时可用基座配合后再抹平底面，注意不要将水泥抹在螺钉的螺纹上。在地坑靠近操作台的一侧设置直径约40毫米的下线管，地坑干燥好后使用测力平台的基座初步测力范围：Fz≤±1000kgfFx、Fy≤±500kgf转矩：Tz≤±10000kgfcm过载能力：20%分辨率：0.01kgf线性误差：（F·S）±1%灵敏度：Z35pc/kgfXY80pc/kgf向间干扰：Fz→Fx、Fy≤±1%Fx→Fy、Fy→Fz≤±1%Fx→Fz≤±2%固有频率：≈700Hz使用环境温度：—10～＋40℃重量：40kg尺寸：600×400×100mm图2地坑制作示意图3检验是否水平，合格后用防水胶涂抹于四个侧面及底面，做防水防潮处理。2．将测力平台紧固在基座上，基座和测力平台接触的支撑面应具有较好的平面度和光洁度，使与平台的四个安装支撑面有良好的接触，要保护好基座的四个支撑面。3．测力平台同基座共同安放在混泥土制作的地坑里。坑底面要水平，与基座底面吻合好，检测没有悬空后用螺母与四个地角螺钉紧固。注意地面不平时，不能把紧，否则会使测力平台变形，不仅影响测试精度，更重要的是会损坏传感器。发现地面不平将测力平台及基座抬出，重新处理地面直到平整为止，再与四个地角螺钉把紧固定。4．平台安装到地坑后，四周放置木质框架。木质框架的制作（见图3），框架在地坑里固定，注意框架内壁不能与测力平台四周接触，应留有5-10mm间隙。5．安装时要保护好插头（或插座）和电缆线，测试时避免工作人员在电缆线上走动，有条件加上保护。6．测力平台顶面视测试要求放置保护防滑板，安装完后要求测力平台的顶面与测试范围地面水平（与地面等高）。7．采用地坑安装法安装的测力台效果图（见图4）图3木质框架制作示意图4（二）地面安装法1．在选定的位置参考图2按图尺寸所示埋设四个系统提供的螺钉，这四个螺钉用于固定测力平台基座，所以四个螺钉处的地面要求处理平滑且在同一平面水平，埋设螺钉时可用基座配合后再抹平表面，注意不要将水泥抹在螺钉的螺纹上。地面干燥好后使用测力平台的基座初步检验是否水平，直到合格为止。2．将测力平台紧固在基座上，基座和测力平台接触的支撑面应具有较好的平面度和光洁度，使与平台的四个安装支撑面有良好的接触，要保护好基座的四个支撑面。3．测力平台同基座共同安放设有螺钉的地面上。地面要与基座底面吻合好，检测没有悬空后用螺母与四个地角螺钉紧固。注意地面不平时，不能把紧，否则会使测力平台变形，不仅影响测试精度，更重要的是会损坏传感器。发现地面不平将测力平台及基座抬出，重新处理地面直到平整为止，再与四个地角螺钉把紧固定。4．测力平台安装在地面后，应在测力平台四周放置木质地台。木质地台的制作高度应与测力平台的高度相同，大小依测试内容及现场条件而定并预留下线管，注意地台的内壁不能与测力平台四周接触，应留有5-10mm间隙。5．安装时要保护好插头（或插座）和电缆线，测试时避免工作人员在电缆线上走动，有条件加上保护。6．测力平台顶面视测试要求放置保护防滑板（胶），安装完后要求测力平台的顶面与测试范围地面水平同高，参见图4。1.木质框架2.测力平台3.基座4.混凝土地基5.下线管图4安装测力平台参考图5三、YE5850T01电荷放大器的应用（一）概述YE5850T01是一种多通道准静态电荷放大器，可配接电荷输出型各种传感器，进行准静态、动态测试。传感器灵敏度内部归一化，增益固定、低通滤波器上限固定，输出零点可调，并具有过载指示功能。内置多通道USB接口的数据采集器，构成了一套独立的测试系统。（二）主要技术参数1、通道数：8CH2、最大电荷输入量：±105pc3、直流分流电阻：约1014Ω4、放大器灵敏度：CH1-4:10mV/KG；CH5-8:5mV/KG5、传感器灵敏度调节：内部已调整CH1-4:77PC/KGCH5-8:44PC/KG6、输出过载指示：输出超过±10Vp时红色发光二极管亮7、滤波器，高通：由放大器本身下限决定，约2uHz低通：1KHZ，-3dB±1.5dB,-12dB/oct8、输出极性：+9、最大输出：±10Vp/5mA10、输出噪声:≤1mVrms11、电源：AC220V±10%,50HZ（三）使用说明：一、通道面板功能说明（见图5）1）INPUT：电荷输入端Q，可配接各种电荷输出型传感器；2）OUTPUT：信号输出；供配接电压表，示波器，记录器等仪器；3）CHXX：通道号，对应前面板上的通道序号；4）CH1-4：配接的传感器灵敏度为77PC/KG，最大额定载荷为500KG，对应输出为5V；相当于每KG输出10mV的电压；5）CH5-8：配接的传感器灵敏度为44PC/KG，最大额定载荷为1000KG，对应输出为5V；相当于每KG输出5mV的电压；如果选择的传感器灵敏度有差异，请在计算时要进行折算，本机是参照上述灵敏度进行归一化处理的。二、前面板功能说明（见图6）1）电源开关：控制整机的电源；2）电源指示灯：当电源开时，该指示灯点亮（绿色）；否则请检查电源是否已正确提供；3）过载指示灯：计八只，分别对应八个通道。当该通道的输出超过±10Vp时红色发光二极管点亮；图5YE5850TO1通道面板图64）零电位器：开机后各通道输出会有直流零点，可通过调节电位器，来调整相应通道的输出直流零点；如果零点较大，可通过复位，来减小零点，再进行调整；5）复位/工作切换键：每一通道均设置了通道复位/工作切换键。为保护内部MOSFET管安全，在未进行测试时，将该健置于复位状态；测试时，置于工作状态。只有该健置于工作状态，该通道才能进行正确测试；6）复位/工作切换键：为8个通道的总复位键。当该键置于复位状态时，8个通道全部处于复位状态（无论此时通道处于复位或工作状态）；只有该键置于工作状态时，各通道才可设置各自的复位/工作状态三、后面板功能说明（见图7）后面板有两块组成：1）USB接口：YE5850T01内部装有USB接口的数据采集器。该接口与计算机的USB接口直接相连；2）电源输入座：供电电源AC220V50HZ，该座内有工作保险丝和备用保险丝各一只，保险丝额定电流为1A；（四）使用注意事项1、复位：仪器在预热和非测量时，应置于复位状态。在测量时将复位开关置于工作状态进行测试，测试完成后，仍置于复位，以确保内部MOSFET管安全。2、电缆的选用：传感器与仪器间应采用低噪音电缆连接；在被测机械量较小时，应防止电缆的抖动，电缆线应远离电场及放电的干扰点。动态测量时，可用STYV-1聚乙烯低噪音电缆线。准静态测量时可用STFF0.9聚四氟乙烯低噪音电缆线。请不要用手或其它东西接触L5输入插座、L5电缆插头绝缘部分，以免绝缘电阻下降，影响极低频测量。L5头和座连接时应拧紧。当YE5850T01接上输入电缆后漂移增大，应检查电缆线绝缘电阻是否下降；接上传感器后漂移增大，应检查传感器绝缘电阻是否降低。3、调零：开机后通道输出会有直流零点，应通过前面板上对应的调零电位器进行调节，同时图6YE5850TO1前面板示意图图7YE5850T01后面板示意图7监测输出的直流零点，以保证输出零点不会影响输出的幅度。4、接地：YE5850T01是一种准静态电荷放大器，为保证其工作物稳定和精度，应选择合适的接地点。（五）附件：1.YE5850T01电荷放大器（八通道）1台2.输入电缆线：8根3.输出电缆线：8根4.电源线1根5.保险丝（1A）2只6.使用说明书1本7.产品合格证1份8四、系统安装与连接（一）硬件安装与连接首先，使用系统提供的低噪音电缆将平台与电荷放大器相连，接线时，先将电缆与平台插座按标号一一对应连接，在接入电荷放大器输入插座之前，要将电缆插头的正、负极进行短接，否则易损害电荷放大器。不使用时平台及电荷放大器的各插头（插座）应安装保护帽保持清洁。其次，再将电荷放大器的输出与计算机的USB口相连。系统连接完毕。注意：所有的连接工作都要求所有设备处于关电状态，严禁带电操作！在完成测力平台的安装、设备的连接后，检查确信安装无误后，请按照用户手册进行软件安装，再运行软件系统检验整个系统的运行情况。（二）软件安装与运用（见《测力平台用户手册》部分）五、DLUT4060-1型压电式多分量测力平台的应用（一）开关机顺序当操作人员在测试现场完成了测力平台整套设备的安装和连接后就可以准备测试，首先将系统各部件按照“电荷放大器——微机显示器——微机主机”的顺序逐一接通电源（其中电荷放大器一定要按照说明书操作）然后运行微机中的系统软件进行对应的测试工作。测试完毕按照“”顺序关闭电源。（二）参数选择与软件应用（见《测力平台用户手册》部分）六、一般测试过程中可能出现的问题（一）无信号出现，检查各接头接触是否良好、导线是否导通、电荷放大器是否处于截止状态等。（二）称重模块中示值不能保持，检查平台输出插座、电缆插头或电荷放大器输入插座是否清洁或受潮。若属受潮可用红外线或其他干燥元烘烤；如属不洁，用白绸布沾无水乙醇擦净干燥。（三）采样时间设置过长或过短，采样时间选择的依据是在选定的采样时间内所采到的数据中有大于75%的信号成份，如果采样时间选的过短，就不能完整的描述运动的全过程；如果采样时间选的过长，就不能正确响应生物运动的高频成份，从而导致动态测量的精度下降。（四）采样频率不适，针对动态力测试（蹬、踏等）或准静态力测试（步态分析等）应选择不同的频率。