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图 2-1 轧机
测试系统通常是指为完成一定测试任务而使用的测试仪器、设备的组合，它包括传感器、调理电路、数据采集、微处理器以及显示装置等，它们之间的关系如图2-2。轧制生产大多数处于恶劣的环境中，计算轧制工艺参数虽然有许多理论公式和半经验公式，但还是不如对轧制工艺参数进行直接测定，以取得在不同生产工艺条件下的实测数据作为编制生产工艺规程的依据。从而对现有工艺、设备和产品质量进行改进，判断设备是否符合设计要求，亦或作为系统的反馈信号对生产过程进行自动控制和调解等等。本次轧机的主要测试参量为轧制力、传动轴扭矩等。
图 2-2 测试系统框图
2.2 测试系统在轧机上的运用
近年来，电子技术的发展，特别是仪表和电子计算机的的迅猛发展，大大的推动了测试技术的发展。测试系统包括传感器、信号调理、信号处理、显示与记录等四个典型环节，图2-3为一测试系统框图。在测试系统中，传感器的作用是：当接收被测量的直接作用后，能按一定的规律将被测量转换成同种或别种量值输出，其输出通常是电信号。传感器输出的电信号种类很多，输出功率又太小。一般不能将这种电信号直接输入到后续信号处理电路或输出元件中去。调理环节的主要作用就是对信号进行转换、放大和滤波。信号处理环节接收来自信号调理环节的信号，并进行各种运算、滤波、分析，将结果输出至显示、记录或控制系统。
图2-3测试系统框图
首先传感器是测试系统必不可少的一个重要环节。在轧机测试系统上采用力传感器和扭矩传感器。它们将轧制力、扭矩这些非电量的物理量转换成电量。然后采用电路进行信号调理，常用的信号调理电路有电桥、信号的调制与解调、信号的放大、滤波电路等。电桥是将电阻、电容等变化转化电压或电流输出的一种转化电路。电桥结构简单、精确度和灵敏度较高，易消除温度和环境影响。当输出信号很微弱的时候就需要进行放大。放大器要求频带宽、精度高、线性度好，高输入阻抗，低输出阻抗和强的抗共模干扰能力等。包括运算放大器、测量放大器、可编程增益放大器、隔离放大器和电荷放大器。其中电荷放大器是供压电式传感器专用的一种前置放大器。之后数据采集是测试系统的核心技术之一，即使计算机系统具有获取外界物理信号的能力。它将连续的模拟信号转化成为离散数字信号，该过程包括了采样、量化和编码三个部分。在对模拟信号量化时，采样频率设置必须遵循采样原理，否则会导致频率混淆，不能复现原理连续变化的模拟量。最后计算机软件设计除了应考虑实现测试系统功能外海应考虑系统的实时性、稳定性、可靠性和人机界面的有好程度。
基于以上概述，轧机测试系统通常是指为完成一定测试任务而使用的测试仪器、设备的组合，它包括传感器、调理电路、数据采集、微处理器以及显示装置等。主要测量参数为轧制力和扭矩。所设计的测试系统要保证测量数据的准确性、可靠性和快速性。
3 设计方案论证
3.1轧机的基本要求及技术指标:
最大轧制力—130KN
最大轧制力矩—900N-M
轧制时工作辊最高转速170转（±3%）, 轧制时工作辊最高转速33转（±3%）。
两辊异步差无级可调。
信号测试、数据处理与分析软件的功能—完成信号调理、转换，数据采集与信号分析等功能与软件流程要求设计