竹木板材动态模量在线检测系统

竹木板材作为一种原料，被广泛用于生产家具、地板及工程装修等。其中，弹性模量和剪切模量是其重要的力学性能指标。为快速无损测定竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量，设计了一种基于FPGA的板材动态弹性模量和剪切模量测试系统。系统通过全桥电阻应变传感器拾取板材的冲击响应信号，信号经过调理电路放大后输入FPGA开发板，进行模数转换及频谱变换，得到振动信号的一阶模，最后计算得到竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量。为方便用户使用，该系统增加了上位机显示体系，实现信号采集、频谱分析、一阶模提取、模量计算等功能，执行一次测试仅需几秒。为验证测量方案的可行性，与分离刚度法测试进行了对比，其弹性模量的相对误差在0.14%～2.59%,平均误差为1.46%;剪切模量的相对误差在0.32%～7.45%,平均误差为4.18%。实测数据表明，该动态模量在线检测系统可以有效地测量竹木板材的动态弹性模量和动态剪切模量，处理速度快、应用灵活、稳定性强，可满足生产过程的实时检测需求。