01-基于虛擬儀器的溫度測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)-文庫吧
2025-06-13 08:27 本頁面
【正文】 bWindows/CVI軟件平臺(tái)編寫CVI程序，此程序?qū)λ杉男盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示和控制，同時(shí)程序中設(shè)定上限值，當(dāng)溫度超過所設(shè)定的值時(shí)，程序發(fā)出指令由計(jì)算機(jī)輸出到采集卡，通過兩個(gè)通道輸出控制信號(hào)，一個(gè)通道控制傳感器的加熱電源，另一個(gè)通道控制風(fēng)扇，這兩個(gè)終端器件均作用于熱電偶，當(dāng)超限時(shí)通過開關(guān)電路使熱電偶加熱電源切斷，而導(dǎo)通風(fēng)扇電源，使之工作，此時(shí)溫度開始下降，當(dāng)溫度降到所設(shè)定的值時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，數(shù)據(jù)采集卡輸出信號(hào)，導(dǎo)通熱電偶加熱電源，而風(fēng)扇電源切斷，這樣就使得熱電偶維持在所設(shè)定的溫度上，形成一個(gè)完整的閉環(huán)測(cè)試控制系統(tǒng)，能夠完全實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)控儀的功能。三、虛擬儀器測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)此系統(tǒng)分為硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)和軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)。 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)如圖3所示，硬件包括溫度傳感器（熱電偶）﹑SCXI電路調(diào)理箱﹑數(shù)據(jù)采集卡﹑計(jì)算機(jī)﹑開關(guān)電路﹑風(fēng)扇和加熱槽，其中，SCXI電路調(diào)理箱和數(shù)據(jù)采集卡采用NI公司的設(shè)備，SCXI調(diào)理電路由SCXI1121來完成對(duì)極其微弱信號(hào)的調(diào)理，而數(shù)據(jù)采集卡采用PCIMIO16E4型號(hào)，它的精度較高可以輸入輸出177。10v范圍的電壓信號(hào)，而且對(duì)微弱信號(hào)的識(shí)別也很高。風(fēng)扇的電機(jī)工作電壓為24VDC，其中這部分電壓由開關(guān)電路的內(nèi)部電源來實(shí)現(xiàn)，加熱槽的工作電壓為220VAC，這個(gè)工作電壓由外部電源輸入，SCXI1121調(diào)理電路具有可編程控制特性，可以通過軟件調(diào)用LabWindows/CVI的庫函數(shù)，通過對(duì)NIDAQ驅(qū)動(dòng)程序設(shè)置，實(shí)現(xiàn)SCXI電路調(diào)理的功能。調(diào)理電路的作用非常重要，因?yàn)闊犭娕紝徂D(zhuǎn)化的熱電勢(shì)非常微弱，后面部分我們會(huì)看到，當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)測(cè)得電壓僅為幾個(gè)毫伏，而在通常情況下，不用調(diào)理電路，數(shù)據(jù)采集卡是無法識(shí)別這么微弱的信號(hào)的，因?yàn)閿?shù)據(jù)采集卡的最低識(shí)別電壓在50mV以上，所以倘若不用電路調(diào)理箱，所有有用信號(hào)將被淹沒在一片噪音當(dāng)中，而由NI公司提供的SCXI電路調(diào)理箱主要起到隔離放大激勵(lì)濾波的作用。圖4 開關(guān)電路結(jié)構(gòu)圖所用硬件設(shè)備中開關(guān)電路要由自行設(shè)計(jì)完成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。開關(guān)電路三個(gè)輸入口和二個(gè)輸出口，輸入一個(gè)220VAC電壓和有數(shù)據(jù)采集卡的Chanel0，Chanel1兩個(gè)通道的輸出6VDC電壓，即作為加熱槽和風(fēng)扇工作的輸出電壓分別為220VAC和24VDC；其中繼電器的工作電壓為6VDC。整個(gè)硬件平臺(tái)僅有220VAC交流輸入分別作為開關(guān)電路，SCXI電路調(diào)理箱及計(jì)算機(jī)電源輸入，三個(gè)輸入口，沒有其它輸入口，這樣形成了一個(gè)整體的閉環(huán)系統(tǒng)，我們只要對(duì)虛擬儀器（計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)界面）進(jìn)行溫度設(shè)定，就可以完成對(duì)溫度信號(hào)的精確測(cè)試和閉環(huán)控制。 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì) 集中在計(jì)算機(jī)內(nèi)部這一結(jié)構(gòu)模塊上，包括對(duì)數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序NIDAQ的屬性的設(shè)置和在此基礎(chǔ)上的SCXI電路調(diào)理箱的軟件驅(qū)動(dòng)程序?qū)傩缘脑O(shè)置，在以上兩部完成后就是利用由NI公司開發(fā)的LabWindows/CVI軟件平臺(tái)進(jìn)行編程，創(chuàng)建自己的所需要的虛擬儀器測(cè)試與控制系統(tǒng)；其中LabWindows/CVI時(shí)由美國NI公司開發(fā)的一套優(yōu)秀的開發(fā)平臺(tái)，他以C語言為核心，將計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)與數(shù)據(jù)的采集，分析，處理及結(jié)果表達(dá)等儀器專業(yè)工具有機(jī)結(jié)合起來，為熟悉C語言的開發(fā)人員建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及過程監(jiān)控系統(tǒng)提供了一個(gè)理想的軟件開發(fā)環(huán)境，利用此平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)Windows SDK編程，
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