【正文】 傳感器 具備的沒超出 規(guī)定的時(shí)間 仍在允許誤差內(nèi)的能力 。 從全球來看 ， 汽車市場(chǎng)仍然是傳感器市場(chǎng)增長最快的 ，過程控制市場(chǎng) 僅次其后 ， 同時(shí)值得一提的是通訊市場(chǎng)具有很好的發(fā)展前途 。 9 3 壓力傳感器 壓力 傳感器 作為一種最常見的 工業(yè)傳感器，通常 主要 是 通過 壓電效應(yīng) 來實(shí)現(xiàn)制造的 ， 以此它還有一個(gè)名字是 壓電傳感器 。 雖然 酒石酸鉀鈉 的 壓電系數(shù) 以及 壓電 的 靈敏度 非常大 ，但是它 的局限性在于只能應(yīng)用在 室溫 環(huán) 境以及 濕度比較低的環(huán)境 。 同時(shí)，它 也在 槍炮子彈 出膛 一瞬間的膛壓的變化 等 軍事工業(yè) 中 得到了不小的應(yīng)用 。15% 5. 接線方式： 2wire 3wire 6. 電源消耗： 25 mA 5 mA 7. 防護(hù)等級(jí)： IP65 選取 原則 因?yàn)?原理 和 結(jié)構(gòu) 的不同出現(xiàn)了大量種類的 傳感器， 而如何根據(jù)測(cè)量的對(duì)象和目的以及環(huán)境影響等因素科學(xué)合理的選取傳感器是每次進(jìn)行測(cè)量必須考慮的第一個(gè)問題。 所以 ， 對(duì)傳感器要求靈敏度的同時(shí)還要對(duì)信噪比提出要求，以便減少外界信號(hào)干擾系統(tǒng)測(cè)量 。 而因?yàn)閭鞲衅髟诖似陂g的靈敏度不變，所以傳感器的種類選定后量程的選擇就成為了首要的選擇 。 精度 傳感器的精度是一個(gè)關(guān)系到整個(gè) 測(cè)量系統(tǒng) 測(cè)量精度 的 重要性能指標(biāo)。 第三種是變送器 的 輸出信號(hào) 穩(wěn)定性不高 。 當(dāng)前的儀器正在朝著 計(jì)算機(jī) 與 儀器 整合起來的方向發(fā)展 。用戶可以借助 LabVIEW 軟件的 軟件環(huán)境 進(jìn)行并行編程 的編寫 ， 因?yàn)樗沫h(huán)境不僅具有 數(shù)據(jù)流 的 編程特性 而且LabVIEW RealTime 工具支持對(duì)嵌入式平臺(tái)多核的開發(fā)， 并且其 軟件的層次是自上而下存在的 。 同時(shí) LabVIEW 還擁有用 動(dòng)畫 的 方式顯示數(shù)據(jù) 和 子程序（子 VI）結(jié)果、設(shè)置 斷點(diǎn)以及 單步執(zhí)行等便于程序調(diào)試 的 傳統(tǒng)程序調(diào)試工具 。 LabVIEW 的特點(diǎn) (1) LabVIEW 不需要設(shè)計(jì)者使用 文本格式的代碼 進(jìn)行編寫，而僅 僅只需要用 圖形化 語言 編程 即可 。 LabVIEW 開發(fā)出來的虛擬儀器 不僅能將 計(jì)算機(jī)的能力 發(fā)揮的淋漓盡致，而且在 數(shù)據(jù) 的 處理 上也具備巨大的優(yōu)勢(shì) ， 因此它的儀器開發(fā)前景是相當(dāng)?shù)目捎^ 。 它是用的是被 稱為 “G” 語言 的 圖形化程序語言。 基于 LabVIEW 語言的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面 用 LabVIEW 開發(fā)一套成熟的數(shù)據(jù)采集與管理、監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示界面，模擬工廠生產(chǎn)的過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。 在 LabVIEW 中這個(gè)數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的數(shù)據(jù)源名稱為 DSN_qiguo。通過廣泛的調(diào)研和查新，考證了汽鍋漏氣性檢測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)中的重要性，分析了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法對(duì)應(yīng)變長期、實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)的局限性和不足，提出基于虛擬儀器和傳感器相結(jié)合的新思想。從課題的選取到具體構(gòu)思和內(nèi)容，無不凝聚著老師的心血和汗水，在這段寫畢業(yè)論文期間，始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，讓我受益匪淺。正是有了她的細(xì)悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作順利完成。 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 16 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 汽鍋壓力信號(hào) Labview 上位機(jī) 濾波 放大 轉(zhuǎn)換 串口通信 壓力傳感器 存儲(chǔ) 查詢 報(bào)警 顯示 參數(shù)設(shè)置 17 硬件總體結(jié)構(gòu) 圖 硬件總體結(jié)構(gòu) 1：充氣閥門 2：待測(cè)汽鍋 ：電磁閥 6：電源開關(guān) 8：差壓傳感器 9：繼電器 10：完好的鍋 充氣 放氣 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖 電磁閥 3 電磁閥 4 電磁閥 5 待測(cè)汽鍋 完好的汽鍋 差壓傳感器 電磁閥 7 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 18 系統(tǒng)模塊介紹 圖 主頁面 主界面主要包括充氣時(shí)間、平衡時(shí)間、采樣間隔、采集時(shí)間、波形圖表、判斷、放氣時(shí)間、 start、等控件。完整的 LabSQL 工具包可在當(dāng)前壓縮包內(nèi)找到，將 LabSQL 文件夾拷貝到 LabVIEW 安裝目錄LabVIEW 下的 文件夾中即可使用。 所以它可 15 以通過對(duì) 原理 的 研究 和 設(shè)計(jì) 以及最后 測(cè)試 最終 實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng) ，大大簡(jiǎn)化了其中的過程 。 LabVIEW 可以 滿足 VXI和 RS232 以及 GPIB 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡 的所有 功能。 (5) LabVIEW 為系統(tǒng)提供了很多的 DLL（動(dòng)態(tài)鏈接庫）， DDE（共享庫）， Actives 等可以和 外部軟件 與 代碼 相 連接的機(jī)制。 在 LabVIEW 創(chuàng)建用戶界面 也是十分方便的，因?yàn)樗?提供 了不少的類似 傳統(tǒng)儀器的控件。 而測(cè)試系統(tǒng)就是將這種卡在 標(biāo)準(zhǔn)的 VXI 機(jī)箱 中 插入 然后和 計(jì)算機(jī) 連接在一起構(gòu)成的 。 而這個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的語言正是 NI 公司的 LabVIEW。 偏差的出現(xiàn)是不可避免的，但是要設(shè)定一個(gè)范圍就可以了 ； 第五 種 是 零位輸出 受到 微差壓變送器安裝位置的影響。 這種情況首先對(duì) 壓 力接口 進(jìn)行 檢查 ，如果它沒有被 堵住或漏氣， 其次就對(duì) 接線方式 以及 電源 進(jìn)行 檢查， 如果 電源 是 正常 運(yùn)行的，就對(duì)傳感器再簡(jiǎn)單的進(jìn)行加壓 ， 這個(gè)時(shí)候的輸出如果依舊不變，就最后對(duì) 傳感器 的 零位輸出 進(jìn)行檢查 ， 此時(shí)仍然沒有變化就可以證明傳感器或者 儀表 已經(jīng)壞掉了甚至可能是 系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié) 出現(xiàn)的故障。所以適應(yīng)環(huán)境能力的強(qiáng)弱是影響傳感器長期正常工作的重要因素 。 如果 傳感器 具有 高頻率響應(yīng)， 那么就可以測(cè)量較寬范圍的 信號(hào)頻率 ；如果傳感器具有較低的頻率響應(yīng)，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)和系統(tǒng)慣性的影響，不可能具有較高的頻率信號(hào)可供測(cè)量 。 在傳感器的基本選定后再對(duì)它參數(shù)等具體性能指標(biāo)進(jìn)行選擇，即可獲得理想的傳感器 。 工作原理 在 傳感器 薄片 的 表面 通過形變 壓力 對(duì)薄片的形狀進(jìn)行從而 產(chǎn)生壓電阻抗 效應(yīng) ， 從而將外力信號(hào)轉(zhuǎn)換為 電 信號(hào) 是半導(dǎo)體壓 電阻抗 擴(kuò)散壓力傳感器 的工作原理 。 壓電傳感器在加速度 和 壓力 以及 力等測(cè)量 得到了廣泛的應(yīng)用 。 而壓力傳感器正是被 科學(xué)家 應(yīng)用 這個(gè)效應(yīng) 而研究制造出來的 。 例如 07 到 10 年無線傳感器 的 增長率預(yù)計(jì) 不會(huì)少于 25%。 29．蠕變 ： 輸出 信號(hào)在 被測(cè) 信號(hào)和它的 環(huán)境條件恒定 不變狀態(tài)下一定時(shí)間內(nèi)的 變化。 21．熱靈敏度漂移 ：因?yàn)?靈敏度的 改變 而 出現(xiàn) 的靈敏度漂移。 13．輸出 ： 傳感器 輸出的和被測(cè)信號(hào)有 函數(shù)關(guān)系的電 信號(hào) 。 5．重復(fù)性 ： 在短時(shí)期內(nèi)重復(fù) 以一致的 測(cè)量方法 ，一致的 測(cè)量儀器 ，一致的 觀測(cè)者 ，一致的 使用條件一致的 地點(diǎn)對(duì) 相同的被測(cè)信號(hào) 進(jìn)行多次 的 連續(xù)測(cè)量結(jié)果的 相符 程度：?；瘜W(xué) 類的 傳感器 需要面臨很多的技術(shù)方面的問題 ， 比如說性能的可靠程度 ，規(guī)模 性 生產(chǎn) 的實(shí)現(xiàn) ，市場(chǎng)的價(jià)格定位 等 問題 ，化學(xué) 類 傳感器 的 增長 都賴于這些問題的完美解決 。 新 華 詞典中 將 “ 傳感器 ” 如此定義： “ 從現(xiàn)場(chǎng)接收一個(gè)作為功率的存在，然后通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)律，將它以另一種作為功率的形式傳到系統(tǒng)采集中心或控制中心去 。適合應(yīng)用到人們生活的新技術(shù)必將得到廣泛地發(fā)展，例如不斷出現(xiàn)以及在市場(chǎng)上份額不斷擴(kuò)大的無線 傳感器和光纖傳感器以及智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器。傳感器技術(shù)對(duì)于 自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展甚至全國工業(yè)建設(shè)的重要性可見一斑。發(fā)展迅猛的實(shí)時(shí)控制與生產(chǎn)自動(dòng)化要求計(jì)算機(jī)功能的更好發(fā)揮必須將傳感器技術(shù)放到首位來進(jìn)行研究。 傳感器技術(shù)被美國的國防部視為當(dāng)今的 20 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一，在日本它被稱為６大核心枝術(shù)之一，德國的軍用傳感器技術(shù)被優(yōu)先發(fā)展，英國、法國等加大了在傳感器的開發(fā)與投資，甚至在原蘇聯(lián)的軍航天計(jì)劃中被列為第五條。 傳感器技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)被世界的許多國家列為首要任務(wù)。虛擬儀器技術(shù)可以滿足用戶許多的實(shí)際需求，如按自己的需求對(duì)儀器定義，對(duì)儀器系統(tǒng)進(jìn)行靈活自主地調(diào)試等等?？ㄊ絻x器可以說是虛擬儀器的前期模型，它將傳統(tǒng)的獨(dú)立式儀器中的接口部分和測(cè)量電路部分整合在一起的儀器功能卡插進(jìn)微機(jī)的內(nèi)部插槽或者外部插件箱中。智能儀器就是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展以及不斷在電工電子測(cè)量技術(shù)方面應(yīng)用而產(chǎn)生的。 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2 虛擬儀器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 虛擬儀器的出現(xiàn)是與微電子、通信、計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密不可分的。所以，汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的建立具有舉足輕重的地位。 有些工廠 涉及到汽鍋，涉及到氣壓，也就設(shè)計(jì)到了汽鍋漏氣的安全性檢測(cè)， 因此 將傳感器與虛擬儀器相結(jié)合構(gòu)建汽鍋漏氣性監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 汽鍋漏氣性檢測(cè)系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。在對(duì)汽鍋漏氣性檢測(cè)時(shí)，采用待測(cè)汽鍋和好的汽鍋中間通過差壓傳感器進(jìn)行連接，輸入并記錄汽鍋充氣后一段時(shí)間差壓傳感器的壓力變化，并能自動(dòng)判別汽鍋是否漏氣。因此，汽鍋漏氣性檢測(cè)系統(tǒng)如果是靠傳感器和虛擬儀器結(jié)合起來構(gòu)建的，其具有的意義可能會(huì)更加現(xiàn)實(shí)。不僅僅是 國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域 受到了 計(jì)算機(jī)技術(shù) 以及 信息技術(shù) 快速 發(fā)展 帶來的好處 ， 而且對(duì)于 測(cè)量儀器 與 測(cè)試技術(shù)的變革 也帶來了很大的契機(jī) 。 1950 年以后，因?yàn)榫w管與集成電 路的出現(xiàn)及應(yīng)用電子技術(shù)得到長足進(jìn)步，數(shù)字技術(shù)被成功的運(yùn)用到測(cè)量儀器中。 CAMAC、 RS232 以及 GPIB 等不同儀器通訊接口總線被人們不斷發(fā)明制造出來，它可以連起多臺(tái)智能儀器，完成復(fù)雜化的測(cè)試系統(tǒng)。美國 NI 公司在 1997 年隨即推出了一種新型的儀器總線的標(biāo)準(zhǔn) —— PXI 總線標(biāo)準(zhǔn)。 虛擬儀器的不僅僅是儀器發(fā)展歷史上的一場(chǎng)重要革命，同時(shí)它也是人類生產(chǎn)力最新的發(fā)展趨勢(shì)和方向，它在信息技術(shù)領(lǐng)域做出的重要擴(kuò)充，不但對(duì)當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展意義深遠(yuǎn)也對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有著積極的深遠(yuǎn)影響。 在當(dāng)今科技發(fā)達(dá)的世界，傳感器技術(shù)、通 信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)并列為信息產(chǎn)業(yè)最有發(fā)展前途的技術(shù)，因此傳感器的迅速發(fā)展對(duì)社會(huì)的進(jìn)步有著積極的作用。傳感器的開發(fā)研究和制造與許多的學(xué)科緊緊相關(guān)，因此它是多學(xué)科的綜合體現(xiàn)。” 我們國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技能力正在飛速的發(fā)展，很多高、新、精以及特殊行業(yè)需要的高科技含量的傳感器在市面上總是無法滿足需求。近些年來，傳感器在我國年銷售的平均增長也近乎達(dá)到 40%， 5 而傳感器在國 外的市場(chǎng)也是以持續(xù)不斷的態(tài)勢(shì)發(fā)展， Intechno 咨詢公司對(duì) 3000 多家遍布全球的傳感器制造商在 07 年的年度總銷售額進(jìn)行估計(jì)，其至少擁有 500 億美元；在 10 年的年度總銷售額估計(jì)，其至少擁有 600 億美元，毫無疑問，這是一個(gè)巨大的機(jī)遇擺在了傳感器廠商的面前。 4）對(duì)本次設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)、并補(bǔ)充不足的地方方便以后的研究。 因此，這類的傳感器也可以測(cè)量極其 7 細(xì)微的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸顯示 。 2．測(cè)量范圍 ：被測(cè)信號(hào)沒有超出允許的誤差限度的范圍 。 10 最大激勵(lì) ：在 傳感器上 可以 施加 的最大的室內(nèi) 的激勵(lì)電壓或 者激勵(lì) 電流。 18．零點(diǎn)漂移 ： 傳感器 在一定時(shí)間內(nèi)并在室內(nèi)條件 零點(diǎn)輸出的變化 量 。 26．固有頻率 ： 傳感器在無阻力 狀態(tài)下 的自由振蕩 頻率 。 當(dāng)前 傳感器 表現(xiàn) 成熟 的 市場(chǎng) 包括 壓力 和 溫度傳感器 以及 流量 和 水平傳感器。 總所周知 ，晶體 和 非晶體 各自具備 各向異性 和 各向同性的 特性 。 磷酸二氫胺 就是可以承擔(dān)高溫和高濕度環(huán)境的 人造晶體， 因此它的應(yīng)用就相對(duì)十分廣泛 。壓電式傳感器 還可以在 心室 的 導(dǎo)管式微音器 等 生物醫(yī)學(xué) 測(cè)量中 進(jìn)行應(yīng)用。傳感器確認(rèn)的同時(shí)也意味著與之對(duì)應(yīng)的測(cè)量方法和設(shè)備等等的確 定，因此，此次測(cè)量的成功與否和傳感器的選取是否合理有相當(dāng)大的關(guān)系。 傳感器的靈敏度 還具有