【導(dǎo)讀】域，逐步建立工程應(yīng)用的概念。通過實(shí)驗(yàn)，幫助廣大學(xué)生加強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)一～實(shí)驗(yàn)三為必做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)四為選做實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案及程序設(shè)計(jì)要求在實(shí)驗(yàn)課外時間完成。驗(yàn)儀使用指南”，了解該設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與組成。應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件。時，首先要將應(yīng)變片牢固地粘貼到測試體表面。4；當(dāng)使用二個應(yīng)變片差動聯(lián)接，組成半橋雙臂電橋，任何測試儀器或儀表，在使用前均需調(diào)零。零的部件是毫伏表、直流電橋和差動放大器。調(diào)整“調(diào)零”電位器，使指針居“零”位。若兩者任一旋鈕位置有變，需重新進(jìn)行調(diào)零。此時可認(rèn)為懸臂梁上的應(yīng)變片不受力，其電阻為應(yīng)變片初始值。用應(yīng)變片組橋時應(yīng)注意各應(yīng)變片的受力狀態(tài)。顯示儀表量程宜從高檔轉(zhuǎn)換到低檔，信號幅值宜從小到大。

　　

【正文】 利用 LABVIEW 進(jìn)行模擬信號數(shù)據(jù)采集有哪幾種方式？有何特點(diǎn)？各適合于什 么場合？ 傳感器信號進(jìn)入測試系統(tǒng)，同時也可能將干擾引入。如何提高計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)的抗干擾能力？ 34 附錄一 CYS 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀使用指南 CYS 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀，是用于測控技術(shù)與儀器、機(jī)械電子工程、電子技術(shù)應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的多功能教學(xué)儀器。其特點(diǎn)是集被測體、各種傳感器、信號激勵源、信號處理電路和顯示儀表于一體，可以組成一個完整的測試系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提供的數(shù)種實(shí)驗(yàn)舉例，能完成包含光、磁、電、溫度、位移、振動、轉(zhuǎn)速等內(nèi)容的測試實(shí)驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者可對各種不同的傳感器及測量電路原理和 組成有直觀的感性認(rèn)識，并可在本實(shí)驗(yàn)儀器上舉一反三開發(fā)出新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 綜合實(shí)驗(yàn)儀外型結(jié)構(gòu)參見下圖圖片，主要由傳感器實(shí)驗(yàn)工作臺、處理電路、信號與顯示電路三部分組成。 附圖 11 CYS 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀外形 一、 傳感器實(shí)驗(yàn)工作臺 －－ 位于儀器頂部 工作臺左邊是一副平衡式懸臂梁，梁上裝有應(yīng)變片、熱敏式、 P－ N結(jié)溫度式、熱電式和壓電加速度五種傳感器。 平衡梁上 梁的上表面和下梁的下表面對應(yīng)地貼有八片應(yīng)變片，受力工作片分別用符號↑和↓表示。其中六片為 金屬箔式片 （ BHF350）。橫向所貼的兩片為溫度補(bǔ)償片，用符號→和←表示。片上標(biāo)有“ BY”字樣的為 半導(dǎo)體式應(yīng)變片 ，靈敏系數(shù) 130。 壓電加速度計(jì) ：位于懸臂梁右部，由 PZT5 雙壓電晶片，銅質(zhì)量塊和 35 壓簧組成，裝載透明塑料外殼中。 實(shí)驗(yàn)工作臺左邊是由裝于機(jī)內(nèi)的另一副平行梁帶動的圓盤式工作臺。圓盤周圍一圈所安裝有（依逆時針方向）電感式（差動變壓器）、電容式、磁電式、霍爾式、電渦流式五種傳感器。 電感式傳感器 （差動變壓器）：由 初級線圈 Li 和兩個次級線圈 L0 繞制而成的空心線圈，圓柱形鐵氧體鐵芯置于線圈中間，測量范圍 10mm。 電容傳感器 ：由裝于圓盤上的一組動片和裝于支架上的兩組定片組成平行變面積式差動電容，線性范圍≥ 3mm。 磁電式傳感器 ：由一組線圈和動鐵（永久磁鋼）組成，靈敏度(m/s)。 霍爾式傳感器 ： HZ1 半導(dǎo)體霍爾片置于兩個半環(huán)形永久磁鋼形成的梯度磁場中，線性范圍≥ 3mm。 電渦流式傳感器 ：多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成的傳感器，線性范圍≥１ mm。 兩副平行式懸臂梁頂端均裝有置于激振線圈內(nèi)的永久磁鋼 ，右邊圓盤式工作臺由“激振 I”帶動，左邊平行式懸臂梁由“激振 II”帶動。 以上傳感器以及加熱器、激振線圈的引線端均位于儀器下部面板最上端一排。 實(shí)驗(yàn)工作臺上還裝有測速電機(jī)一組及控制、調(diào)速開關(guān)。 兩只測微頭分別裝在左右兩邊的支架上。 二、 信號及顯示部分――位于儀器上部面板 低頻振蕩器 ： 1~30Hz 輸出連續(xù)可調(diào)，Ｖ PP 值 20V，最大輸出電流 ，Li 端插口可提供用作電流放大器。 音頻振蕩器 ： ~10KHz 輸出連續(xù)可調(diào)， VPP 值為 20V， 180176。，0176。為反相輸出， Lv 端最大功率輸出 。 直流穩(wěn) 壓電源 ：177。 15V，提供儀器電路工作電源和溫度實(shí)驗(yàn)時的加熱 36 電源，最大輸出 。177。 2V～177。 10V，檔距 2V，分五檔輸出，提供直流信號源，最大輸出電流 。 數(shù)字式電壓／頻率表 ： 3 位半顯示，分 2V、 20V、 2KHz、 20KHz 四檔，靈敏度≥ 50mv，頻率顯示 5HZ~20KHz。 指針式直流毫伏表 ：測量范圍 500mv、 50mv、 5mv 三檔，精度 %。 三、 處理電路――位于儀器下部面板 電橋： 用于組成應(yīng)變電橋，面板上虛線所示電阻為虛設(shè)，僅為組橋提供插座。 R R R3 為 350Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻， WD 為直流調(diào)節(jié)電位器 ， WＡ 為交流調(diào)節(jié)電位器。 差動放大器 ：增益可調(diào)比例直流放大器，可接成同相、反相、差動結(jié)構(gòu)，增益 1~100 倍。 光電變換器 ：提供紅外發(fā)射、接收、穩(wěn)輻、變換，輸出模擬信號電壓與頻率變換方波信號。四芯航空插座上裝有光電轉(zhuǎn)換裝置和兩根多模光纖（一根接收，一根發(fā)射）組成的光強(qiáng)型光纖傳感器。 電容變換器 ：由高頻振蕩、放大和雙Ｔ電橋組成。 移相器 ：允許輸入電壓 20VPP，移相范圍177。 40176。（隨頻率有所變化）。 相敏檢波器 ：極性反轉(zhuǎn)電路構(gòu)成，所需最小參考電壓 ，允許最大輸入電壓 20VPP。 電荷放大器 ：電容反 饋式放大器，用于放大壓電加速度傳感器輸出的電荷信號。 電壓放大器 ：增益 5 倍的高阻放大器。 渦流變換器 ：變頻式調(diào)幅變換電路，傳感器線圈是三點(diǎn)式振蕩電路中的一個元件。 溫度變換器 ：根據(jù)輸入端熱敏電阻值及 PN 結(jié)溫度傳感器信號變化輸出電壓信號相應(yīng)變化的變換電路。 低通濾波器 ：由 50Hz 陷波器和 RC 濾波器組成，轉(zhuǎn)折頻率 35Hz 左右。 37 四、 使用儀器注意事項(xiàng) 本儀器是實(shí)驗(yàn)性儀器，各電路完成的實(shí)驗(yàn)主要目的是對各傳感器測試電路作定性的驗(yàn)證，而非工程應(yīng)用型的傳感器定量測試。 使用儀器時打開電源開關(guān)，檢查交、直流信號源及顯示儀表是 否正常。儀器下部面板左下腳處的開關(guān)控制處理電路的177。 15V 工作電源，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時請勿關(guān)掉。 指針式毫伏表工作前需對地短路調(diào)零，取掉短路線后指針有所偏轉(zhuǎn)是正?，F(xiàn)象，不影響實(shí)驗(yàn)測試。 儀器工作時需良好的接地，以減少干擾信號，并盡量遠(yuǎn)離電磁干擾源。 實(shí)驗(yàn)時請非常注意各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后的“注意事項(xiàng)”，要在確認(rèn)接線無誤的情況下開啟電源，要盡量避免電源短路情況的發(fā)生，加熱是時“ 15V”電源不能直接接入應(yīng)變片、熱敏電阻和熱電偶。實(shí)驗(yàn)工作臺上各傳感器部分如位置不太正確可松動調(diào)節(jié)螺絲稍作調(diào)整，以按下振動梁松手，各部分能隨梁上下振動而無 碰擦為宜。 本實(shí)驗(yàn)儀需防塵，以保證實(shí)驗(yàn)接觸良好，儀器正常工作溫度 0℃～40℃。 38 附錄二： CYS 綜合實(shí)驗(yàn)儀信號處理常用模塊電路原理圖 下面列出了 CYS 綜合實(shí)驗(yàn)儀常用電路的原理圖，有興趣的同學(xué)可參考。 39 附錄三 數(shù)據(jù)采集卡 PCI6024E 的安裝檢驗(yàn)與參數(shù)設(shè)置 數(shù)據(jù)采集卡 PCI6024E 的安裝 ①安裝數(shù)據(jù)采集卡前請關(guān)掉計(jì)算機(jī) 電源！ ②打開計(jì)算機(jī)側(cè)蓋板，將 PCI6024E 數(shù)據(jù)采集卡插入計(jì)算機(jī)主板的PCI 槽上并固定 。 ③ 68 針扁平電纜分別接與數(shù)據(jù)采集卡端口和教學(xué)演示盒端口。 ④用兩條普通電線把示教盒 上的“方波輸出”、“正弦波輸出”分別與“ Analog Input” 中的兩個通道相連。 ⑤最后蓋上計(jì)算機(jī)側(cè)蓋板完成板卡的硬件連接。 調(diào)用 Measurement amp。 Automation 安裝 LABVIEW 后， Measurement amp。 Automation 圖標(biāo)在 Windows 桌面上，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊 Measurement amp。 Automation 圖標(biāo)后出現(xiàn)硬件檢測的瀏覽窗口 ， 如附圖 31。 附圖 31 硬件檢測瀏覽窗口 40 檢驗(yàn) 若 PCI6024E 型數(shù)據(jù)采集卡已經(jīng) 正確 插入 PC 計(jì)算機(jī)的 PCI 插槽中，用鼠標(biāo) 雙擊瀏覽窗口下的 Device and Interfaces 子目錄，在右側(cè)窗口出現(xiàn)以 PCI6024E 為名稱的列表項(xiàng)，則表明已經(jīng)安裝成功。 參數(shù)設(shè)置 用鼠標(biāo)右擊 PCI6024E 列表項(xiàng)，彈出 PCI6024E 的設(shè)置窗口。設(shè)置項(xiàng)目有六項(xiàng)： SYSTEM、 AI、 AO、 ACCESSORY、 OPC、 Remote access。在這次實(shí)驗(yàn)中這六項(xiàng)都保留計(jì)算機(jī)的默認(rèn)設(shè)置；其中 System 選默認(rèn)值 1，AI 項(xiàng)中 Polarity 選擇 — +， Mode 選擇 Differential 差分輸入； ACCESSORY 選 None； OPC 選 Disabled ； AO 和 Remote access 項(xiàng)不用設(shè)置。