【導(dǎo)讀】面向儀器與測(cè)控過程的圖形化開發(fā)平臺(tái)—LabVIEW....15

　　

【正文】 響應(yīng)時(shí)間（ 1m/s風(fēng)速 ,t63,室溫） 小于 15s 小于 15s 輸出信號(hào) 05V或 420mA對(duì)應(yīng) 0100%RH 05V或 420mA對(duì)應(yīng) 050℃ 輸出負(fù)載能力 電壓型要求負(fù)載輸入阻抗大于 3K，電流型要求取樣回路總電阻小于 500 歐 供電 電壓型 +12～ +26VDC,電流型 +24VDC(177。10%) 外殼 ABC 灰色 90 115 55mm 安裝方式 墻面，管道和分體安裝，可提供安裝法蘭 3 外形結(jié)構(gòu) 溫濕度變送器的外形結(jié)構(gòu)如圖 33 所示： 34 圖 33 JWSF 系列溫濕度變送器外形結(jié)構(gòu) 4 輸出端接線方式 JWSF 系列溫濕度變送器輸出接線方式有電壓型、電流型。風(fēng)別如圖 34 和圖35 所示： 圖 34 電流型輸出接線方式 圖 35 電壓型輸出接線方式 5 選型 表 34 JWSF 系列溫濕度變送器型號(hào) 本系統(tǒng)選用的溫濕度傳感器型號(hào)為： JWSF5VBW。 風(fēng)速傳感器 對(duì)于風(fēng)速的測(cè)量，選用風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器。 1 外形結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)分別如圖 36和表 35 所示。 35 圖 36 風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器 信號(hào)輸出方式 兩線、三線制 變 頻信號(hào)輸出 TTL 脈沖電平信號(hào)輸出 RS485/232 電平接口輸出 備 注 信號(hào)輸出 420mA （標(biāo)準(zhǔn)） *S 420mA （標(biāo)準(zhǔn)） 可選 工作電壓 DC24V 177。 10% DC12V、DC24V DC24V 177。 10% 響應(yīng)時(shí)間 ＜ 2S ＜ 2S ＜ 2S 信號(hào)傳輸距離 ＞ 1 ㎞ ＞ 300M ＞ 1 ㎞ 測(cè)量范圍 0 — 5M/S 0 — 30M/S 0 — 50M/S 可選 測(cè)量精度 177。 % 環(huán)境溫度 E 20 — 85 ℃ （ 常用 ） L 55 — 150 ℃ 36 表 35 風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器技術(shù)參數(shù) 2 選擇參 數(shù) 測(cè)量原理：機(jī)械式 測(cè)量范圍： 050m/s 輸出信號(hào)： 420MA/脈沖（可選） 電 源： DC12V 供電 (420ma),DC5V供電 (脈沖 ) 測(cè)量精度： 177。1 m/s 電位引線： 3 線 外型尺寸： 210*210 MG8 型鉗形電流互感器 1 方法 通過使用鉗形互感器測(cè)量電機(jī)的電壓和電流，并利用三瓦特法來求得電機(jī)功率。 2 簡(jiǎn)介 MG8型鉗形電流互感器（專利號(hào)： ZL 00 2 ） 系列產(chǎn)品屬精密互感器范疇，是一種高精度交流電流變換器，它可配合多種測(cè)量?jī)x器，如：電能 表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀、多功能電能表、示波器、數(shù)字萬用表、雙鉗式接地電阻測(cè)試儀、雙鉗式相位伏安表等，可在電力不斷電狀態(tài)下，對(duì)多種電參量進(jìn)行測(cè)量和比對(duì)。 3 外形結(jié)構(gòu) 工作方式 連 續(xù) 37 圖 37 MG8 型鉗形電流互感器 4 技術(shù)參數(shù) ◆ 負(fù)載：≤ 4Ω ◆ 特點(diǎn)及應(yīng)用：適用于 200A 以下電纜的在線測(cè)量 ◆ 補(bǔ)償匝數(shù)需與相關(guān)的補(bǔ)償電路配合。 ◆ 可按用戶需求定做。 ◆ 具體參數(shù)見表 36。 表 36 MG8 型鉗形電流互感器技術(shù)參數(shù) 38 轉(zhuǎn)速傳感器 轉(zhuǎn)速的測(cè)量選用 LG 系列光電式轉(zhuǎn)速傳感器， 型號(hào)為 LG916。 1 簡(jiǎn)介 LG916 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 是從傳感器發(fā)出光（紅外線），照到旋轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生反射光 ,再檢測(cè)這個(gè)反射光的非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器。在旋轉(zhuǎn)軸上通常要貼反射標(biāo)簽， LG916 是在其尖端部使用玻璃纖維束，其玻璃纖維束發(fā)出紅外線光，同時(shí)接受反射回來的光。傳感器內(nèi)裝小型放大器，對(duì)波形整形為矩形波輸出，重量只有 150g。非常緊湊輕便。 2 特點(diǎn) ◆ 將投光部、受光部及放大器作為一體構(gòu)造，功能好，精度高，而且質(zhì)量輕。 ◆ 投光元件采用 LED。燈泡根本不會(huì)發(fā)生斷線等故障。 ◆ 由于是非接觸式檢測(cè) ，對(duì)測(cè)量對(duì)象物完全不加載負(fù)荷。 ◆ LG930 最大檢測(cè)距離可達(dá) 200mm。 ◆ LG930 附帶 L 型夾具，小型而且便于安裝，占空間小。 3 技術(shù)參數(shù) 表 37 LG 系列光電式轉(zhuǎn)速傳感器技術(shù)參數(shù) 檢測(cè)方式 使用光纖維的光電反射方式 輸出阻抗 1kΩ以下 39 檢測(cè)距離 最大 20mm （使用12mm 見方專用反射標(biāo)簽） 輸出接頭 適用插頭：R04PB6（適用信號(hào)線： MX700?800 系列） 響應(yīng)速度 20m/s（使用 12mm 見方專用反射標(biāo)簽） ms （換算受光時(shí)間） 使用溫度范圍 － 10℃ ～ ＋ 60℃ 輸出電壓 高電平：＋ 5177。 低電平 ：＋ 以下 （但 ,負(fù)荷電阻 100kΩ以上） 電 源 DC12177。 2V，60mA 以下 重 量 約 150g 外形尺寸 21（ W） 24（ H） 117（ L）mm 4 外形結(jié)構(gòu) 40 圖 38 LG916 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 所用傳感器匯總表： 名稱 工作電壓 輸出方式 量程 型號(hào) 個(gè)數(shù) CYB 系列通用型壓力變送器（大氣壓） +24VDC 15V 0 ～200KPa CYBFV 1 CYB 系列通用型壓力變送器（負(fù)壓） +24VDC 15V 0 ～10KPa CYBPV 1 JWSF 系列溫濕度變送器 +12～ +26VDC 05V 2590%RH/050℃ JWSF5VBW 1 風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器 DC24V 177。 10% 05V 050m/s —— 16 MG8 型鉗形電流互感器 無 05V ～500A Q20A 6 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 DC12177。 2V 05V 最大檢測(cè)距離 20mm LG916 1 41 傳感器的安裝位置和方法 1 測(cè)量截面位置的選擇 確定測(cè)風(fēng)、測(cè)壓截面位置是通風(fēng)機(jī)測(cè)試中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)測(cè)試點(diǎn)位置 的一個(gè)最基本的要求是測(cè)試點(diǎn)應(yīng)位于風(fēng)道的緩變流（層流）處。在緩變流的過流截面上流速分布均勻而有規(guī)律，其靜壓為常數(shù)，保證了通風(fēng)機(jī)性能的精確測(cè)試。在一般情況下，要保證某截面為緩變流，則要求在測(cè)量截面位置的上游和下游有不小于 2 倍風(fēng)硐直徑的直線段。要在通風(fēng)機(jī)出口側(cè)或進(jìn)口側(cè)選擇一個(gè)測(cè)量截面，測(cè)量該截面的風(fēng)速，以計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)量。另外，還應(yīng)注意，在確定測(cè)量截面時(shí)，通風(fēng)機(jī)至測(cè)量截面之間的風(fēng)硐應(yīng)無明顯的漏氣現(xiàn)象；同時(shí)，通風(fēng)機(jī)進(jìn)出口之間不得存在未規(guī)定的氣體循環(huán) [1]。本系統(tǒng)測(cè)風(fēng)、測(cè)壓斷面選擇在Ⅰ Ⅰ截面 ,如圖 39 所示。 圖 39 通風(fēng)機(jī)測(cè)試布置示意圖 測(cè)相對(duì)靜壓時(shí)，若現(xiàn)場(chǎng)條件不能滿足上述要求，對(duì)離心式風(fēng)機(jī)可選擇滾 42 筒上面測(cè)壓孔；對(duì)軸流式風(fēng)機(jī)可將皮托管固定在動(dòng)葉片的前面，也就是固定導(dǎo)葉（即支護(hù)板）上面，同時(shí)記錄測(cè)相對(duì)靜壓跳變幅值，取其平均值，這樣測(cè)試效果會(huì)稍好些。 2 風(fēng)速傳感器的安裝 在布置風(fēng)速傳感器前，將風(fēng)道內(nèi)的異物、沙粒、沙石清理干凈，并將風(fēng)機(jī)開啟幾分鐘之后（如果是備用風(fēng)機(jī)或者是新風(fēng)機(jī)更要反復(fù)開啟幾次之后），再布置風(fēng)速傳感器，避免風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)異物打壞傳感器。 在選定的測(cè)風(fēng)斷面固定傳感器支架，支架的固定要堅(jiān)實(shí)牢靠。根據(jù)測(cè)風(fēng)斷 面大小確定風(fēng)速傳感器的數(shù)目，現(xiàn)場(chǎng)通常用 9～ 16 只。將選用的風(fēng)速傳感器固定在支架上，其連接電纜每間隔 30～ 40cm 綁定在支架上，并將多余的連接電纜盤好并固定。 測(cè)風(fēng)截面內(nèi)的平均速度通過計(jì)算各點(diǎn)速度的平均值求得，風(fēng)量應(yīng)通過該平均速度乘以由平均直徑計(jì)算出的截面積求得。 注意：（ 1）風(fēng)速傳感器的軸線應(yīng)與風(fēng)的方向垂直。 （ 2）風(fēng)速傳感器應(yīng)迎著來風(fēng)方向位于支架的前面。 連接示意圖如圖 310 所示： 43 圖 310 風(fēng)速傳感器連接示意圖 3 溫濕度傳感器的安裝 如果通風(fēng)機(jī)是帶著通風(fēng)網(wǎng)路運(yùn)行并進(jìn)行測(cè)試，且測(cè)試的通 風(fēng)機(jī)是抽出式的，溫濕度傳感器要固定在風(fēng)速傳感器支架上或掛到風(fēng)道內(nèi)任意位置但要將溫濕度傳感器固定好；盡量不要將溫濕度傳感器放在風(fēng)道地面上，以防地面上的泥水灌進(jìn)溫濕度傳感器內(nèi)，損壞溫濕度傳感器。 如果測(cè)試的通風(fēng)機(jī)是壓入式的，將溫濕度傳感器和主機(jī)一起放置即可。 4 大氣壓傳感器的安裝 將大氣壓傳感器和主機(jī)一起放置在大氣中即可。 5 轉(zhuǎn)速傳感器的安裝 將 LG916 光電式轉(zhuǎn)速傳感器的反射標(biāo)簽貼在旋轉(zhuǎn)軸上，然后將傳感器正對(duì)反射標(biāo)簽固定好。傳感器通過接收反射回來的光來測(cè)的轉(zhuǎn)速。 6 負(fù)壓傳感器的安裝 測(cè)試相對(duì)靜壓時(shí)，測(cè)壓 斷面的選擇至關(guān)重要，要保證其測(cè)試斷面為緩變流區(qū)，一般可以將皮托管安裝在風(fēng)杯支架上；若現(xiàn)場(chǎng)已安裝（接到 U 型差壓計(jì)），將負(fù)壓傳感器和現(xiàn)場(chǎng)的 U 型差壓計(jì)上的軟管相連接，各連接點(diǎn)要密閉，不能漏氣；負(fù)壓傳感器連接電纜接到主機(jī)負(fù)壓傳感器接口上。 若現(xiàn)場(chǎng)條件不能滿足上述要求，對(duì)離心式風(fēng)機(jī)可選擇滾筒上面測(cè)壓孔； 44 對(duì)軸流式風(fēng)機(jī)可將皮托管固定在動(dòng)葉片的前面，也就是固定導(dǎo)葉（即支護(hù)板）上面； 如果不測(cè)試風(fēng)機(jī)的性能曲線，也可以將皮托管安裝到擴(kuò)散器出口；再將皮托管和負(fù)壓傳感器用軟管相連接，即可進(jìn)行測(cè)試。 同時(shí)記錄測(cè)相對(duì)靜壓跳變幅值，取其平均 值，這樣測(cè)試效果會(huì)稍好些。 7 鉗型電流互感器的安裝 電機(jī)功率測(cè)量采用三瓦特法測(cè)量。連接示意圖如圖 311： 輸入電壓為交流 50～ 660V 時(shí)，將電壓連接電纜黃、綠、紅夾子分別對(duì)應(yīng)接 a、 b、 c 三相，標(biāo)記為電流 I 的鉗型電流互感器接入 a 相，標(biāo)記為電流 II的鉗型電流互感器接入 c 相。鉗型 電流互感器鉗入方向要一致。 輸入電壓高于 660V 時(shí)，應(yīng)通過電壓互感器將電壓變?yōu)榻涣?50～ 660V 接入。在電機(jī)三相電源的絕緣護(hù)套良好的情況下，鉗型電流互感器才可直接接入，否則不能直接接入，以保證人身及設(shè)備的安全。 圖 311 鉗型電流互感器連接示意圖 注意：在 測(cè)定過程中，鉗型電流互感器二次側(cè)不得開路，即不能將 45 連接電纜斷開，以免出現(xiàn)過電壓，確保人身安全并避免損壞儀器設(shè)備。 本章小結(jié) 本章選擇了大氣壓與負(fù)壓傳感器，溫濕度傳感器，風(fēng)速傳感器，MG8 型鉗形電流傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，明確了傳感器的安裝位置和方法。 第 4 章 信號(hào)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì) 信號(hào)調(diào)理簡(jiǎn)介 調(diào)理是指將信號(hào)進(jìn)行電學(xué)處理，由傳感器產(chǎn)生的信號(hào)必需經(jīng)過調(diào)理轉(zhuǎn)換成 DAQ 卡能接受的電信號(hào)。信號(hào)調(diào)理電路中一般包括小信號(hào)的 放大、濾波、零點(diǎn)校正、線性化處理、溫度補(bǔ)償、誤差修正和量程切換等電路。信號(hào)調(diào)理電路在小信號(hào)、高精度信號(hào)的采集中非常有用。信號(hào)調(diào)理的方法包括放大、隔離、濾波、激勵(lì)、線性化等。信號(hào)調(diào)整至后續(xù)數(shù)據(jù)采樣部件能用或能驅(qū)動(dòng)記錄設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，即信號(hào)調(diào)理的過程是將微弱信號(hào)放大（或信噪分類），轉(zhuǎn)化為后續(xù)儀表可以直接利用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)原則，是對(duì)有用信號(hào)起增益作用，對(duì)噪聲干擾起抑制作用，信噪比是它的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 傳感器感應(yīng)物理現(xiàn)象并生成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可測(cè)量的電信號(hào)。例如，熱電偶、電阻式測(cè)溫計(jì)（ RTD）、熱敏電 阻器和 IC 傳感器可以把溫度轉(zhuǎn)變?yōu)槟M數(shù)字轉(zhuǎn)化器（ analogtodigital， ADC）可測(cè)量的模擬信號(hào)。其它例子包括應(yīng)力計(jì)、流速傳感器、壓力傳感器，它們可以相應(yīng)地測(cè)量應(yīng)力、流速和壓力。 46 在所有這些情況下，傳感器可以生成和它們所檢測(cè)的物理量呈比例的電信號(hào)。為了適合數(shù)據(jù)采集設(shè)備的輸入范圍，由傳感器生成的電信號(hào)必須經(jīng)過處理。 由于不同的傳感器有不同的特性，因此除了這些通用的功能，還要根據(jù)具體傳感器的特性和要求來選用特殊的信號(hào)調(diào)理功能。 信號(hào)調(diào)理電路的組成 1 放大器 放大器是對(duì)微弱信號(hào) 都要進(jìn)行放大，以提高分辨率，并使調(diào)理后信號(hào)的電壓范圍與 ADC 的電壓范圍相