【正文】 軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用。信號輸入輸出信號數(shù)據(jù)采集PC機LABVIEW圖21系統(tǒng)總體設計框圖利用壓力傳感器，傳感器輸出的信號送入電路轉換為電壓信號，再送入數(shù)據(jù)采集卡將模擬量到數(shù)字量的轉換，并輸入到PC機中，然后利用PC機中的LABVIEW圖形化編程軟件將輸入的電壓信號處理輸出并且顯示，并對信號進行分析對超限信號起到報警功能和簡單的控制功能。最后在軟件的前面板顯示出動態(tài)特性測試結果。這些功能主要通過Labview軟件實現(xiàn)的。以方便習慣使用現(xiàn)有測量儀的人員的使用；另一方面也是讓工作人員更容易接受這套系統(tǒng)。對于虛擬儀器LABVIEW，軟件才是它的核心。進入PC機的數(shù)字信號由Labview軟件采集，通過設計圖形化的界面實現(xiàn)對天然氣管道氣體壓力的動態(tài)數(shù)據(jù)（波形）顯示并實現(xiàn)簡單的報警和控制。37基于虛擬儀器的壓力監(jiān)測系統(tǒng)第2章 壓力監(jiān)測系統(tǒng)總體設計本設計為天然氣管道氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，并通過Labview進行圖形化編程。它可以增強你構建自己的科學和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。目前在這一領域內(nèi)，使用較為廣泛的計算機語言是美國NI公司的Labview。虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。而如今的科技發(fā)展離不開計算機，而作為PC機應用程序的Labview作為一種圖形化編程的語言,使用方便而且滿足功能因此被我選擇使用設計并實現(xiàn)此課題。本論文的主要任務有：（1）研究目前天然氣管道壓力的監(jiān)測方法。它具有體積小，重量輕，現(xiàn)場測試準確，簡便，快速等特點。（3）廣州駿凱電子科技有限公司。（2）寶雞恒通電子有限公司。屏幕上可以同時顯示歷史最大和最小壓力值，以及當前壓力值。然而隨著電子技術的發(fā)展，最近我國國內(nèi)涌現(xiàn)出了一批制造電子式壓力記錄儀的公司，比如：（1）北京中西遠大科技有限公司。根據(jù)我國的天然地理位置，天然氣主要集中在四川省。 國內(nèi)外研究進展對于天然氣管道壓力檢測設備的研究，到目前為止在國外的文獻上還查不到太多電子式的壓力記錄設備，大多還是采用機械式的壓力監(jiān)測設備。采用虛擬儀器構建測試儀器，開發(fā)效率高，可維護性強，測試精度、穩(wěn)定性和可靠性能夠得到充分的保證，具有很高的性能價格比，節(jié)省投資，便于設備的更新和功能的轉換與補充。虛擬儀器改變了傳統(tǒng)測量儀器的概念、模式和結構，用戶完全可以自己定義一起的功能和參數(shù)，即“軟件即是儀器”，虛擬儀器以其特有的優(yōu)勢顯示了強大的生命力。電子測量技術作為測控技術的一部分，其發(fā)展總是與自然科學，特別是電子技術的最新發(fā)展緊密相連。測控技術在現(xiàn)代科學技術、工業(yè)生產(chǎn)和國防科技等諸多領域中應用十分廣泛，它的現(xiàn)代化已被認為是科學技術、國防現(xiàn)代化的重要條件和明顯標志。在經(jīng)過過濾器之后，就要由我們的壓力檢測設備來檢測主調(diào)壓閥之前的壓力值了，～，所以，在高壓側我們要采用一個量程大的壓力記錄儀P1，在經(jīng)過主調(diào)壓器之后，～440KPa 之間，所以我們采用一個量程小的壓力記錄儀P2 來測量壓力就行了。當供氣壓力不正常的時候，現(xiàn)場工人就能夠及時的去調(diào)整減壓閥門或則檢查運輸管道。圖11天然氣中轉站示意圖一般我們是在供氣站閥門的兩側來采集壓力值，根據(jù)兩側的壓力值來判斷出當前閥門是否正常工作，再分別根據(jù)兩側的壓力值來判斷壓力是否超出了標準范圍，從而采取相應的措施。而壓力記錄儀一般就使用在天然氣中轉站中。其中高壓中轉站一般設立在天然氣被開采的那一端，它主要負責將天然氣運輸?shù)礁鱾€城市。所以對供氣站供氣壓力的檢測是非常重要的。當供氣站的供氣壓力由于閥門堵塞而變的很小時，經(jīng)過管道的運輸減壓，到達使用端時供氣壓力已經(jīng)不能使天然氣被正常使用了。天然氣開始擔任更多的關鍵角色，比如醫(yī)院，工廠，學校的供暖設施，居民的日常生活等?；谔摂M儀器的壓力監(jiān)測系統(tǒng)第1章 緒論隨著天然氣使用的普及，越來越多的天然氣開始被應用于居民的生活以及各行各業(yè)的工作中。隨之而來的就是更多的天然氣管道被鋪設在城市以及工業(yè)現(xiàn)場。這就對供氣站的供氣質量提出了更高的要求。或則當高壓段的閥門沒有很好的減壓，而使天然氣在管道中以很高的壓力來傳輸時，就有可能使管道爆破，而天然氣又屬于易燃易爆的氣體，這樣就會帶來安全事故。天然氣中轉站圖11一般分為高壓中轉站和中壓中轉站。中壓中轉站一般設立在大型醫(yī)院，工廠或則居民區(qū)里，它主要負責將天然氣運輸?shù)礁鱾€使用端口。用來實時的監(jiān)測管道的壓力。所以為了保證天然氣的供氣質量，對壓力的監(jiān)測是非常重要的。如上圖所示，由高壓側運輸過來的天然氣首先經(jīng)過中壓進氣閥門的調(diào)節(jié)，然后由過濾器過濾，由于運輸過來的天然氣里可能含有雜質，所以必須要經(jīng)過過濾器來過濾雜質，否則，運輸時間長了以后就有可能堵塞閥門或則管道，從而造成通氣不暢。當中壓出氣處的壓力過大時，安全閥門就會打開，從而主閥門關閉。20世紀70年代以來，計算機、微電子等技術迅猛發(fā)展，在其推動下，測控儀器與技術不斷進步，相繼誕生了智能儀器、PC儀器、VXI儀器、虛擬儀器及互換性虛擬儀器等微機化儀器及其自動測控系統(tǒng)，計算機與現(xiàn)代化儀器設備間的界限日漸模糊，測控領域和范圍不斷拓寬 。從傳統(tǒng)的電測量指示儀表、數(shù)字化儀表到智能儀器，再到虛擬儀器，電子測量技術發(fā)生了革命性變化。虛擬儀器技術綜合運用了計算機技術、數(shù)字信號處理技術、標準總線技術和軟件工程技術，代表了測量儀器與自動測試系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。因此，虛擬儀器在產(chǎn)品性能測試、設備故障診斷、生產(chǎn)過程控制中得到普遍應用。從很早就開始了研究。我國建成的第一條天然氣運輸線是巴渝輸送管道，當時還是采用機械式的壓力表來監(jiān)控的配氣站壓力。他們生產(chǎn)的DruckTest2000，主要用于天然氣管道的壓力檢測。測量范圍0～20MPa 以及20～200MPa，%。他們生產(chǎn)的平膜型NP93420II 壓力記錄儀，也主要是應用于天然氣管道的壓力測量，測量范圍0～7MPa，最小量程為5KPa，%。他們生產(chǎn)的便攜式數(shù)字微壓記錄儀JKDP2000，主要應用于各種管道，煙道內(nèi)較小靜壓，全壓，動壓的測量。它的測量范圍是0～1999Pa，分辨率能夠達到1Pa 左右。（2）學習虛擬儀器Labview并利用其進行圖形化編成；（3）調(diào)試程序并實現(xiàn)對天然氣管道氣體壓力的虛擬監(jiān)控；對于本課題，有很多的實現(xiàn)方法，然而由于資金與實驗條件的多種限制，我只能用虛擬儀器的方式來簡單地模擬天然氣管道壓力監(jiān)測。Labview是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是Labview與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而Labview使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。虛擬儀器的研究中涉及的基礎理論主要有計算機數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，Labview是一個面向最終用戶的工具。使用它進行原理研究、設計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高工作效率。整體設計思路如下：利用壓力傳感器監(jiān)測壓力信號此信號為模擬信號，并由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行A/D信號轉換將模擬信號轉換成數(shù)字信號送入PC機。在采集信號的同時可設定信號上限，超出的信號不能顯示出來并使路燈閃亮(報警)。在規(guī)劃、設計整個系統(tǒng)軟件時應堅持以下幾個原則：操作界面友好，使用方便。labview軟件設計動態(tài)特性測試系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、波形顯示、靜態(tài)特性分析、數(shù)據(jù)保存及回放等功能。本實驗的軟件部分主要設計四個部分：信號的采集、數(shù)據(jù)的寫入、數(shù)據(jù)的讀出、數(shù)據(jù)的擬合。圖21為系統(tǒng)總體設計框圖。圖22為系統(tǒng)的總細節(jié)框圖。 壓力傳感器分類。（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。 5．壓電壓力傳感器壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。 傳感器的使用原則現(xiàn)代傳感器在原理與結構上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進行某個量的測量時首先要解決的問題。測量結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，價格能否承受，還是自行研制。2．靈敏度的選擇　　通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度?！　鞲衅鞯撵`敏度是有方向性的?！　鞲衅鞯念l率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。在動態(tài)測量中，應根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性，以免產(chǎn)生過火的誤差。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。當所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近