【正文】 似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時(shí)間的考驗(yàn)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高?！　∪绻麥y量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。PY206天然氣管道氣壓傳感器：采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。圖31為PY206天然氣管道氣壓傳感器的實(shí)物圖。 PY206天然氣管道氣壓傳感器性能技術(shù)指標(biāo)PY206天然氣管道氣壓傳感器的主要參數(shù)： 被測介質(zhì)：氣體、液體及蒸氣 量 程：100KPa～60Mpa 綜合精度：177。%FS 輸 出：4～20mA 或 0～5VDC、0～10VDC、～ 供 電： 24V Dc（9～36VDC） 絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100VDC 負(fù)載電阻: 電流輸出型：最大800Ω 電壓輸出型：大于50KΩ 介質(zhì)溫度： 20～85℃、20～150℃、20～200℃、20～300℃（可選） 環(huán)境溫度：20～85℃ 儲存溫度：40～90℃ 相對濕度： 0～95% RH 密封等級：IP65/IP68 過載能力： 150%FS 響應(yīng)時(shí)間：≤10mS 穩(wěn) 定 性：≤177。%FS/年（機(jī)械振動頻率20Hz～1000Hz） 電氣連接：緊線螺母直接出線；標(biāo)準(zhǔn)配線3米 壓力連接：M20，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計(jì) 連接螺紋材料：304/316L不銹鋼第4章 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集非電量或者電量信號,送到上位機(jī)中進(jìn)行分析,處理。通常，必須在數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集之前調(diào)制傳感器信號,包括對其進(jìn)行增益或衰減和隔離,放大,，還需要提供激勵信號．在工業(yè)現(xiàn)場，我們會安裝很多的各種類型的傳感器，輸入壓力的溫度的流量的聲音的電參數(shù)的等等，受現(xiàn)場環(huán)境的限制傳感器信號如壓力傳感器輸出的電壓或者電流信號不能遠(yuǎn)傳或者因?yàn)閭鞲衅魈嗖季€復(fù)雜，我們就會選用分布式或者遠(yuǎn)程的采集卡（模塊）在現(xiàn)場把信號較高精度地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過各種遠(yuǎn)傳通信技術(shù)（如4823以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡(luò)）把數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)或者其他控制器中進(jìn)行處理。(1)采樣率：對于數(shù)據(jù)采集設(shè)備來講采樣率就是進(jìn)行A／0轉(zhuǎn)換的速率，不同的設(shè)備具有不同的采樣率，進(jìn)行測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)測試信號的類型選擇合適的采樣率，盲目提高采樣率，會增加測試系統(tǒng)的成本。如果把數(shù)據(jù)采集設(shè)備的分辨率看作尺子上的刻線，同樣長度的尺子越多，測量就越精確。例如，三位轉(zhuǎn)換把模擬電壓范圍分成23段，每段用二進(jìn)制代碼在000到111之間表示。如果增加到16位，代碼數(shù)從8增加到65535，這樣就可以較精確地反映原始信號的數(shù)字信息。本系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)采集卡分辨率為12位。物理通道是測試和產(chǎn)生模擬或數(shù)字信號的端子，每個通道可以包含多個端子，例如，每個數(shù)字通道可以包含8個端子(8根數(shù)字線)。虛擬通道是物理通道和通道信息的封裝體。根據(jù)功能的不同，虛擬通道也分為幾大類：模擬輸入通道、模擬輸出通道、數(shù)字輸入輸出通道、計(jì)數(shù)器輸入輸出通道。目前數(shù)據(jù)采集卡一般有16通道和64通道，可以根據(jù)被測試信號的數(shù)量選擇，如果有更多的信號需要測試可以采用多個數(shù)據(jù)采集卡，或使用多路復(fù)用板。例如，當(dāng)需要采集很多數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)處理和分析這些數(shù)據(jù)對于計(jì)算機(jī)來講，負(fù)荷是很大的，這時(shí)就可以先把采集來的數(shù)據(jù)放進(jìn)緩沖區(qū)，稍后再進(jìn)行分析。表2．1是采樣率和相應(yīng)緩存區(qū)的大小。在某些情況下，是必須要用到緩存功能的。使用緩存就意味著增加計(jì)算機(jī)開支，因此沒有必要可以不用緩存。表41采集率和相應(yīng)的緩存區(qū)的大小采集率(采集點(diǎn)數(shù))緩存區(qū)大小沒有指定采集率10KB0～1001KB100～10k10KB10K～1M100KB1M1MB 型 數(shù)據(jù)采集器綜上我的設(shè)計(jì)為監(jiān)測天然氣管道氣體壓力且考慮到采集器的使用的方便普遍最適合使用USB采集，而基于我所設(shè)計(jì)內(nèi)容我選用UA301 型 數(shù)據(jù)采集器來完成。虛擬儀器是計(jì)算機(jī)和儀器技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物,它將計(jì)算機(jī)硬件資源儀器與測控系統(tǒng)硬件資源和虛擬儀器軟件資源有效結(jié)合起來。且靈活性好,能夠根據(jù)需要方便攜帶移動應(yīng)用到其它的測試場合。 UA301 型 數(shù)據(jù)采集器 16或32模入通道 裝有控放大器 16KB先進(jìn)先出(FIFO)緩沖存儲器, 可實(shí)現(xiàn)自動數(shù)據(jù)塊采集 可加裝數(shù)字量I/O 帶DC/DC隔離電源, 精度穩(wěn)定 豐富的軟件支持 精度: ％(滿量程) 模入通道: 16或32 單端 5V 輸入阻抗: 100MΩ FIFO存儲器: 16KB 可編程輸入或輸出 3通道可編程定時(shí)一．A/D卡的連接 UA301盒式采集器一端裝有一只37芯D型插座, 另一端裝有方形USB插座. 使用時(shí), 37芯D型插座接信號。此時(shí)屏幕出現(xiàn)“找到新的硬件設(shè)備”。NI公司同時(shí)也提出了“軟件即儀器”的口號，徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由廠家定義，用戶無法改變的局面，從而引起了儀器和自動化工業(yè)的一場革命。虛擬儀器，它既具有傳統(tǒng)儀器的功能，又有別于其他傳統(tǒng)儀器。所謂虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的軟硬件測試平臺，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器，如示波器、信號發(fā)生器、頻譜分析儀等；可集成于自動控制、工業(yè)控制系統(tǒng)之中；可自由構(gòu)建成專有儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的核心技術(shù)思想就是“軟件即是儀器”。虛擬儀器技術(shù)的實(shí)質(zhì)是充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，當(dāng)基本硬件確定以后，就可以通過不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能。利用計(jì)算機(jī)豐富的軟、硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器的數(shù)據(jù)的分析、處理、表達(dá)、傳遞、存儲等方面的限制，達(dá)到傳統(tǒng)儀器無法比擬的效果。虛擬儀器還可以廣泛用于電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學(xué)分析、故障診斷及教學(xué)科研等多個方面。虛擬儀器設(shè)計(jì)方法主要包括以下三個部分： 虛擬儀器的組成虛擬儀器從構(gòu)成要素上講，由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件等構(gòu)成；從構(gòu)成分式上講則由以DAQ板和信號調(diào)理為儀器硬件而組成的PCDAQ測試系統(tǒng)，或已GPIB，VXI，Serial和Field bus等標(biāo)準(zhǔn)總線儀器為硬件組成的GPIB系統(tǒng)、VXI系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式。測控對象信號調(diào)理數(shù)據(jù)采集GPIB接口儀GPIB接口卡串行口儀器VXI儀器現(xiàn)場總線設(shè)備其它硬件Labview圖51 虛擬儀器組成框圖目前，虛擬儀器的構(gòu)成方式有以下幾種：這種方式用數(shù)據(jù)采集卡配以計(jì)算機(jī)平臺和虛擬儀器軟件，便可構(gòu)成各種數(shù)據(jù)采集和虛擬儀器系統(tǒng)。這種方式受PC機(jī)機(jī)箱、總線限制，存在電源功率不足，機(jī)箱內(nèi)噪聲電平較高、無屏障，插槽數(shù)目不多、尺寸較小等缺點(diǎn)。因個人計(jì)算機(jī)數(shù)目非常龐大，插卡式儀器價(jià)格便宜，因此其用途廣泛，特別適用于工業(yè)測控現(xiàn)場、各種實(shí)驗(yàn)室和教學(xué)部門使用。它的最大好處是可以與筆記本計(jì)算機(jī)相連，方便野外作業(yè)，又可與臺式PC相連，實(shí)現(xiàn)臺式和便攜式兩用，非常方便。它的出現(xiàn)使電子測量由獨(dú)立的單臺的手工操作向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)發(fā)展。在標(biāo)準(zhǔn)情況下，一塊GPIB接口卡可帶多達(dá)14臺的儀器，電纜長度可達(dá)20m。GPIB測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡單，造價(jià)較低，主要市場在臺式儀器市場。 VXI總線是VMEbus eXtension for Instrumentation的縮寫，是高速計(jì)算機(jī)總線VME在VI領(lǐng)域的擴(kuò)展，有穩(wěn)定的電源，強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的RFI/EMI屏蔽。經(jīng)過多年的發(fā)展，VXI系統(tǒng)的組建和使用越來越方便，有其他儀器無法比擬的優(yōu)勢，適用于組建大、中規(guī)模自動測量系統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合，但VXI系統(tǒng)要求有專用的機(jī)箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。這種新型模塊化儀器系統(tǒng)是在PCI總線內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的，具有多板同步觸發(fā)、精確定時(shí)的星形觸發(fā)、相鄰模塊間高速通訊的局部總線以及高度的可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，適用于大型高精度集成系統(tǒng)。根據(jù)虛擬儀器的特性，我們能夠方便的將虛擬儀器組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在，有關(guān)MCN（Measurement and Control Networks ）方面的標(biāo)準(zhǔn)正在積極進(jìn)行，并取得一定的進(jìn)展。Universal Serial Bus（USB）因?yàn)槠湓赑C機(jī)上的廣泛使用、逐漸的成為儀器控制的主流總線技術(shù)。但是USB在儀器控制方面上亦有一些缺點(diǎn)。無論哪種VI系統(tǒng)，都是將硬件儀器搭載到筆記本電腦，工作站等各種計(jì)算機(jī)平臺加上應(yīng)用軟件構(gòu)成的。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點(diǎn)之一，有了這一點(diǎn)，儀器的開發(fā)和換代時(shí)間將大大縮短。源代碼庫函數(shù)為用戶構(gòu)造