【正文】 來測量流量的儀表。充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，如圖312所示，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種測量方法是以質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律為基礎(chǔ)的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān)，例如當(dāng)節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時，在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。圖312壓差測量工作原理 式（310） 式（311）式中 qm質(zhì)量流量，kg/s?！　?qv體積流量，m3/s。　　 C流出系數(shù)；　　 ε可膨脹性系數(shù)；　　 β直徑比，β=d/D?！　?d工作條件下節(jié)流件的孔徑，m；　　 D工作條件下上游管道內(nèi)徑，m；　　 △P差壓，Pa；　　 Ρ1上游流體密度，kg/m3?！　∮缮鲜娇梢?，流量為C、ε、d、ρ、△P、β 6個參數(shù)的函數(shù)，此6個參數(shù)可分為實(shí)測量[d，ρ，△P，β(D)]和統(tǒng)計(jì)量(C、ε)兩類。此測試系統(tǒng)采用法蘭取壓的標(biāo)準(zhǔn)板孔如圖313。圖313標(biāo)準(zhǔn)板孔的法蘭取壓由以上論述看出，通過孔板的流體的流量與孔板兩端的壓力差的平方根成正比。本試驗(yàn)裝置中，此壓差信號由壓差式變送器測量。他不僅可以用來顯示，而且可以經(jīng)壓差變送器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號為20mA(或l5V)以便送到單元組合儀表及計(jì)算機(jī)進(jìn)行上業(yè)過程控制。差壓式節(jié)流裝置的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，適應(yīng)能力強(qiáng)，幾乎能測量各種工作狀態(tài)(包括高溫、高壓)下。本測試裝置采用氣壓傳感器C26RANGE:+/1000Pa。壓力傳感器用來測量管道的靜壓。壓力傳感器的種類繁多，本系統(tǒng)采用電容式微壓傳感器不，其特點(diǎn)如下:(1)測量范圍大。金屬應(yīng)變絲的極限一般為l%，而半導(dǎo)體應(yīng)變片可達(dá)20%，電容傳感器相對變化量大于100%。(2)靈敏度高。如用比率變壓器電橋可測出電容值，其相對變化量可達(dá)IE7(3)動態(tài)響應(yīng)時間短。由于電容式傳感器可動部分質(zhì)量小，因此其固有頻率很高，可用于幾動態(tài)信號的測量。(4)機(jī)械損失小。電容式傳感器極間相互吸引力非常微小，又不存在摩擦，故其自熱反應(yīng)極微，可保證電容式傳感器具有較高的精度。結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng) 。電容式傳感器一般使用金屬材料做電極，以無機(jī)材料做絕緣支撐，故能承受很大的溫度變化和各種形式的強(qiáng)輻射作用，適合在惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感器一般可分為三種形式:變截面型、變介質(zhì)介電常數(shù)型、變極板間距型。本系統(tǒng)選用變截面接口靜壓傳感器，其型號為:C26RANGE:050Pa，技術(shù)指標(biāo)如下:作溫度:18+65℃測量介質(zhì):空氣或類似的非導(dǎo)電性氣體輸入電源:93V DC輸出電流:420mA量程:05OPa接線方式為兩線式，傳感器采用24V直流電源供電，數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸入通道采集25OΩ精密電阻兩端的電壓信號，此電壓信號進(jìn)入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。本測試裝置采用在電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間接入扭矩轉(zhuǎn)速測量儀的方法，對于風(fēng)機(jī)的扭矩與轉(zhuǎn)速的測量是進(jìn)行風(fēng)機(jī)功率與效率計(jì)算的必要數(shù)據(jù)。通常采用的扭矩與轉(zhuǎn)速測量傳感器有機(jī)械測功機(jī)、渦流測功機(jī)、磁粉測功機(jī)、電機(jī)測功機(jī)等。這里采用電磁式扭矩傳感器，其型號為：ZJ50NM、05000r/min。ZJ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器是根據(jù)磁電轉(zhuǎn)換和相位差的原理，將轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速機(jī)械量轉(zhuǎn)換成兩路有一定相位差電壓訊號的精密儀器。由于信號的檢測與軸之間是通過非接觸的方式進(jìn)行的所以沒有接觸環(huán)和電刷，具有維修保養(yǎng)簡單，使用壽命極長等優(yōu)點(diǎn)。，其基本參數(shù)如下表所列：精確度等級 ；靜校誤差 177。 177。；轉(zhuǎn)速變化引起的轉(zhuǎn)距誤差 177。 177。；同心度誤差 套轉(zhuǎn)“同心度”誤差 177。 177。；軸“同心度”誤差 177。 177。DAQ（Data ACQuisition）數(shù)據(jù)采集，指的是基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線（如ISA、PCI、PC/104等）的內(nèi)置功能插卡。它更加充分地利用計(jì)算機(jī)的資源，大大增加了測試系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。利用DAQ可方便快速地組建基于計(jì)算機(jī)的儀器，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多型”和“一機(jī)多用”。 在性能上，隨著A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)、儀器放大技術(shù)、抗混疊濾波技術(shù)與信號調(diào)理技術(shù)的迅速發(fā)展，DAQ的采樣速率已達(dá)到1Gb/s，精度高達(dá)24位，通道數(shù)高達(dá)64個，并能任意結(jié)合數(shù)字I/O，模擬I/O、計(jì)數(shù)器/定時器等通道。儀器廠家生產(chǎn)了大量的DAQ功能模塊可供用戶選擇，如示波器、數(shù)字萬用表、串行數(shù)據(jù)分析儀、動態(tài)信號分析儀、任意波形發(fā)生器等。在ＰＣ計(jì)算機(jī)上掛接若干DAQ功能模塊，配合相應(yīng)的軟件，就可以構(gòu)成一臺具有若干功能的ＰＣ儀器。本測試系統(tǒng)采用PCI8310數(shù)據(jù)采集卡。PCI8310模入接口卡適用于提供了PCI總線插槽的PC系列微機(jī)，具有即插即用的功能。其操作系統(tǒng)可選用目前流行的Windows系列、Unix等多種操作系統(tǒng)以及專業(yè)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)LabVIEW等軟件環(huán)境。在硬件的安裝上也非常簡單，使用時只需將接口卡插入機(jī)內(nèi)任何一個PCI總線插槽中并用螺絲固定，信號電纜從機(jī)箱外部直接接入。PCI8310模入接口卡允許采用32路單端輸入方式或16路雙端輸入方式。用戶可根據(jù)需要選擇測量單極性信號或雙極性信號。其輸入的模擬信號由卡前端的37芯D型插頭直接接入。本卡還提供了TTL電平的16路輸入和16路輸出信號通道，這些信號通道由卡后端的40芯扁平電纜轉(zhuǎn)換為37芯D型插頭提供給用戶。特性：模入部分：（標(biāo)＊為出廠標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，下同）輸入通道數(shù)：單端32路＊；雙端16路輸入信號范圍：0V～10V＊；－5V～＋5V；10V～＋10V輸入阻抗：≥10MΩA／D轉(zhuǎn)換分辨率：12位A／D轉(zhuǎn)換速率：10μSA／D啟動方式：程序啟動A／D轉(zhuǎn)換非線性誤差：177。1LSBA／D轉(zhuǎn)換輸出碼制：單極性原碼＊／雙極性偏移碼系統(tǒng)綜合誤差：≤％開關(guān)量部分輸入路數(shù)：16路TTL電平輸出路數(shù)：16路TTL電平電源功耗：＋5V（177。10％）≤500mA環(huán)境要求：工作溫度：10℃～40℃相對濕度：40％～80％存貯溫度：55℃～＋85℃外型尺寸（不含檔板）：長高＝。 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)一般分為計(jì)算機(jī)硬件平臺和測控功能硬件。 計(jì)算機(jī)硬件平臺可以是各種類型的計(jì)算機(jī)，如普通臺式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、工作站、嵌入式計(jì)算機(jī)等。計(jì)算機(jī)管理著虛擬儀器的硬軟件資源，是虛擬儀器的硬件基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在顯示、存儲能力、處理性能、網(wǎng)絡(luò)、總線標(biāo)準(zhǔn)等方面的發(fā)展，導(dǎo)致了虛擬儀器系統(tǒng)的快速發(fā)展。 按照測控功能硬件的不同，VI可分為GPIB、VXI、PXI和DAQ四種標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。 （1）GPIB（General Purpose Interface Bus）通用接口總線，是計(jì)算機(jī)和儀器間的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。GPIB的硬件規(guī)格和軟件協(xié)議已納入國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 。它是最早的儀器總線，目前多數(shù)儀器都配置了遵循IEEE488的GPIB接口。典型的GPIB測試系統(tǒng)包括一臺計(jì)算機(jī)、一塊GPIB接口卡和若干臺GPIB儀器。每臺GPIB儀器有單獨(dú)的地址，由計(jì)算機(jī)控制操作。系統(tǒng)中的儀器可以增加、減少或更換，只需對計(jì)算機(jī)的控制軟件作相應(yīng)改動。這種概念已被應(yīng)用于儀器的內(nèi)部設(shè)計(jì)。在價格上，GPIB儀器覆蓋了從比較便宜的到異常昂貴的儀器。但是GPIB的數(shù)據(jù)傳輸速度一般低于500kb/s，不適合于對系統(tǒng)速度要求較高的應(yīng)用。(標(biāo)準(zhǔn)接口總線在20m距離內(nèi)，若每2m等效的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載相當(dāng)于使用48mA的集電極開路式發(fā)送器，則最高工作速率是250kb/s，若采用三態(tài)門發(fā)送器，一般速率為500kb/s，最高可達(dá)1000kb/s。)（2）VXI（VMEbus eXtension for Instrumentation）即VME總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，是1987年在VME總線、Eurocard標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)）和IEEE 488等的基礎(chǔ)上，由主要儀器制造商共同制訂的開放性儀器總線標(biāo)準(zhǔn)。VXI 系統(tǒng)最多可包含256個裝置，主要由主機(jī)箱、“0槽”控制器、具有多種功能的模塊儀器和驅(qū)動軟件、系統(tǒng)應(yīng)用軟件等組成。系統(tǒng)中各功能模塊可隨意更換，即插即用組成新系統(tǒng)。目前，國際上有兩個VXI總線組織。①VXI聯(lián)盟，負(fù)責(zé)制定VXI的硬件（儀器級）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括機(jī)箱背板總線、電源分布、冷卻系統(tǒng)、零槽模塊、儀器模塊的電氣特性、機(jī)械特性、電磁兼容性以及系統(tǒng)資源管理和通訊規(guī)程等內(nèi)容；②VXI總線即插即用(VXIPlugamp。Play，簡稱VPP)系統(tǒng)聯(lián)盟，宗旨是通過制訂一系列VXI的軟件（系統(tǒng)級）標(biāo)準(zhǔn)來提供一個開放性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)VXI總線產(chǎn)品的即插即用。這兩套標(biāo)準(zhǔn)組成了VXI標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)了VXI的模塊化、系列化、通用化以及VXI儀器的互換性和互操作性。VXI的價格相對較高，適合于尖端的測試領(lǐng)域。（3）PXI（PCI eXtension for Ins