摄谱仪表在热阻尼情态区间数据勘验体系运用
PWM脉冲发生器工程上LabVIEW7.1可以利用三种方式产生用于测试激励或仿真的虚拟信号源。基本函数发生器模板,可产生4种基本正弦波函数、三角波、方波、锯齿波波形等常见信号波形,而信号的幅度、频率、相位都可以通过仪器前面板实现调节;多频波形发生器,可产生由若干不同频率正弦波组成的多频波形;而利用函数波形发生器,就可以根据需要产生任意函数波形。
在热电阻动态时间常数测试系统中需要一个定周期(T=0.1ms),脉冲宽度分别为tW1=0.2ms与tW2=0.8ms的PWM脉冲信号,利用LabVIEW7.1函数波形发生器产生所需要的PWM信号,然后通过PCI数据采集卡的D/A通道转换成模拟电压信号输出,再经过缓冲级后,由V/I变换电路转换成被测热电阻的PWM恒流源激励信号。
数据采集数据采集卡的功能是将现场数据采集到计算机或将计算机数据输出给受控对象,具有使用简单、成本低的优点。
本系统开发直接采用来自美国NI公司(NationalInstruments)生产的型号为PCI-MIO-16E-4的数据采集卡进行硬件集成,这是一款性能优良、适用于PC机的数据采集卡,能够完成测试信号采集、数字信号的模拟输出以及定时、计数等具体功能。
该数据采集卡具有16个独立模拟输入量通道,允许构成8路模拟差分输入接口、2个模拟量输出通道、8个数字量I/O口、2个24位的计数器可以满足定时功能的需要,支持模拟、数字触发方式;单通道最大采样率为500kS/s,分辨率为12位。NI公司为其数据采集产品的开发提供了友好的NI-DAQ驱动软件,利用驱动软件就可以方便的进行对DAQ卡的连接、操作与资源管理。
信号调理电路信号调理电路主要是将测量信号转换成PCI数据采集卡能够接收的信号。为提高系统的检测信噪比(S/N),采用同步检测电路实现对检测信号VT的提取,经同步检波(采样)和保持变成直流量的测量信号,再经放大调零和必要的低通滤波电路,系统输出V0(t)即反映了热电阻RT的时间响应特性。
系统软件组成LabVIEW是一种图形化易于编程的虚拟仪器开发软件工具,软件编程是开发虚拟仪器测试系统的关键所在。系统使用NI公司2004年推出的LabVIEW7.1版本作为软件开发工具,以配置WindowsXP操作系统的个人计算机(PC)为硬件支持,构建测试系统的软件平台。通过对用户图形界面的操作来实现对仪器功能的使用,利用LabVIEW7.1直观的图形显示功能,达到用户操作界面友好、使用方便的效果。
信号调理电路输出的测量信号通过数据采集卡进行数据采集、建立数据文件,然后通过数据处理子程序实现对采集的数据分析处理,在实时显示采集数据通过脉冲宽度调制(PWM)恒流源激励测量热电阻的动态响应特性的方法,在实践上具有简单易行的特点,其测量结果更能实际的反映热电阻动态响应时间常数的真值。
针对虚拟仪器技术在国内应用领域正在深入推广,利用NI公司推出的虚拟仪器软件LabVIEW7.1作为一种便捷的图形化程序开发工具,通过LabVIEW7.1版本集成的强大测试数据分析处理功能,本文采用等效电路法进行热电阻动态时间常数的测试方案,不但能够在同一次测量中满足获取国标与国际电工委员会IEC所要求的0.5的测量数据,还能同时给出0.1与0.9的数据以用于工程实际选用时作为参考参数。测试系统方案具有结构紧凑、软件升级方便的特点,在生产过程中表现出更大的灵活性。
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