廣西大學(xué)-基于多路溫度檢測(cè)與報(bào)警實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)說明書

1、基于多路溫度檢測(cè)與報(bào)警實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁 共 1 頁目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#183;··········································&#

2、183;·3二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備·············································3三、設(shè)計(jì)用途·

3、············································3四、實(shí)驗(yàn)原理·····

4、;········································3(一)數(shù)據(jù)采集卡原理········

5、··························4(二)溫度傳感器原理······················&

6、#183;···········4（三）實(shí)驗(yàn)接線圖····································

7、3;·5五、實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析··················5（一）系統(tǒng)原理圖··························

8、83;···········6（二）焊接電路·····································&

9、#183;···6（三）編寫相關(guān)程序···································7六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析········

10、;····························5（一）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換····················

11、83;···················10（二）換算公式與過程····························

12、83;···11（三）編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序······························11第 2 頁 共 2 頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)（DA）和模數(shù)轉(zhuǎn)換（AD）相關(guān)理論的理解；2. 通過對(duì)數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)的實(shí)踐，掌握數(shù)據(jù)采集與處理的基本方法；3. 增強(qiáng)數(shù)

13、據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理的實(shí)踐與綜合應(yīng)用能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 溫度傳感器4片；2. LED顯示燈4個(gè)；3. USB2.0高速數(shù)據(jù)采集控制卡 1塊；4. 導(dǎo)線、電阻、三極管和萬能板若干；5. 電烙鐵1把；6. labview1套；7. PC機(jī)1臺(tái)；8. 嗡鳴器（用發(fā)光二極管代替）4個(gè)。三、設(shè)計(jì)用途隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，溫度測(cè)量控制系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。它對(duì)人們的生活具有巨大的意義。在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，經(jīng)常要對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制，并且有時(shí)是多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度測(cè)量。比如冷庫溫度監(jiān)控、環(huán)境溫度測(cè)量等。在這種情況下多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)通常能對(duì)多個(gè)

14、工作點(diǎn)進(jìn)行溫度檢測(cè)，顯示當(dāng)前溫度，并且能夠?qū)囟冗M(jìn)行存儲(chǔ)和報(bào)警，還能將溫度上傳到PC機(jī)上進(jìn)行后續(xù)處理。該系統(tǒng)的主要功能對(duì)實(shí)時(shí)溫度的采集和分析處理，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)溫度掃描時(shí)間和分析時(shí)間，手動(dòng)設(shè)置溫度監(jiān)控上、下限，并實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)報(bào)警，自動(dòng)保存報(bào)警溫度歷史數(shù)據(jù)和記錄報(bào)警次數(shù)，該系統(tǒng)還可以對(duì)采集的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并且可以手動(dòng)把采集和分析的溫度數(shù)據(jù)通過文本格式進(jìn)行保存。通過此次對(duì)虛擬溫度測(cè)量系統(tǒng)學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，了解到計(jì)算機(jī)LabVIEW控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程、應(yīng)用設(shè)計(jì)的基本的要求和傳感測(cè)量器件的應(yīng)用。并掌握了一些基本的元器件的硬件結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。在參考了相關(guān)網(wǎng)絡(luò)及課本資料的同時(shí)了解了現(xiàn)時(shí)流行的設(shè)計(jì)思路和時(shí)下

15、廣泛應(yīng)用的元器件。該系統(tǒng)綜合的應(yīng)用了LABVIEW的編程、硬件連接、傳感測(cè)量器件等。在設(shè)計(jì)中，真正的把理論與實(shí)際結(jié)合起來，把所學(xué)真正的變成了所用。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足，實(shí)踐能力有待于提高。設(shè)計(jì)開始時(shí)進(jìn)行很慢，主要就是知識(shí)的不扎實(shí)和相關(guān)知識(shí)了解的太少?？傊?，設(shè)計(jì)已基本結(jié)束，但需要學(xué)的知識(shí)還有很多。四、實(shí)驗(yàn)原理通過高速數(shù)據(jù)采集控制卡檢測(cè)4個(gè)溫度傳感器，通過AD方式讀取溫度傳感 第 3 頁 共 3 頁器數(shù)據(jù)，當(dāng)某一路溫度高于或者低于限定值時(shí)發(fā)出報(bào)警，亦即限制溫度在某個(gè)范圍里面，當(dāng)檢測(cè)到的溫度值超出這個(gè)范圍時(shí)立即報(bào)警，報(bào)警包括LED閃爍報(bào)警、應(yīng)用程序界面報(bào)警提示和嗡鳴器報(bào)警3種，每路采用不同的報(bào)警

16、信號(hào)或者報(bào)警頻率，最后運(yùn)用labview繪制4路溫度的實(shí)時(shí)曲線。（一）數(shù)據(jù)采集卡原理高速數(shù)據(jù)采集控制卡是基于USB2.0，包含19路12位AD(每路可達(dá)200K采樣率)、2路DA、14路PWM和89路IO。在本實(shí)驗(yàn)中，溫度檢測(cè)可以通過DA實(shí)現(xiàn)，但是檢測(cè)之前需要對(duì)溫度傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)理再將其送入AD口；LED報(bào)警和嗡鳴器報(bào)警，可以通過運(yùn)用DA實(shí)現(xiàn)，但是該數(shù)據(jù)采集卡只有2路DA，而本實(shí)驗(yàn)要求能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)4路報(bào)警，因此還需要考慮用LABVIEW的方波信號(hào)等輸出并觸發(fā)IO實(shí)現(xiàn)；溫度曲線的繪制可以通過labview的波形圖或者波形表實(shí)現(xiàn)。高速數(shù)據(jù)采集控制卡相關(guān)參數(shù)：1.USB2.0接口；2.89個(gè)I

17、/O，高電平3.3V，低電平0V、均可耐5V電壓；3.IO口速度在us級(jí)，每個(gè)口具有輸入輸出雙向功能；4.19路12位AD高速數(shù)據(jù)采集，每通道可達(dá)200KSPS，可以同步采集，輸入范圍03.3V；5.2路12位DA電壓輸出，03.3V；6.14路PWM輸出，加上簡(jiǎn)單阻容濾波可作為DA使用；7.控制卡可自由擴(kuò)展，理論上可擴(kuò)展到127塊卡；8. 支持VB、VC、labview、C+builder通過驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。(二)溫度傳感器原理溫度傳感器是檢測(cè)溫度的器件,被廣泛用于工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活領(lǐng)域，其種類多、發(fā)展快，溫度傳感器一般分為接觸式和非接觸式兩大類。所謂接觸式就是傳感器直接與被測(cè)物體接

18、觸進(jìn)行溫度測(cè)量，這是溫度測(cè)量的基本形式。而非接觸式傳感器是測(cè)量物體熱輻射而發(fā)出的紅外線從而測(cè)量物體的溫度，可進(jìn)行遙測(cè)，這是接觸式所不能做到的。本實(shí)驗(yàn)采用集成溫度傳感器。集成溫度傳感器是將溫敏晶體管及其輔助電路集成在同一芯片的集成化溫度傳感器。這種傳感器最大優(yōu)點(diǎn)是直接給出正比于絕對(duì)溫度的理想的線性輸出。目前集成溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于50:+150溫度范圍內(nèi)的溫度檢測(cè)、控制和補(bǔ)償?shù)?。集成溫度傳感器按輸出形式分為電壓型和電流型兩種。三端電壓傳感器是一種精密的、易于定標(biāo)的溫度傳感器。我們選擇的型號(hào)是LM335Z。其主要性能指標(biāo)：（1）工作溫度范圍：50:+150（2）靈敏度：10mv/K；（3）測(cè)量誤

19、差：工作電流在0.4:5mV范圍內(nèi)變化時(shí)，如果在25下定標(biāo)，在100的溫度范圍內(nèi)誤差小于1。圖1所示為該傳感器的基本測(cè)溫 第 4 頁 共 4 頁圖1電路。把傳感器做為一個(gè)兩端器件與一個(gè)電阻串聯(lián)，加上適當(dāng)?shù)碾妷壕涂梢缘玫届`敏度為10mV/K，直接正比于絕對(duì)溫度的輸出電壓U0。實(shí)際上，這可以看成是Ucc溫度為10mV/K的電壓源。傳感器的工作電流由電阻R和電源電壓I=(Ucc-U0)/R （本實(shí)驗(yàn)用R=1K，Ucc=5V)（三）實(shí)驗(yàn)接線圖（只畫了0通道）決定：圖2第 5 頁 共 5 頁五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程：（一）系統(tǒng)原理圖圖3通過傳感器將外界溫度經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后傳入計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)在labview軟件的程序中進(jìn)行處理，若外界溫度超過預(yù)設(shè)值后，在計(jì)算機(jī)上顯示報(bào)警，紅燈亮，并輸出一個(gè)高電平，發(fā)光二極管亮（由于缺少嗡鳴器,我們用發(fā)光二極管代替）；若外界溫度未超過預(yù)設(shè)值，在計(jì)算機(jī)上顯