基于labview的恒压式气体微流量计测控系统的设计与实现

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1、Yj213720两．埘虫害研究生学位论文(工程硕士)论叉避甘(q，义)堡±【．!业I丛曲恒丝基玉住堂造量爿：赳整丕堑曲丝i土量实现论文题目(外文)DesignandImplementationofMeasurement，，．．，an．．．．d．．．．C．．．o．．．n．．t．．r．o．．．1．．S．．．y．．．s．t．．e．．m．．．．．f．．o．．r．．．C．．．o．．．n．．s．．t．．a．．n．．t．P，r．，e，，s．．s．．u．．，r．e一—鱼塑型地盟些业婴虫旦童堑鱼』虹i地卫丑研冗生姓名理盘学院—————篮皇型生墨王捏堂篮————工程硕士领域让簋扭撞盎校内导师姓名及职称崖直墼熬攫企

2、业导师单位及姓名中国航天科技集团五院510所————』鲢型吐』壁型豇————一论文工作起止年月——』业星生旦兰旦至呈鲤卫星盟』L—论文提交口期2007年10月论文答辩日期—————』蛩业j卫L旦——————学位授予日期摘要摘要设计并实现了恒压式气体微流量计的测量与控制系统，使计算机可以对流量计的工作全过程进行自动控制，提高了流量计的自动化水平和测量精度，可在载人飞船舱体气密性测试、火箭发动机推进剂泄漏监测、空间环模设备真空度测量等航天任务中发挥重要作用。采用计算机数据采集卡、电机控制卡、电机驱动卡、位置控制卡等计算机控制设备以及伺服电机、平动机构、精密丝杠、精密细活塞、铂电阻温度计等部件组成测

3、控系统的硬件平台，可对变容室压力、气体温度和变容室体积变化率进行测量，并通过数字PID和压力锯齿波动(△p／p=l‰)两种恒压控制模式，对活塞运动状态和速度(最小为3urn／s)进行控制，从而实现了微小气体流量的测量。该设计方案在国内尚属首次，具有创新性。测控系统工作软件在美国NI公司的LabVIEW图形化软件开发平台上开发，通过安装调试专用驱动程序，实现了在LabVIEW中直接调用计算机板卡的各项功能。采用了结构化的设计方法，编写了完整的功能子模块，使工作软件具有数据采集、流量计算与保存、动画显示实验进程、实时分析测量曲线等多种功能，软件界面友好、操作方便，提高了工作效率。开展了测控系统的性

4、能试验研究，分析了流量测量不确定度，并采用流量比对、真空规校准以及小孔流导测量等多种方法进行测控系统性能验证。结果表明，应用测控系统后流量计测量范围为(2．809×10～～4．758×101)Pa·m3／s，测量不确定度小于1．1％。经国防技术鉴定，技术指标达到厂国际同类装置的先进水平。将计算机测控技术应用于国防真空计量领域并取得良好的_[程实践结果，是本沦文作I叶I的主要贡献，对于进一步研究和发展旧防真窄计量标准的自动化技术具有重要意义。关键词：气体微流量计：计算机测量与控制；数据采集；数字PID；LabVIEW；AbstractInthispaper,ameasurementandcont

5、rolsystemofconstantpressuregasmicro-ftowmeterisdeveloped，whichmakesit’Soperatefullautomation，andheightenthelevelofautomationandmeasurementprecision．Itwidelyusedinthefieldoftheleakdetectionofspacecraft，leaktestofpropellantofrocketengine，thevacuummeasurementofspaceenvironmentsimulator．Throughcomputerc

6、ontrolequipmentssuchashigh—precisedataacquisitioncard，motorcontrolcard，motordrivecard，positioncontrolcardandthroughusingservomotor,motionmachine，rigidpiston，werealizedthepressuremeasurementinvariablechamber,gastemperaturemeasurementandmeasurementoftherationofvolumetotimeautomatically．Thisgasmicro—fl

7、owmeter,withPIDconstantpressurecontrolmethodandsawtoothvariationconstantpressurecontrolmethod，whichmakethevelocityofpiston31-tm／s，andrealizesthemeasurementofmicrogasflow．Thisprojectisputforwardprimari