基于labview的二极管伏安特性测量

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1、沈阳航空航天大学课程设计论文基于LabVIEW的二极管伏安特性测量（一）基于LabVIEW的二极管伏安特性测量（一）胡启洋沈阳航空航天大学自动化学院摘要：本文设计了一个基于LabVIEW的二极管伏安特性测量的系统，使用的方法是电压扫描法，需要外围电路、数据采集器BNC16S以及相应的LabVIEW软件程序相互配合才可进行测量，通过测量和计算出二极管两端的电压和电流，将结果送入软件示波器，来显示二极管的伏安特性曲线。关键字：伏安特性；电压扫描法；labVIEW；BNC16S0.前言虚拟仪器技术是基于计算机的仪器及测量技术。与传统技术不同，虚拟仪器技术指在包括数据采集设备的通用计算机的平台，根据

2、需求可以高效地构建起形形色色的测量系统，对大多数用户而言，主要的工作变成了软件设计。虚拟仪器技术突破了传统仪器的局限，可以将许多信号处理的方法方便的应用于测量中，并且为自动测量和网络化测量创造条件。早期的虚拟仪器技术主要用于军事、航空、航天等领域和科研院所，现在已经越来越多地出现在工厂及其他民用场合。虚拟仪器技术反映了当前测量技术的发展方向：涉及面广，包括数学、物理、电工电子技术、计算机软硬件、信号处理及相关专业的测试技术。LabVIEW(laboratoryvirtualinstrumentengineeringworkbench)是一种图形化的编程语言和开发环境，它广泛地被工业界、学术界

3、和研究实验室所接受，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件。虚拟仪器的硬件系统由PC机和数据采集器组成.数据采集器包括多路开关、放大器、采样/保持器、A/D转换器以及其它有关电路组成.这些部分共同配合完成对信号数据的采集、放大以及模/数转换任务.同时数据采集器上的数模转换器（D/A）可用于将计算机输出的数字量转换为模拟量，从而实现控制功能.数据采集卡的种类非常多，其功能也有很大不同.使用时可根据需要选择.使用数据采集卡时必须对其性能指标有所了解，主要包括输入通道数、信号输入方式、输入范围、阻抗、A/D转换器的采样速率和位数、分辨率和精度等.1.总体方案设计电压扫描法测量二级管的伏安特性主要包

4、括硬件电路的连接，数据采集器BNC16S将采集的数据送入软件系统，通过软件程序将采集结果进行处理分类并将其送入XYGraph波形显示器显示输出结果三个大部分。硬件电路由信号源（即电源，由LabVIEW的程序产生）、二极管及限流电阻组成；硬件电路和软件程序通过第11页沈阳航空航天大学课程设计论文基于LabVIEW的二极管伏安特性测量（一）数据采集器BNC16S连接，数据采集器采集二极管两端的电压和电阻两端的电压；采集到的数据送入电脑程序，由程序算得通过二极管的电流，将二极管两端的电压信号和通过二极管的电流信号送入波形显示器，得到二极管的伏安特性曲线。总体的流程图如图1所示：开始LabVIEW软

5、件程序波形、参数可调的随机电压信号硬件电路二极管、电阻两端电压信号LabVIEW软件程序处理信号使产生通过二极管的电流信号显示二极管的伏安特性曲线结束图1总体流程框图第11页沈阳航空航天大学课程设计论文基于LabVIEW的二极管伏安特性测量（一）1.1硬件电路测量信号的原理将被测二极管与一个10kΩ的电阻串联，得到所需要的测量电路，如图2所示。在输入端口施加电压，令U2为二极管的端电压，流经二极管的电流为U1/R。通过测得这两个数据即可得二极管的伏安特性曲线。该电路非常简单，直接在面包板上连接。图2硬件电路1.2数据采集器BNC16S的采集原理BNC16S型多功能接口盒各部分的功能。多功能接

6、口盒具有16路单端/8路差分模拟输入，可以测量三种模拟输入信号：差分浮地信号（DIFF_FS）、差分有参考地信号（DIFF_GS）、单端有参考地信号（SINGLE_RSE）。多功能接口盒的信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波以及TLL信号，并可通过旋钮调节信号的幅值和频率。该多功能接口盒还具有2路模拟输出。在关机状态，将BNC16S多功能接口盒与PC机上的数据采集卡联结。如果连接正常，则多功能接口盒上的红色电源指示灯处于点亮状态。将接口盒的信号发生器SOURCE端口与某一模拟输入通道相连。要将数据采集到计算机里，并对其进行合理的组织，需要构建一个完整的数据采集系统。它包括：传感器和变换器、

7、信号调理设备、数据采集卡、驱动程序、硬件配置管理软件、应用软件和计算机等。使用不同的传感器和变换器可以测量各种不同的物理量，并将它们转化成电信号；信号调理设备可对采集到的信号进行加工，使它们适合数据采集卡等设备的需求；计算机通过数据采集卡等获得测量数据；软件则控制着整个测量系统，它告诉采集设备什么时候从哪个通道获取设备，同时还对原始数据作分析处理，并将最后的结果表示成容易理解的方式。在该设计中，用输出端口OU