基于labview功率测量器设计

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1、成绩评定表学生姓名Xxx班级学号Xxxx专业通信工程课程设计题目基于labview功率测量器设计评语组长签字：成绩日期2014年7月7日课程设计任务书学院信息学院专业通信工程学生姓名Xxx班级学号Xxx课程设计题目基于labview的功率测量器设计实践教学要求与任务:1．学习LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧；2．掌握简单LabVIEW程序的编程实现；3．掌握简单功率测试系统设计和分析方法；4．采用LabVIEW语言，实现功率测量器的设计。（1）通过检索、查资料、调查研究、确定方案、画出组成系统结构方框图；（2）采用LabVIEW实现功率测试器系统；（3）系统调试与改进，调整系统

2、参数，分析系统运行结果；（4）写出设计总结报告。工作计划与进度安排:19周（上）:学习LabVIEW虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，掌握简单LabVIEW程序的编程实现，掌握简单通信系统设计和分析方法。19周(下):采用LabVIEW语言，实现功率测试器的设计，并对系统进行性能分析。指导教师：2014年6月27日专业负责人：2014年6月27日学院教学副院长：2014年6月27日目录1目的及基本要求12功率测试器原理12.1功率测试器组成的五部分12.2流程图23功率测试器设计23.1功率测试器总设计方案23.2各功能模块详细设计44结果及性能分析114.1运行结果114.2性能分析12参考

3、文献121目的及基本要求熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，运用专业课程中的基本理论和实践知识，采用LabVIEW开发工具,实现功率测试器的设计。基本要求:要求产生同频率的仿真电压、电流信号，它们的幅值、初相位、周期都可任意调节。将电压，电流信号它们的幅值，初相位，周期信息送入计算机，通过调节各参数，可正确测量有效值、相位差和有功功率。并具有良好的可操作性和可维护性。2功率测试器原理将采集到的电压和电流信号采样，再通过计算有效值、视在功率等计算出的有功功率值，并显示出波形。信号可以有两种方式获取，方式0是用虚拟的信号发生器产生标准的信号，方式1

4、是通过采集板获取外界信号。采用方式1时，外界信号通过采集板传到电脑会有一定的失真或误差，这时候调整到方式0可以用同样幅值和频率的信号来与之对比。2.1组成功率测试器的五部分1.信号发生器2.数据采集器3.相位分析器4.能量测试器5.选择器2.2流程图图1功率测试器总流程图3功率测试器的设计3.1功率测试器设计总方案如图1，总体方案是将采集到的电压和电流信号采样，再通过计算有效值、视在功率等计算出有功功率，并显示出波形。信号可以有两种方式获取，方式0是用虚拟的信号发生器产生标准的信号，方式1是通过采集板获取外界信号。采用方式1时，外界信号通过采集板传到电脑会有一定的失真或误差，这时候调整到方式0

5、可以用同样幅值和频率的信号来与之对比。总程序由几个子程序构成，分别是：相位分析部分、功率分析部分和选择部分。其中选择部分包括信号发生部分、数据采集（DAQ）部分。图2功率测试器总前面板图3功率测试器总后面板3.2各功能模块详细设计（1）信号发生模块通过设定参数发生器产生一个正弦波，可以同时调节它的幅值，频率。要产生同频率的一个正弦电压信号和一个正弦电流信号，可使用sinewave.vi节点来产生正弦波，尤其注意器输入频率=信号频率/采样频率。前面板见图4。其后面板设计见图5。图4信号发生模块前面板图5信号发生模块后面板（2）数据采集模块这部分用来采集信号发生器产生的电压、电流信号。采集信号后在

6、上进行显示，显示出其信号波形以及瞬时值。图6数据采集模块前面板图7数据采集模块后面板（3）相位分析模块DAQ数据采集通道的数据输入,使用FFT函数即FFTSpectrum(Mag-Phase).vi进行傅里叶变换,将信号由时域变换到频域,得到该信号的幅度谱和相位谱。通过对FFTSpectrum(Mag-Phase)函数的view参数设置,使输出的信号的相位单位为度。从输出的簇中。提取数组,对数组进行运算,得到两同频率信号的相位差。图8相位分析模块前面板图9相位分析模块后面板（4）能量测试机模块这部分涉及较多的计算，如电压、电流的有效值，瞬时功率、有功功率等。我们知道电压和电流的有效值分别为：，

7、这可以用CycleAverageandRms.vi检测出电压和电流周期波形的均方根，即电压和电流的有效值，分别记为U和I。根据在单相交流电中，视在功率S=电压有效值U*电流有效值I，求出视在功率。而总功率=视在功率×功率因数。前面板图见图10，后面板见图11。图10能量测试机模块前面板图11功率测试器模块后面板（4）选择模块据课题要求，需要分别产生一次模拟的电压和电流信号和使用数据采集卡采集一次电