资源描述：
《磁流体发电计算机数据采集系统的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、磁流体发电计算机数据采集系统的研究吴军赵友生谈克雄(中国科学院电工研究所100080)(清华大学100084)【摘要】本文研究一套新型的应用于燃煤磁流体发电研究的计算机数据采集系统。该系统具有较高的采样频率,并且有效地改进了以往采集系统同时性不好的问题,为磁流体发电研究的进一步深入创造了良好的条件。在分析系统软硬件设计的同时,着重介绍同时性改善的实现,以及这种改善给系统带来的影响。【关键词】磁流体发电装置;高速数据采集器;采样同时性如果能通过提高采样速率的方法记录下这部1概述分信号,将对磁流体发电的试验研究分析工为了配合磁流体发电上游试
2、验机组研制作带来好处。一个新型的发电通道的计划,我们将研制一经过仔细论证,我们提出了一种有效的套计算机数据采集系统,用于新通道的电参设计方案,很好地解决了通道数增多可能导数的测量。这套数据采集系统将克服原有系致采样速率下降的矛盾。即以相当高的采样统采样速率慢,同时性不好等问题,从设计到速率对120路信号进行循环采样,以减少不同实现上都要使新系统能达到较高的水平,使时性对测量带来的误差;另外设计一个A/D之能够为磁流体发电的研究进一步展开创造转换器以高速对特定的8路信号进行循环采良好的条件。本文的主要内容就是分析一下样,以采集到通道中的高
3、频波动成分以供对所研制的系统的软硬件特点及它对原有系统发电通道性能的进一步研究之用。具体的设的改进。计方案分析将在下面进行讨论。(2)采样的同时性原有的数采系统,同一电2硬件设计极的电流和正负电极的电压之间相差两个到2.1硬件设计目标三个采样间隔的时间,以每通道的采样时间(1)采样速率本课题对数据采集的速率要为50s计算,即相差100～150s。在信号频求是比较高的,这主要有两点原因:第一,原率较高的情况下,那些通过间接计算得到的来的数据采集器的转换速率比较低,在通道物理量就有可能产生较大的误差,如电极负数比较多的情况下,比较低的采
4、样速率会使载、总的输出电功率及通道霍耳电压等。采样的不同时性带来的误差加大;第二,经过新设计的系统将从两个方面减少不同时理论研究以及以前的一些试验数据可以看到性带来的问题。第一,尽可能提高采样速率以通道内部具有4kHz的波动成分,以前由于设减少采样不同时性带来的影响;第二,通过应备原因并不能将它们真实地记录下来,因此,用同步采样保持器解决单对电极上各个电量收稿日期:1998-03-01;修订日期:1999-03-05作者简介:吴军(1969-),男,工程师,硕士,从事磁流体发电测量控制工作。1999年第4期·13·的同时性的问题。这方面
5、的问题将在下面分进行高频量采样,采样速率可以达到1s一析到。个通道。同时,上述这两种采样方式可以互不(3)采样精度新系统将采用12位的A/D转干扰地在一次试验中同时使用,这样十分有换器,包括符号位,这样转换精度将达到利于进一步的试验研究工作。0.05%以上,与原有的数据采集器相一致,可另外,在硬件电路中设计了一块同步采以满足试验、研究的要求。样保持器,它可以同时对4路信号进行同步采2.2硬件结构分析样保持控制。从试验数据来看,通过这一设计数据采集器采用IBM-PCAT总线兼容及采样速率的提高,有效地解决了原有系统的接口板设计,使之能与
6、原来的数采系统并由于同时性不好带来的各种问题。行使用。电量测量数据采集方案原理框图如3软件编程图1所示。在所研制的系统中,由于采集器的采样速率比较高,所以对软件编程的要求也是比较高的。为了使系统具有较高的性能,在软件编程上我们做了许多工作,下面针对几个主要方面内容进行讨论。3.1采集核心程序的优化为了达到缩短采样时间的目的,我们在编程过程中对常规采集程序的核心部分进行了优化,将A/D转换与通道切换的时间进行了合并。经过优化的采集程序框图如图2所图1电量测量数据采集方案原理框图示。在这种时序中,采集一周的时间缩减至11s,这比不优化的方
7、案加快了35%,可以达数据采集方案框图由两部分组成:上半到2.75s一路信号的采样速率,比原有系统部分用于实验测量,它被扩展为160路,输入50s的采样速率有了大幅度的提高。信号经过同步采保进入高速A/D采集板;下3.2采样程序编程语言的选择半部分用于8路专用通道的数据高速采集,它如上面所述,采样的核心部分对程序运通过一块八路高速数据采集板采集输入信号行的时间要求是很高的,达到微秒数量级,为的高频成分。以上分别为常规采样和高频量了提高程序运行效率,我们采用汇编与C语采样,两部分在系统中相对独立。实际运行时言混合编程的技术。C语言作为
8、工业测控领根据实际要求及计算机的工作能力既可以同域的一种常用编程语言,既具有高级语言的时运行,也可以分时运行。结构化好、可读性好、易于编写等特点,又具所设计的这套硬件系统相对于原有的采有一些低级语言的编程效
