开关量信号检测与控制.doc

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1、实验四温度计设计一、实验目的1．掌握温度测量的硬件设计方法。2．掌握运用LabVIEW软件设计温度计的编程方法。二、实验原理（一）硬件描述电阻式温度检测器是一种物质材料做成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升而电阻值也跟着上升就称为正电阻系数,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。PT100温度传感器是一种以铂金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)　其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度，因此铂金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。本实验

2、中温度计的测温电路采用典型的铂电阻电桥电路,如图16-1所示，后级采用差分放大电路。图16-1（二）软件设计思路1．前面板设计：前面板包含一个温度计、温度显示框、报警指示灯、停止运行按钮。其中报警指示灯的作用是，当温度上升超过某一温度值（本实验设定为65℃）时，报警指示灯亮（变红），表明已加热到最高点了，不需要继续加热。如图16-2所示。2．框图程序设计：测温电路输出的电压信号通过数据采集卡A/D转换器转换成数字信号，保存在数据采集卡数据缓存中，再由USB通信电缆将数据传送到计算机内存中以数组的形式保存下来，实验程序通过调用数据采集卡程序驱动库（USB2005.llb）

3、数据采集节点：CreateDevice.vi、InitDeviceAD.vi、ReadDevice.vi、ADDataTransform.vi、ReleaseDevice.vi进行采集数据，然后再调用LabVIEW功能模板中的数据处理分析节点处理采集到的数据，并将处理后的数据以温度的形式显示到前面板上。图16-2表16-1升温输出电压（U/V）降温输出电压（U/V）平均输出电压（U/V）温度（T/℃）升温输出电压（U/V）降温输出电压（U/V）平均输出电压（U/V）320.420.470.445502.202.412.305340.500.700.60522.472.6

4、22.545360.660.890.775542.672.882.775380.881.110.995562.873.072.97401.101.341.22583.103.273.185421.291.561.425603.283.503.39441.541.731.685623.503.673.585461.781.961.87643.653.833.74481.992.212.13663.963.963.96表16-1为温度与输出电压的关系表。根据此表数据得到下列表达式：T=9.3809U+28.3715式中U为测温电路输出电压，T为对应的温度值，数值9.3809

5、是输出电压与温度比例系数的倒数，28.3715是一个偏差值。三、实验设备实验主机箱、温度测量模块（温度传感器（PT100）已装在模块上）。四、实验步骤注意：实验测量温度范围大约在25℃～65℃之间，测量温度范围与当时环境温度有关，当温度超过65℃应停止加热，以免损坏加热模块，点击界面的“stop”按钮不会停止加热，拨动模块上的sw开关到右端来停止加热。1．将“温度测量模块”插上实验箱，用2号实验导线将“温度测量模块”的输出OUT接到数据采集卡模拟量输入端口CH0，“温度测量模块”的输出GND接到数据采集卡的GND端口。注：数据采集卡的模拟地与“温度测量模块”地线在实验箱

6、中已连接。2．打开实验箱电源。3．用USB通信电缆的方形接口插入实验箱USB接口，USB通信电缆的另一端接入计算机的USB通信口。4．打开“温度测量模块”的加热开关SW先预热一段时间(约5min)，再关闭SW开关，待冷却后再进行测试。5．打开范例程序（THVLB-1型实验光盘范例程序十六温度计设计实验），并运行。观察温度传感器（PT100）不加热时，温度显示情况；然后再将“温度测量模块”上的扳动开关（SW）扳到左边，加热指示灯亮，温度传感器开始加热，观察前面板温度计变化情况。六．实验结果程序框图五．程序解读前面板主要由当前温度值显示，报警指示灯和停止按钮组成。该程序

7、采用连续采集模式，将一次读取的256个数取平均电压，然后经过电压温度转换公式，将平均电压值转换为温度值，赋给温度计，如果温度大于等于65，则点亮告警指示灯。