基于虚拟仪器的传感器原理及应用的课程设计(编辑修改稿)

基于虚拟仪器的传感器原理及应用的课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

W，主要用到的设备是 NIPCI6251 数据采集卡。 通过在 LabVIEW 中编写程序，来实现对外围传感器的信号进行采集。 然后在 LabVIE中编写与设计题目相关数据处理程序，达到设计要求。 NI6251引脚如右图所示，其功能如下图所示。 其 有 16单端模拟输入或 8个差分模拟输入，分辨率为 16位，采 样率为 ，不支持同步采样。 最大电压范围 10V~10V。 精度范围 1920uV，敏感度范围 112uV。 最小电压范围 100mV~100mV。 精度范围 52uV，敏感度范围 6uV。 2个模拟输出， 24个 Digital I/O， 2个定时计数器。 LabVIEW 软件中，有 DAQ Assistant，如下图所示。 其位置在 FunctionsMeasurement I/ONIDAQmx内面。 利用它，简单的配置数据采集卡，就可以直接获得与数据采集相连的外部信号，例如模拟信号，计数信号（定时器与计数器可获得周期、频率等信号），还可以接受和发出个 24个 TTL电平信号，进行对外围的有关数字信号的控制等。 5 设计题目 基于虚拟仪器和 AD590 制作一个 八路 温度 巡检 系统 、 设计任务 利用 8个 AD590 温度传感器和虚拟仪器实验室的 PCI6251数据采集卡，制作一个可以同时监测 8个温度测控点的温度状况，并能给出高低温报警。 硬件结构参考下图。 软件自行在 LabVIEW 中编写。 A D 5 9 0温 度 传 感 器 1信 号 调 理 电 路N I E L V I S接 口 平 台P C I 6 2 5 1 数 据 采 集 卡A I 0 模 拟 输 入 通 道D I O 0D I O 1D I O 2P C 电 脑A D 5 9 0温 度 传 感 器 2A D 5 9 0温 度 传 感 器 3A D 5 9 0温 度 传 感 器 4A D 5 9 0温 度 传 感 器 5A D 5 9 0温 度 传 感 器 6A D 5 9 0温 度 传 感 器 7A D 5 9 0温 度 传 感 器 8信 号 调 理 电 路信 号 调 理 电 路信 号 调 理 电 路信 号 调 理 电 路信 号 调 理 电 路信 号 调 理 电 路信 号 调 理 电 路多 路 开 关 、 设计目的 1． 通过本课程设计，使学生更进一步了解有关温度传感器的工作原理、加工工艺相关知识。 2． 综合运用其它先修课程的理论和实践知识，制定设计方案，确定温度传感器的型号等参数，掌握温度的检测方法。 3． 通过本课程设计，使学生掌握模拟信号获取、传输、处理及检测的一般方法。 4． 通过本课程设计，学生学会应用温度传感器组建一个简单测量系统，提高学生的动手能力。 5． 通过计算、分析、绘图，能运用标准，规范，手册和查阅有关资料等，培养仪表设计的基本技能，为毕业设计奠定良好的基础。 、 设计内容 设计内容 包括： 1． 详细了解所选用的温度传感器的工作原理，工作特性等。 2． 设计合理的信号调理电路 ，熟练应用 Protel画的硬件接线原理图。 6 3． 用 LabVIEW编写相关程序。 4． 列出制作该装置的元器件， 搭建或焊 制实验板，并调试运行成功。 5． 详细的设计说明书一份。 、 设计提示与分析 、 AD590 温度传感器简介 AD590 是一种集成温度传感器（类似的芯片还有 LM35等），其实质是 一种半导体集成电路。 它利用晶体管的 be结压降的不饱和值 VRE与热力学温度 T 和通过发射极电流 I的下述关系实现对温度的检测。 IqkTVRE ln 式中， k是波耳兹曼常数； q是电子电荷绝对值。 集成温度传感器的线性度好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便，得到广泛应用。 集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。 电压输出型的灵敏度一般为10mV/K（温度变化热力学温度 1 度输出变化 10mV），温度 0K 时输出 0，温度 25℃时输出。 电流输出型的灵敏度一般为 1181。 A/K， 25℃时输出。 AD590 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端温度传感器。 它主要特性如下： 1） 流过器件电流的微安数等于器件所处环境温度的热力学温度（开尔文）度数，即 KATIT /1/  式中， IT为流过器件（ AD590）的电流，单位为 181。 A； T为温度，单位为 K。 2） AD590的测量范围为 55~+150℃。 3） AD590的电源电压范围为 4~30V。 电源电压从 4~6V变化，电流 IT变化 1181。 A，相当温度变化 1K。 AD590可以承受 44V正向电压和 20V的反向电压。 因而器件反 接也不会损坏。 4） 输出电阻为 710MΩ。 5） AD590 在出厂前已经校准，精度高。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M五挡。 其中 M档精度最高，在 55~+150℃范围内，非线性误差为177。 ℃。 I档误差较大，误差为177。 10℃，应用时应校正。 由于 AD590 的精度高、价格低、不需辅助电源、线性度好，因此常用于测量和热电偶的冷端补偿。 、 一路信号的信号调理电路如 下 图 7 、 多路开关 CD4051 的应用 如下图 8 基于虚拟仪器和 超声波传感器 制作一个 超声波测距系统 、设计任务 利用 一对超声波接收 /发送探头 和虚拟仪器实验室的 PCI6251数据采集卡，制作一个 超声波测距仪。 硬件结构参考下图。 软件自行在 LabVIEW 中编写。 超 声 波发 射 头脉 冲 驱 动 电 路信 号 功 率 放 大超 声 波接 收 头脉 冲 信 号 调 理电 路模 拟 输 出或 数 字 I / O 输 出模 拟 输 入或 数 字 I / O 输 出N I E L V I S接 口 平 台P。