基于虚拟仪器技术的霍尔测频系统设计论文(1)11
虚拟仪器技术毕业论文[管理资料]
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虚拟仪器技术毕业论文1 引言随着计算机和软件技术的发展,虚拟仪器正逐渐成为测试领域的发展方向。
采用虚拟仪器实现振动测试与分析也成为振动测试的发展趋势。
本课题采用的虚拟仪器技术是当今计算机辅助测试(CAT)领域的一项重要的新技术。
它是一种基于图形开发、调试和运行程序的集成化环境。
使得课题的研究更简单快捷。
以PC为硬件平台、以美国国家仪器(NI)公司开发的LabVIEW软件为开发平台,配合必要的传感器、信号调理器和数据采集卡组成的振动测试分析系统。
采用虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW组建的振动测试分析系统,减少了测试过程中的硬件设备,同样实现了对振动信号的采集、处理和分析的目的,大大降低了硬件成本。
1.1 课题研究的背景和意义要想紧跟技术的发展,就要不断更新测量设备,以满足越来越高的测量要求,同时测量手段的进步也为技术的进一步发展奠定了基础。
虚拟仪器则是提高测量精度和效率的有效手段。
它改变了传统的测量模式,使测量系统由松散结合的、常常不兼容的独立仪器发展成紧密结合的虚拟测量系统,把计算机技术与仪器技术完美结合起来。
振动是自然界最普遍的现象之一。
这类现象有的是由其本身固有的原因引起,有的是外界干扰引起。
在运转的设备中,振动信号是最重要的信息来源。
旋转机械的振动信号中包含着大量可反映设备运行状态的有用信息或称为信号特征。
振动信号分析是旋转机械状态监测和故障诊断的重要组成部分,并在设备预测维修中发挥着重要作用。
通过振动特征分析可以找出旋转机械设备70%的故障源,而且可以确保机器运转的安全性,避免事故的发生,同时结合较好的维修项目管理还可以显著降低机器的运行成本。
在一些情况下,振动是一种公害,它能损伤人体器官、损害健康、降低劳动效率,甚至产生“振动病’’或“运动病’’,如常见的晕车、晕船现象就是由于小于1Hz的极低频振动引起的。
研究人体各器官的振动传递特性,设计能减振隔振的座椅、驾驶舱、手持工具的把手等也必须依赖于振动测试。
基于虚拟仪器技术的频谱分析仪自动测试系统

关键 词 :自动 测试 系统
Me s rme t t do 频 谱 分析仪 au e n u i S
Au o a i e t s s e f s e t u n l z r b s d o t m tc t s y t m o p c r m a a y e a e n
Su i tdo提供 的集 成式 用 户界 面控 件和 分析 函数 库可
快 等方 面 , 传统 的指 标测 量 , 而 采用 单 台或 多 台仪器 对 被 测设 备 的指标 逐项 进行 测 量 , 试周 期 长 、 程 测 过
烦琐 ; 其次 测试 结果 通 常采用 人 工记 录 , 不能 对数 据 进 行有 效 的管理 和 回放 , 一 定 程 度 上 影 响 日后 的 在 数 据处 理 。有效 的解 决方 法 就是 采用 虚拟 仪器 技术
O 引 言
飞 速发 展 的科 学 技术 对测 试 测量 提 出越来越 高 的要 求 , 表现 在测 试 任 务 多 、 度 要 求 高 、 试 速 度 精 测
分析 仪 计算 机 控制 软件 的设 计 过程 。通过 GPB接 I 口实现计 算机 与 频谱分 析仪 的数 据 通信 。频 谱分 析 仪将 被 测 信 号 频 谱 数 据 实 时 传 送 到 计 算 机 , 用 采 VB面 向对象 应 用 软件 开 发 环 境 以及 Mesrmet aue n
接 口与 频谱 分 析 仪 进 行 通 信 , 据 频 谱 分 析 仪 的 编 程 指 令 控 制 频 谱 分 析 仪 进 行 数 据 采 集 , 用 根 利 VB和 Mes rme t td a ue n u i 件 对 采 集 的数 据 进行 存 储 和 分 析 处理 , 而构 建 功 能 完 善 的 自动 测 S o部 从
霍尔传感器电机转速测量系统的设计毕业设计论文

苏州经贸职业技术学院机电系应用电子技术(电子产品营销)专业毕业设计论文(霍尔传感器电机转速测量系统的设计)学生姓名:指导教师:2013年1月目录摘要 (I)绪论 (II)I 课题研究的目的和意义 (II)II 转速测量在国内外的研究 (II)III 主要研究内容 (II)第一章电机转速测量常用方法 (1)1.1 测频法(“M法”) (1)1.2 测周期法(“T法”) (1)1.3 本设计系统中采用的方法 (2)第二章系统总体方案设计 (3)2.1总体设计方案 (3)第三章硬件电路设计 (4)3.1 单片机最小系统设计 (4)3.1.1 时钟电路 (4)3.1.2 复位电路 (4)3.1.3 电源电路.......................................... 错误!未定义书签。
3.2 霍尔传感器测量电路设计 (5)3.2.1 霍尔传感器原理 (5)3.2.2 开关型霍尔传感器 (5)3.3 信号处理电路设计 (7)3.4 显示电路设计 (8)3.4.1 LCD1602简介 (8)3.4.2 LCD显示电路 (8)3.5 按键电路设计 (9)3.6 蜂鸣器报警电路设计 (10)第四章软件设计 (11)4.1 系统开发环境 (11)4.2 系统开发语言 (11)4.3 软件总体设计 (12)第五章系统调试 (13)5.1 Protues仿真 (13)5.2 系统调试结果 (14)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录 (18)附录1 (18)附录2 ................................................... 错误!未定义书签。
摘要在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合,测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件,得到的信号是模拟量。
数字式通常采用光电编码器,霍尔元件等为检测元件,得到的信号是脉冲信号。
基于虚拟仪器的温度测量系统设计

基于虚拟仪器的温度测量系统设计本科毕业设计(论文)The Design of Temperature Measurement System Based onVirtual Instrument Technology学院(系):机电系专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:指导教师(职称):评阅教师:完成日期:- 1 -机械设计制造及其自动化专业[摘要]:论文首先简单介绍虚拟温度测量系统研究的背景、目的及意义,给出了虚拟温度测量系统总体方案的设计,然后对数据采集模块和LABVIEW的软件模块进行了设计。
基于LabVIEW为软件平台,通过热电偶冷端补偿的方法进行温度测量。
有效地运用了LabVIEW虚拟仪器技术,将诸多重要步骤都在配备硬件的普通PC电脑上完成,与传统的温度测量仪表相比,该系统具有结构简单、成本低、构建方便、工作可靠等特点.具有较高应用价值,是虚拟仪器技术应用于温度测量领域的一个典型范例。
[关键词]:温度测量;LabVIEW虚拟仪器;热电偶;冷端补偿The Design of Temperature Measurement System Based onVirtual Instrument TechnologyDesign and manufacture of machinery and automation Major MA Wen-kuiAbstract: The virtual temperature measurement system introduced in this paper can achieve the measurement, the collection, data processing, recording and display of multi-channel temperature. It uses LabVIEW as software platform ,by the way of Thermocouple cold joint compensating, to complete temperature measurement. The LabVIEW virtual instrument technology is efficiently used to complete many important processes in common PC computer which is integrated of hardwares, Compared with the traditional temperature measurement instrument,this system has the advantages of simple structure,low cost ,easy operation and high stability.Key words:Temperature Measurement ;LabVIEW Virtual instrument ;Thermocouple ;Cold Joint Compensating- 2 - 目录目录 (3)1 绪论 (4)1.1 虚拟温度测量系统研究的背景、目的及意义 (4)1.1.1 研究背景 (4)1.1.2 研究的目的及意义 (4)1.2 论文的设计任务及拟完成的主要工作 (5)1.2.1 设计任务 (5)1.2.2 论文完成的主要工作 (5)2 虚拟温度测量系统总体方案的设计 (5)2.1虚拟仪器技术与LabVIEW简介 (5)2.2 总体方案的设计 (6)3 硬件系统设计 (6)3.1 温度传感器及调理电路 (6)3.1.1 传感器选型 (6)3.1.2 热电偶工作原理 (8)3.1.3 温度信号隔离器 (12)3.1.4 MC1 403低压基准芯片 (13)3.2 热电偶的冷端处理与补偿 (13)4 LABVIEW软件模块的设计 (15)4.1 温度信号处理的设计 (15)4.1.1 前面板设计 (15)4.1.2 框图程序设计 (16)5 系统调试及结果分析 (22)5.1 系统调试 (22)结论及尚存在的问题 (23)致谢 (24)参考文献 (25)- 3 -1 绪论1.1 虚拟温度测量系统研究的背景、目的及意义1.1.1 研究背景虚拟仪器的技术基础是计算机技术,核心是计算机软件技术。
通信工程毕业生论文选题参考

通信工程毕业生论文选题参考通信工程毕业论文题目1、通信工程项目管理系统集成服务浅探[J]2、试述我国通信工程发展现状与前景[J]3、网络传输技术在通信工程中的应用探析[J]4、通信工程中多网融合技术的应用问题探析[J]5、探究有线传输技术在通信工程中的应用及发展方向[J]6、探讨通信工程项目的网络优化[J]7、应用型通信工程专业计算机类课程建设研究[J]8、结合3G/4G网络与GPS定位技术实现通信工程现场监理[J]9、通信工程的风险管理探讨[J]10、如何解决通信工程管理中的问题[J]11、通信工程设计单位标准化管理研究[J]12、传输技术在通信工程中的应用解析[J]13、通信工程施工管理模式的创新研究[J]14、通信工程中有线传输技术的应用及改进[J]15、通信工程项目中的风险管理与控制策略研究[J]16、探析通信工程中传输技术的广泛应用[J]17、浅谈通信工程项目的质量管理[J]18、项目管理方法在移动通信工程管理中的应用研究[J]19、通信工程项目管理研究[J]20、通信工程光缆施工的质量控制探讨[J]21、试论在通信工程施工过程中信息化管理的应用[J]22、浅谈传输技术在通信工程中的应用及发展[J]23、浅谈通信工程技术传输的有效管理策略[J]24、信息通信工程中传输技术的有效应用[J]25、铁路通信工程中无线接入技术的应用探究[J]26、试论通信工程的特点及发展现状与前景[J]27、浅谈通信工程发展前景[J]28、以华为公司为例探析通信工程技术的社会经济价值[J]29、传输技术在通信工程中的应用与发展趋势[J]30、通信工程建设进度控制研究[J]31、关于多网融合在通信工程中的应用分析[J]32、基于通信工程传输技术的应用研究[J]33、强化通信工程安全管理的对策[J]34、通信工程存在的经济问题和发展分析[J]35、通信工程管理在项目中的应用[J]36、探讨通信工程项目的网络优化方式[J]37、传输技术对通信工程的作用[J]38、浅谈通信工程传输技术的应用[J]39、通信工程中有线传输技术的应用及改进[J]40、刍议通信工程传输技术的现状与未来发展[J]41、浅析我国通信工程发展现状与展望[J]42、通信工程项目管理中关键点的标准化研究[J]43、软交换技术在通信工程中的应用及发展方向[J]44、探究通信工程专业学生就业现状及对策研究[J]45、如何提高通信工程监理企业的竞争力[J]通信工程专业论文题目1、基于61单片机的语音识别系统设计2、红外遥控密码锁的设计3、简易无线对讲机电路设计4、基于单片机的数字温度计的设计5、甲醛气体浓度检测与报警电路的设计6、基于单片机的水温控制系统设计7、设施环境中二氧化碳检测电路设计8、基于单片机的音乐合成器设计9、设施环境中湿度检测电路设计10、基于单片机的家用智能总线式开关设计11、篮球赛计时记分器12、汽车倒车防撞报警器的设计13、设施环境中温度测量电路设计14、等脉冲频率调制的原理与应用15、基于单片机的电加热炉温16、病房呼叫系统17、单片机打铃系统设计18、智能散热器控制器的设计19、电子体温计的设计20、基于FPGA音频信号处理系统的设计21、基于MCS-51数字温度表的设计22、基于SPCE061A的语音控制小车设计23、基于VHDL的智能交通控制系统24、基于VHDL语言的数字密码锁控制电路的设计25、基于单片机的超声波测距系统的设计26、基于单片机的八路抢答器设计27、基于单片机的安全报警器28、基于SPCE061A的易燃易爆气体监测仪设计29、基于CPLD的LCD显示设计30、基于单片机的电话远程控制家用电器系统设计31、基于单片机的交通信号灯控制电路设计32、单片机的数字温度计设计33、基于单片机的可编程多功能电子定时器34、基于单片机的空调温度控制器设计35、数字人体心率检测仪的设计36、基于单片机的室内一氧化碳监测及报警系统的研究37、基于单片机的数控稳压电源的设计38、原油含水率检测电路设计39、基于AVR单片机幅度可调的DDS信号发生器40、四路数字抢答器设计41、单色显示屏的设计42、基于CPLD直流电机控制系统的设计43、基于DDS的频率特性测试仪设计44、基于EDA的计算器的设计45、基于EDA技术的数字电子钟设计46、基于EDA技术的智力竞赛抢答器的设计47、基于FPGA的18路智力竞赛电子抢答器设计48、基于USB接口的数据采集系统设计与实现49、基于单片机的简易智能小车的设计50、基于单片机的脉象信号采集系统设计51、一种斩控式交流电子调压器设计52、通信用开关电源的设计53、鸡舍灯光控制器54、三相电机的保护控制系统的分析与研究55、信号高精度测频方法设计56、高精度电容电感测量系统设计57、虚拟信号发生器设计和远程实现58、脉冲调宽型伺服放大器的设计59、超声波测距语音提示系统的研究60、电表智能管理装置的设计61、智能物业管理器的设计62、基于虚拟仪器技术的数字滤波及频率测试63、基于无线传输技术的室温控制系统设计----温度控制器软件64、基于计算机视觉的构件表面缺陷特征提取移动通信论文题目1、 FDD LTE移动通信基站电磁辐射影响预测2、铁路下一代移动通信系统LTE-R检测技术研究3、 5G移动通信技术及未来发展趋势4、互联网+《移动通信技术》教学方法改革5、产业模块化对企业技术创新的影响考察——基于移动通信业的实证研究6、移动通信技术与互联网技术的结合发展7、移动通信基站电磁辐射评估及防护研究8、谈软件无线电技术在移动通信测试领域的应用9、 5G移动通信发展趋势及关键技术研究10、 5G地面移动通信技术在低轨星座的适应性分析11、 5G移动通信发展趋势与若干关键技术12、移动通信基站电磁辐射环境影响研究13、大数据技术在移动通信网络优化中的运用分析14、基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术15、营改增对电信业的影响及对策研究——以中国移动通信集团为例16、移动通信企业财务共享中心的SEED绩效体系17、基于移动通信大数据的地震灾区人口快速处理系统研究18、移动通信实验箱GSM模块的3G/4G升级改造19、移动通信基站的电磁辐射水平及其对人体健康的影响20、云计算下舰船无线移动通信网络敏感数据防泄露技术研究21、移动通信基站天馈线的故障点定位DTF方法22、一种基于MSISDN虚拟化的移动通信用户数据拟态防御机制23、基于北斗和移动通信的应急通信保障系统设计24、移动通信网络下通信最优节点自动选择方法研究25、大数据分析在移动通信网络优化中的应用研究26、移动通信中基于LCR-DSR技术的信道参数估计算法分析与改进27、 5G移动通信系统发展综述28、基于分布式架构的船舶移动通信中间件研究29、基于模糊聚类的移动通信信道多状态Markov模型30、新型级联码在移动通信中的性能仿真分析31、改进CPM的移动通信用户关系圈挖掘32、探究5G移动通信技术下传输未来发展趋势33、融合移动边缘计算的未来5G移动通信网络34、未来移动通信系统中的通信与计算融合35、浓雾天气下下一代移动通信信道模型研究36、移动通信中固定终端远程信息实时获取仿真37、 5G技术对移动通信网络建设方式的影响38、 5G移动通信核心网关键技术39、下一代移动通信环境下多天线信道建模的研究40、一种空中智能移动通信网络架构的研究。
基于虚拟仪器技术的频率测量研究

仪器非常必要。本 文介 绍 了虚 拟仪器以及 当今 流 行的虚拟仪 器开发软 件 L b IW, a V E 并以该 软件 为
tr ae n VItc n lg a rv h ea i enb sd o e h oo y cn i o et ev rct mp y
n 朗 mec a ce .n a or d c t a d r l i h a tr a d i c nas e u et ecs t r t l h o
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La VI b EW ; we ytm ;r u n yme s rme t o p rs se fe e c a u e n q
传统的测量仪器在对被测参数的综合分析、 评
估, 信息交换和共享等方面存在严重的缺 陷。 目前 基于微机硬件平 台的虚拟测量仪器 已在许多部门
得到广泛 的应用【 。电力系统 的频率一方面作为
电能质量的指标 , 加以动态监测 , 需 另一方面作为 实施安全稳定控制的重要状态反馈量 , 要求能实时 重构。因此 , 频率测量成为 电力系统运行控制的重 要技术。此外 , 在电参数的微机测量时 , 要对交流
frp we y tm.Thsp p rito u e h o cp o o rs se i a e n rd c st ec n e —
术能提高准确性 。 另外, 这项技术也能降低 费用。
关键 词 : 电 能 质 量 ; 拟 仪 嚣 ;avIW ; 虚 l E 电力 系 b 统 ; 率测量 频 中图分 类号 : P 9 .6T 3 文 献标识 码 : T 3 17 M75 A
基于虚拟仪器技术的霍尔传感器性能测试

基于虚拟仪器技术的霍尔传感器性能测试作者:武艳霞袁丽娜扶宇阳赵龙梅来源:《硅谷》2011年第17期摘要:针对现有霍尔传感器测试过程中存在测试时间长、可靠性不高的问题,提出一种基于虚拟仪器的自动测试系统实现方案。
介绍系统组成结构,描述测试系统的软硬件和通信方式。
该系统可以对霍尔传感器量程、非线性、分辨率等参数进行实时测量,极大地提高测试效率,减少实验数据处理中的主观误差。
关键词:霍尔传感器;NI6009;labvIEW;HK-1中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0910058-01霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。
图1是两种线性霍尔传感器的电路结构。
测试线性霍尔传感器的好坏可以用数字万用表、一条形磁铁及一稳压直流电源来检测,但这样只能检验传感器的好坏,不能检验其性能。
那么我们就可以用虚拟仪器技术来实现对霍尔传感器的性能测试。
霍尔元件有电源,信号输出端,我们通过测量其输出电压来检验传感器的性能参数。
1 系统构成系统是以美国国家仪器公司(NI公司)生产的USB-6009数据采集设备为测试平台,采用HK-1型霍尔式位移传感器为测试对象。
标准的usb电脑接口可使DAQ设备响应控制命令,实现测试自动化。
NI USB-6009提供8个模拟输入(AI)通道、2个模拟输出(AO)通道,还包括一个带全速USB接口的32位计数器。
能实现快速信号采集和传输。
2 程序设计2.1 信号采集程序设计采集的数据以字符的形式给出,需要设置整个过程顺序,首先创建虚拟通道,以电压为采集对象单位,配置采样频率,时钟等,再对任务进行指定动作。
至此就可以开始任务了,然后读取虚拟通道总的采样,同时以图形直观显示出来。
这里给子Vi命名为red.Vi。
基于虚拟仪器的频率测量软件系统设计

b s d o i t a n tu e t a e n v r u li s r m n
Ya ij Ha n oJni e nYa
( t n l yL b r tr fElcrncTetn Te h oo y,No t ie st fC ia Nai a o Ke a o ao yo eto i si g c n lg rhUnv r i o h n ,Tay a 3 0 1 y iu n 0 0 5 )
A s at I cu l p l aino ep oetes edtsigi tr r al t s telw au igac rc f i o bt c : nata a pi t f h rjci p e t i ei lsi , h mes r cu ayo med — r c o t l e n nn o b i c o n t
man i r q e c e s rn n v ro d dc m p tn p r t n i i -r q e c a u i gh v e a eao vo sd — i n fe u n y m a u iga d o e la e o u i go e ai tmefe u n yme s rn a eb c m b iu e o n fce c iin y,S e s rn eh dt a o O am a u igm t o h t mbie h s i td p we p c r m n r q e c e s r me ti hefe u n c n dt ee tma e o rs e tu a d fe u n ym a u e n nt rq e — c a g nfe sp e e td Att e s me t e rc r ig t h i eh m a - c n n e fc n o ef lsg a r — yrn eu i di rsne. i h a i e u rn o t efn u n ma hie itra e a d p w ru 、i n lp o- m
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第1章课程设计任务书《测控系统综合设计》设计任务书(三)题目:基于虚拟仪器技术的霍尔测频系统设计一、设计任务本课题要求通过直流电机的转动带动了磁钢的转动,通过霍尔元件采集磁场的变化,将直流电机的转速转换成具有周期性的矩形脉冲电压信号,送入NI ELVIS II数据采集平台的模拟输入通道,然后利用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW来开发系统软件,以实现对直流电机转速和频率信号的采集、分析、处理与报表生成等。
具体指标与要求如下:(一)硬件设计要求1、理解霍尔器件测频的基本原理,通过霍尔将电机的转速转换成具有周期性的矩形脉冲信号,实现对电机转速和频率的测量。
要求对霍尔测频器件进行选型,对霍尔器件测频信号调理电路进行设计与调试,说明其工作原理。
2、理解NI ELVIS II数据采集平台的工作原理,通过NI ELVIS II数据采集平台对霍尔传感器及其调理电路出来的电压信号进行采集、分析与处理。
(二)软件设计要求要求采用状态机的软件设计结构来设计霍尔测频系统软件。
系统软件具有“系统初始化”、“系统等待”、“数据采集”、“报表生成”“打开报表”、“退出”等功能。
具体要求如下:1、系统初始化霍尔测频系统软件运行后,首先进入系统初始化状态。
系统初始化状态主要可以对NI ELVIS II数据采集平台,所用的数据采集通道及软件界面上的所有控件进行初始化。
系统初始化结束后,软件进行等待状态中,等待其他功能的选中与运行。
2、系统等待在系统等待状态下,用户可选择其他功能并运行。
要求系统等待状态采用事件驱动结构来实现。
3、数据采集要求系统可以对霍尔测频信号进行连续的实时采集、分析与显示。
包括对所用NI ELVIS II数据采集平台物理通道,电压最大值、最小值、采样速率、每通道采样点数等参数的设置。
将采集到的时域波形、频率(Hz)、电机转速(rpm)等参数进行实时显示。
对信号进行频谱分析并显示其频谱波形。
要求系统可以对霍尔测频信号进行连续的实时采集、分析与显示。
4、报表生成报表生成功能可以实现对霍尔测频信号连续采集与分析过程中的相关参数包括所用NI ELVIS II数据采集平台物理通道,电压最大值、最小值、采样速率、每通道采样点数、时域波形、频率(Hz)、电机转速(rpm)、频谱波形等参数或波形作为报表的内容进行保存。
5、打开报表打开报表功能可以对保存的报表进行打开以便进行离线进行分析和处理。
6、退出按下“退出”键,将退出系统软件。
要求系统软件界面设计友好,方便操作。
在系统软件界面即前面板上必须有状态显示栏,以显示软件当前运行的状态。
二、设计目的通过本次设计使学生具备:(1)初步了解测控系统的设计步骤,掌握系统设计方法,加深对专业理论知识的理解,能够综合运用所学的《传感器原理与检测技术》、《虚拟仪器技术》、《测控电路》、《测控系统原理与设计》等专业知识设计测控系统各个单元,并组成系统。
(2)通过制定测控系统设计方案,合理选择传感器及其他元件,正确计算、选择各电路和元件参数,确定尺寸和选择材料,以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求,达到了解和掌握测控系统综合设计过程和方法的目的。
(3)进行设计基本技能的训练。
如:计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据、进行经验估算和数据处理及计算机应用的能力。
(4)了解现代仪器科学与技术的发展前沿,学习和掌握基于虚拟仪器技术的测控系统组成和工作原理;进一步掌握虚拟仪器LabVIEW图形化软件设计方法与调试技巧。
(5)培养学生查阅资料的能力和运用知识的能力;提高学生的论文撰写和表述能力;培养学生正确的设计思想、严谨的科学作风;培养学生的创新能力和运用知识的能力。
三、设计要求1、了解和掌握整个以虚拟仪器技术平台构建的测控系统组成、工作原理、各单元功能和应用背景。
2、根据设计任务进行文献资料的检索,根据测控系统的功能和工作原理,确定测控系统的功能,制定设计方案和设计虚拟仪器面板。
3、合理选择传感器的种类与型号,设计信号调理电路;利用虚拟仪器技术软件开发平台LabVIEW来编写与调试系统软件。
4、按学校课程设计的撰写规范撰写且提交一份完整的设计报告。
四、设计内容1、基于虚拟仪器技术的霍尔测频系统硬件设计。
2、基于虚拟仪器技术的霍尔测频系统软件设计。
具体设计内容详见前面的设计任务。
五、设计报告要求报告中提供如下内容:1、目录2、正文(1)设计任务书(只需要打印指导教师提供的设计任务书,不要对任务书的内容进行任何的修改);(2)总体设计方案(包括对现代测控系统发展的概述,构建一个测控系统的总体结构图,霍尔器件测频的基本原理、发展与概述等,霍尔器件测频信号调理电路的设计,并根据任务书要求,选择合适的技术参数和技术方案,对多种设计方案进行分析比较,系统总体结构图概述等);(3)系统硬件设计,包括传感器的选择(测量原理分析,传感器的量程、测量精度与结构、型号的确定)、信号调理电路的选择、设计及计算(根据测量要求、传感器的类型及特点,选择或设计合适的信号调理电路,并绘制电气系统原理图。
);(4)系统软件设计,包括系统软件程序流程图、前面板与框图程序的设计及功能实现方法等;(5)系统总体调试、运行及其结果;要求有程序和运行结果等。
3、收获、总结与体会4、参考文献(不低于20篇)六、设计进度安排本课程设计共需3周时间,其具体安排见下表:序号内容时间安排1设计动员,布置设计任务第1天上午2查找与消化相关资料第1天下午,第2天3总体方案设计第3天4系统硬件设计第4-5天5系统硬件调试第6天6系统软件设计第7-10天7系统软件调试第11-12天8系统总体调试及性能分析与总结第13天9撰写设计报告第14天10完成设计报告并上交第15天上午11答辩第15天下午七、设计考核办法本设计满分为100分,从设计平时表现、设计报告及设计答辩三个方面进行评分,其所占比例分别为20%、40%、40%。
第2章总体设计方案2.1虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别:2.1.1虚拟仪器的定义及组成虚拟仪器(Virtural Instrument,VI)的概念是由美国国家仪器公司提出来的,虚拟仪器本质上是虚拟现实一个方面的应用结果。
也就是说虚拟仪器是一种功能意义上的仪器,它充分利用计算机系统强大的数据处理能力,在基本硬件的支持下,利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果的显示等,通过软、硬件的配合来实现传统仪器的各种功能,大大的突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的限制,使用户可以方便地对仪器进行维护、扩展和升级。
虚拟仪器是基于计算机的仪器,计算机和仪器的紧密结合是目前仪器发展的一个重要方向,虚拟仪器就是在通过计算机上加一组软件和硬件,使得使用者在操作这台计算机时,就像是在操作一台自己设计使用的专用的传统电子仪器。
在虚拟仪器系统中,硬件仅仅是为了实现信号的输入、输出,软件才是整个仪器系统的关键。
任何一个使用者都可以通过修改软件的方法,很方便的改变、增减仪器系统的功能与规模,所以有“软件就是仪器”之说。
虚拟仪器的基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件接口模块等,其中,硬件接口模块可以包括插入式数据采集卡(DAQ)、串/并口、IEEE488接口(GPIB)卡、VXI控制器以及其他接口卡。
目前较为常用的虚拟仪器系统是数据采集卡系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及这三者之间的任意组合。
一般来说,虚拟仪器是由通用仪器硬件平台(简称硬件平台)和应用软件两大部分构成的。
(1)虚拟仪器的硬件平台构成虚拟仪器的硬件平台有两部分。
(Ⅰ)计算机。
一般为一台PC机或工作站,是硬件平台的核心;(Ⅱ)I/O接口设备。
I/O接口设备主要完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换。
不同的总线其相应的I/O接口硬件设备,如利用PC机总线的数据采集卡/板(DAQ)、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、串口总线仪器等。
虚拟仪器的I/O接口设备主要有5种类型。
①PC -DAQ系统。
PC-DAQ系统是以数据采集板、信号调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。
这种系统采用PCI或计算机本身的ISA总线,将数据采集卡/板(DAQ)插入计算机的空槽中即可。
GPIB系统。
③VXI系统。
④PXI系统。
⑤串口系统。
它们分别是以其自身的标准总线仪器与计算机为仪器硬件平台组成的虚拟仪器测试系统。
(2)虚拟仪器的软件目前的虚拟仪器软件开发工具主要有如下两类:文本式编程语言:如Visual C++,Visual Basic,Lab2Windows/CVI等。
图形化编程语言:如LabVIEW,HPVEE等。
这些工具为用户设计虚拟仪器应用软件提供了最大限度的方便条件与良好的开发环境。
虚拟仪器的最大特点是将计算机资源与仪器硬件,DSP技术相结合,在系统内共享软硬件资源,打破了以往由厂家定义仪器功能的模式,由用户自己定义仪器功能。
在虚拟仪器中,使用相同的硬件系统,通过不同的软件编程,就可以实现功能完全不同的测量仪器。
传统仪器与虚拟仪器系统的比较如下表所示。
传统仪器与虚拟仪器系统的比较传统仪器虚拟仪器系统系统标准仪器厂商定义用户自定义系统关键硬件软件系统更改仪器功能,规模固定系统功能,规模可通过软件修改,增减系统连接系统封闭,与其他设备连接受限开放的系统,可方便的与外设,网络及其他应用连接价格昂贵低,可重复使用技术更新周期5~10年1~2年开发,维护费用高低由此可见,虚拟仪器尽可能采用通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件,同时能充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的特性仪器。
2.1.2虚拟仪器的特点虚拟仪器和传统仪器相比具有以下的特点:(1)具有可变性、多层性、自助性的面板。
虚拟仪器的面板可以做到与传统仪器一样,可以有显示器显示波形;有LED指示数字;有指针式表头指示刻度;有旋钮、滑动条、开关按钮;有报警指示灯和声响等等。
而虚拟仪器的优越之处在于传统仪器面板上的元器件是硬件,由厂商设计确定,不可改变地安装在专用的面板上。
而虚拟仪器的面板由计算机的显示器构成,面板上的各种显示控制元件是软件图库中的各种功能图形,由用户设计面板,调用图形块,用户可以不受“标准件”和“加工工艺”限制,随意增、删、移动元器件,变化尺寸、色彩等等。
还可以制作多层下拉面板,帮助文件等等,做出远远超过传统仪器的全汉化、生动美观、界面友好的面板。
(2)强大的信号处理能力用适当的硬件接口电路,对信号进行采集、放大、滤波、隔离、A/D转换后,虚拟仪器就可以灵活、充分地利用通用计算机的大量实用软件工具,对信号进行各种计算、分析、判断、处理、图形或数字显示,经D/A转换后控制执行器件的动作。