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儀器儀表在水體運轉試驗數(shù)字搜集里運用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):111
核心提示:

  1虛擬儀器技術 

  虛擬儀器就是在以計算機為核心的硬件平臺上,由用戶設計定義,具有虛擬面板,測試功能由測試軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)。  

  美國國家儀器公司推出的軟件包LabVIEW是虛擬儀器系統(tǒng)開發(fā)的標準平臺。LabVIEW的編程和其他高級語言不同,它是基于一種圖形化的語言G語言的編程。創(chuàng)建虛擬儀器的過程共分以下3步: 

  1)創(chuàng)建虛擬儀器的交互式用戶接口(稱為前面板),它模仿了實際儀器的面板。在程序前面板上,輸入量被稱為控制(Controls),輸出量被稱為顯示(Indicators)。就是一個示波器的前面板部分,它具有真實示波器的所有測量功能。  

  2)虛擬儀器從流程圖中接收命令(用G語言創(chuàng)建)。流程圖是一個編程問題的圖形化解決方案,也是虛擬儀器的源代碼。每一個程序前面板都對應著一段框圖程序。

  虛擬示波器3)創(chuàng)建虛擬儀器的圖標和連接。圖標是子VI在其他程序框圖中被調(diào)用的節(jié)點表現(xiàn)形式;而連接器則表示節(jié)點數(shù)據(jù)的輸入/輸出口,就像函數(shù)的參數(shù)。用戶必須指定連接器端口與前面板的控制和顯示一一對應。這樣,其他的虛擬儀器才能將數(shù)據(jù)傳輸給一個子儀器。 

  2虛擬儀器技術的應用

  2.1實驗設備 

  根據(jù)水力過渡實驗的需要,本文設計了輸水管線瞬態(tài)水力工況的實驗。如所示,實驗裝置由上位水箱、兩條平行的長約20m、內(nèi)徑40mm有機玻璃管,連通管、穩(wěn)壓井、下位水箱、水箱、閥門、5個CYB13型壓力傳感器水表組成。通過改變末端的閥門開度來改變整條管線的運行工況,測量工況變化時壓強與流量的瞬態(tài)變化情況。  

  2.2壓強數(shù)據(jù)采集 

  實驗的壓強數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括NI公司的數(shù)據(jù)采集卡DAQCard-6024E、CB-68LP接線端子及5個壓力傳感器。利用CB-68LP接線端子可同時采集16路模擬輸入數(shù)據(jù),在計算機中可以設置采集信號的采樣方式、采樣頻率、信號輸入范圍、單通道采樣頻率等。采集的信號可直接顯示在1中,并且用不同顏色的曲線標出。  

  編程時把數(shù)據(jù)采集助手放入程序流程圖中,它會自動的彈出面板。在面板中可以對數(shù)據(jù)采集卡進行設置,先選擇模擬輸入電壓信號,然后就會彈出數(shù)據(jù)采集的物理通道選擇面板,選擇所需的通道,以后就可以對每個通道進行單獨設置。 

  數(shù)據(jù)采集助手可以設置n個通道進行連續(xù)采樣,采集到的數(shù)據(jù)是n維的動態(tài)波形數(shù)據(jù),在進行數(shù)據(jù)分析的時候很不方便,需要把它轉換成便于操作、分析的數(shù)據(jù)集合。即將DAQAssistant與IndexArray函數(shù)相連,IndexArray就會含n個索引端子,通過設置索引端子的數(shù)值可以將n維波形數(shù)據(jù)中的一維單獨提取出來。提取出每個通道的數(shù)據(jù),加上采樣的時間,與一個簇函數(shù)(cluster)相連,就能夠將某一個工況一定時間段內(nèi)的所有數(shù)據(jù)集合起來,LabVIEW程序框圖見3.本實驗采用了6個通道,其中4個壓強數(shù)據(jù)采集通道,2個流量數(shù)據(jù)采集通道,采集到的數(shù)據(jù)以日期時間為文件名存入Excel表格中。 

[$page]  2.3流量數(shù)據(jù)采集  

  本文利用水表的電磁感應特性采集流量數(shù)據(jù)。  

  水表內(nèi)部指針帶動有磁鐵的圓盤(最小刻度盤),當磁鐵經(jīng)過彈簧片時,彈簧片吸合,成為回路;磁鐵轉過彈簧片后,彈簧片松開,形成開路。當下一次彈簧片吸合時,完全一個周期,記錄一個周期時間,即水表最小刻度盤指針轉動一圈的時間dt(轉一圈流過V=0.01m3水量)。此時間dt內(nèi),管道內(nèi)流量為Q=V/dt. 

  為了獲得時間dt,在數(shù)據(jù)采集卡上設置一個虛擬的電壓輸出通道,輸出電壓定為5V與水表串聯(lián),同時串聯(lián)一個10k電阻。當電磁感應開關閉合時,電路連通,10k電阻兩端的電壓約為5V;當電磁感應開關斷

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