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如何使用虚拟仪器技术实现多路温度测控系统

消耗积分:2 | 格式:pdf | 大小:0.10 MB | 2020-11-25

王静

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　　我们开发氮氧化物化学发光法分析仪时，整个系统有三处需要温度测控：反应室，钼转换室，光子计数器 PMT。反应室中的温度对化学反应（一氧化氮与臭氧反应）有一定的影响，我们要找到最佳温度，使反应效率最大。钼转换室的温度影响二氧化氮转换为一氧化氮的效率，因此也需要效率最大时的温度。温度测量与控制的要求是：反应室的测控温度范围为：30— 70OC，波动：±0.5 OC；钼转换室的测控范围为：250—370 OC，波动：±3 OC。光子计数器 PMT 受温度的影响很大，温度越高光子计数器 PMT 的暗计数越高。在对光子计数器 PMT 制冷的同时，对它的温度也进行监视，以确定其是在低温（约 5OC）环境下工作。系统要求测温精度为 0.05OC。为保证系统要求，缩短系统开发时间，我们采用了美国国家仪器公司（National Instruments）的图形化编程软件系统 LabVIEW 和数据采集卡 Lab-PC-1200，构建了分析仪的整个温度测控系统。在构建系统过程中，解决了数据采集卡的多路测量与输出控制的问题，在一定的硬件条件下，优化程序进一步提高系统测控性能。对于基于虚拟仪器构建多路测控系统进行了初步的探讨。

　　温度测控系统组成

　　该系统将计算机，强大的图形化编程软件和模块化硬件结合在一起，建立起具有灵活性的基于计算机的测量与控制应用方案，最终构建起满足自己需求的系统。系统由以下几个部分组成：计算机，LabVIEW，数据采集卡，温度传感威廉希尔官方网站 ，加热控制威廉希尔官方网站 。温度信号由传感器转换为电压信号，再经数据采集卡进入计算机，在计算机上运行的 LabVIEW 程序对输入的数据进行分析处理，将结果由计算机显示出来，同时通过数据采集卡输出控制信号给外部加热控制威廉希尔官方网站 ，达到测量与控制温度的作用。

　　其中数据采集卡 Lap-PC-1200 是一种低廉的， 在计算机上使用的板卡。它可以采集模拟信号，数字信号，拥有定时器的功能，同时还具有模拟输出的功能。该数据采集卡具有高性能的数据采集与控制能力，可用于实验室测试，生产测试，以及工业监视和控制。我们主要使用的是该卡的模拟输入与模拟输出的功能。Lab-PC-1200 数据采集卡具有八个模拟输入通道，两个模拟输出通道。八个模拟输入通道 ACH0-ACH7，其内部模数转换器是 12bit 逐步逼近式，你可以将其设定为八个单端信号输入方式或四个差动信号输入方式。该卡具有三种不同的模拟输入模式：RSE，NRSE，DIFF 输入模式。我们设置的是 RSE 输入模式，RSE 输入模式是指所有输入信号都是参考公共地 AGND（公共地在这里是指模拟输入地）。Lab-PC-1200 的模拟输入还可以选择单极性或双极性。选择单极性，输入电压范围为 0 to 10 V，0V 对应 0 hex，而 10 V 对应 FFF hex（4095 decimal）。选择双极性，输入电压范围为 -5 to +5 V。我们设置模拟输入为单极性。两个模拟输出通道 DAC0OUT 与 DAC1OUT，你可以设置模拟输出通道为单极性或双极性输出。单极性输出范围为 0 to 10 V，数值范围为 0 to 4095 （0 to FFF hex）。双极性输出范围为 -5 to +5 V，数值范围为 -2048 to 2047 （F800 hex to 7FF hex）。我们设置的是模拟输出为单极性。刷新模拟输出的电压，这共有两种方式：一种叫立即刷新模式（immediate update mode），当你一有数据写入数模转换器（DAC）时，其输出电压就刷新。另一种叫延迟刷新模式（delayed update mode），只有探测到计数器 A2 或 EXTUPDATE 是低电平时，其输出才会开始刷新。我们设置的是立即刷新模式。 DAC0OUT 对应模拟输出通道 0，DAC1OUT 对应模拟输出通道 1。AGND 是这两个模拟输出端的参考地。
 

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