LabVIEW实训报告.docx

LabVIEW实训报告.docx

《LabVIEW实训报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LabVIEW实训报告.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

LabVIEW实训报告

一、实习（实训）目的和要求

1.了解常用温度传感器以及霍尔原件工作原理。

2.了解温度测控系统构成。

3.学习nextboard实验平台和温度传感器模块nextsense01、霍尔传感器模块sense05、wire20交通灯模块以及NIPCI-6221数据采集卡、计算机搭建一个温度测控系统。

4.学习LabVIEW中的数据采集编程方式，并用LabVIEW软件编写温度测控程序。

5.对温度测控系统进行调试。

6.对该系统进行测试，并记录数据、图形图表，进行分析处理。

7.按照规范的格式要求撰写报告。

要求：

设计一个模拟CPU智能散热系统，实现如下功能：

（1）.采集CPU温度信号，与温度上限值进行比较，高于上限温度启动风扇，给CPU降温；低于上限温度，风扇停止运转。

（2）.扇页的转动数度随温度升高而加快，风扇速度与控制电压关系如下：

风扇低速：

AO=6V，风扇中低速：

AO=7V，风扇中速：

AO=8V，风扇高速：

AO=10V

（3）.当风扇启动时，红色指示灯点亮，风扇停止时，绿色指示灯点亮。

（4）.要求在运行VI时，程序进入等待状态，当点击前面板上的“开始”按钮，测控系统开始工作，当点击前面板上的“停止”按钮，测控系统停止工作，将所有的硬件通道清零并释放；当有错误是停止运行VI。

（5）.在实现上述功能的同时，还要在前面板上进行实时温度显示、温度变化趋势图显示、高温报警指示、风扇转数快慢显示以及模拟风扇运行图片显示等。

二、实习（实训）内容

1.内容：

设计“CPU智能散热系统”

2.任务分析：

（1）.该任务中，使用热电偶模块测量当前温度；使用霍尔模块散热风扇；使用交通等模块模拟CPU高温时的红色指示灯点亮和温度正常时的绿色指示灯点亮。

因此，这个项目中要用到模拟信号采集来读取被测温度；用模拟信号生成，输出控制电压来控制点击转数；用数字信号生成，输出逻辑量来控制交通模块上的小灯亮、灭。

（2）.温度越高，风扇转速越快，这个要求可以设计为线性变化，也可以设计为阶梯变化，推荐使用后者。

若想使用线性的，可自行调整算法，将温度值和电机控制电压的关系重新设定即可。

（3）.根据测控功能要求，使用编写基于状态机的测控程序，来实现温度测量和控制功能。

该状态机需要6个状态：

空闲（默认）、初始化、开始DAQ、温度采集、信号生成、停止DAQ。

（4）.根据任务要求4，应选择“事件结构”，在超时帧设计实现测控功能；在开始帧来启动测控过程；在停止帧实现停止测控过程。

三、实习（实训）方式

√集中□分散√校内□校外

四、实习（实训）具体安排

1指导老师讲述课程设计任务的要求及相关知识（2学时）

2查阅资料，进行总体方案设计（4学时）

3进行系统硬件搭建（2学时）

4进行测控系统软件设计（6学时）

5进行系统联调系统测试（4学时）

6进行数据处理，结果分析，撰写课程设计报告（4学时）

7课程设计评价（2学时）

五、实习（实训）报告内容

课程设计说明书包括：

1封面

2目录

3摘要，关键词

4正文（正文是整个说明书的核心，包括系统设计的总体方案，硬件构成，软件程序框图和人机界面等，系统测试，结论。

5总结

一、实训目的8

二、实训器材...................................................................................................................................8

四、实训步骤8

五、心得体会15

绪论

散热器在生活中大家应该都见过并且使用过。

首先散热器是用来传导、释放热量的一系列装置的统称。

散热器工作原理是散热器主要靠对流，如果对流被破坏，热效率会被大大降低。

传统的家居装饰往往是包暖气罩，而根本不考虑最基本的物理原理——热对流，是取暖设备的正常供暖遭到破坏。

热空气轻，冷空气重，因此，空调装在高处，目的是让冷气从头而降，散热器装在低处，易于热气上升。

加强对流才能迅速提高热量，取暖费就不白交。

散热器的结构可以分为弯头形式同集箱形式，弯头形式主要用在蒸汽加热空气，导热油加热空气等，这种结构的优点是弯头可以伸缩散热管不容易拉裂，缺点是管与端板处易漏风，解决方法是把弯头用钢板全部封住焊死；集箱形式的散热器也可以用在蒸汽加热空气，导热油加热空气等，这终结构在高温或温差变化的情况下管子容易拉裂，所以设计过程中可以考虑设计成浮头式。

散热器的种类：

1.水冷散热器：

水冷散热器水冷系统一般由以下几部分构成：

热交换器、循环系统、水箱、水泵和水，根据需要还可以增加散热结构。

而水因为其物理属性，导热性并不比金属好（风扇制冷通过金属导热），但是，流动的水就会有极好的导热性，也就是说，水冷散热器的散热性能与其中散热液（水或其他液体）流速成正比，制冷液的流速又与制冷系统水泵功率相关。

而且水的热容量大,这就使得水冷制冷系统有着很好的热负载能力。

相当于风冷系统的5倍，导致的直接好处就是CPU工作温度曲线非常平缓。

使用风冷散热器的系统在运行CPU负载较大的程序时会在短时间内出现温度热尖峰，或有可能超出CPU警戒温度，而水冷散热系统则由于热容量大，热波动相对要小得多。

2.热管散热器：

热管散热器它包括带有对流口的散热壳体，在散热壳体内置的上、下支承板中置入若干个真空超导管，在超导管内装有热工介质，超导管的下端插入热媒盒内，热媒盒上设有与热源连通的进、出水口，在超导管下部和热媒盒外壁上设有保温层，当热源停止供热时，通过保温层的蓄热释放来维持热传导的，具有热源间歇供热就能满足室内取暖的需要，节约能源，供热成本低等优点。

3.风扇散热器：

风冷散热器风扇每分钟送出或吸入的空气总体积，如果按立方英尺来计算，单位就是CFM；如果按立方米来算，就是CMM，散热器产品经常使用的风量单位是CFM。

在散热片材质相同的情况下，风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。

显然，风量越大的散热器其散热能力也越高。

这是因为空气的热容是一定的，更大的风量，也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。

当然，同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。

4.FUL型散热器：

FUL型散热器是—种新型的换热装置，它采用了具有优良技术性能的钢铝复合翅片管和用以补偿热应力的浮头式结构，它是以导热油（也称有机热载体或热煤体）为传热介质进行空气加热换热装置的最佳选择。

一、实训目的

1.了解常用温度传感器以及霍尔原件工作原理。

2.了解温度测控系统构成。

3.学习nextboard实验平台和温度传感器模块nextsense01、霍尔传感器模块sense05、wire20交通灯模块以及NIPCI-6221数据采集卡、计算机搭建一个温度测控系统。

4.学习LabVIEW中的数据采集编程方式，并用LabVIEW软件编写温度测控程序。

5.对温度测控系统进行调试。

6.对该系统进行测试，并记录数据、图形图表，进行分析处理。

7.按照规范的格式要求撰写报告。

二、实训器材

硬件：

计算机、nextboard实验平台、NI-6221数据采集卡、nextsense_01（热电偶模块）sense05霍尔传感器模块、wire20交通灯模块。

软件平台：

LabVIEW（2011及以上版本）

三、实训要求

1.该设计为一个综合性的项目，包括模拟量的采集与生成、数字量的生成等过程，实现温度的测控功能。

设计内容为第二章温度预警系统、第三章交通灯控制系统和第五章电动自行车模拟系统的综合。

因此在设计之前，应熟练掌握这三章的内容。

2.该设计中，要求程序框图设计采用状态机+事件结构模式，因此对该部分内容应熟练掌握。

此外该任务中还用到属性节点、局部变量、条件结构等，这部分内容页应认真复习。

四、实训步骤

1、前面板设计

在前面板要设计温度测控的人机交互界面、进行资源配置和参数设置以及系统简介等内容，因此应使用3个选项的选项卡，把各分内容分别放置在不同的选项中，如图1所示。

图1前面板

2、程序框图设计

（1）系统流状态图

本系统的状态图如图2所示，主要需要完成的任务是实时测量温度，判定是否超过临界值，判定是否需要启动散热风扇及警报灯。

所以测量温度及做数据分析，是一直在不停循环跳转的几个状态，故很自然想到使用状态机这样的结构。

选择状态机的基本条件：

多个状态跳转、某些状态可复用、随时响应界面按键操作。

（2）系统架构：

整个架构使用单循环，while循环、事件循环、状态机。

该结构中使用到几个细节：

Ø使用事件结构，利用超时帧及状态机，完成各种状态的跳转。

超时帧的输入端口设置为20ms，如图3所示。

20mS内前面板无任何事件发生，跳转帧的输入端口设置为20ms，跳转至整个事件结构超时帧，执行其中状态机的某个条件结构帧。

图中给出了超时帧的2个状态该帧共有6个状态，后面分别叙述。

事件结构还有”start和’stop”幁，用来启停ＤＡＱ过程，如图４所示。

图3超时帧的空闲、初始化界面

图4起/停帧

Ø移位寄存器，位于循环外框上，可以用来传递状态机的跳转状态，也可以用来传递程序运行过程中所需要传递到下一次循环的各种数值。

Ø使用属性节点，配置前面板各个控件的属性，如是否可见，是否禁用（且变灰值），是否闪烁等。

在各个幁中，根据界面设定细节，灵活使用属性节点。

（3）数据采集在状态机中的使用方式：

Ø开始采集，使用AI采集温度信号，AO控制电机转动，DO通道控制交通灯模块的LED。

在开始DAQ分支分别配置三路通道的初始化信息，如图所示。

开始DAQ状态温度数据采集转换

Ø读取温度信息并分析温度，AI通道测得的电压信号，将电压值转换为温度值。

在子ＶＩ中判断温度是否超过临界值，是否启动风扇，是否有警报灯。

温度采集分支如图６所示，子ＶＩ如图７所示。

在子ＶＩ中，设置首次高温报警时，风扇控制电压为１０Ｖ，其他情况按照温度不同，输出控制电压，见表１。

　　　　　　　　　　表１控制电压与温度对应表

图7温度采集子VI

Ø刷新ＡＯ通道和ＤＯ通道电压值。

根据前一个状态读取的温度值及判断结果，处理ＡＯ和DO的端口刷新值，如图8所示。

Ø当主界面中点击停止按钮时，状态机跳转至结束采集的状态。

将所有的硬件通道清零并释放，如图9所示。

图8生成信号图9停止DAQ

3、硬件搭建

（1）当各个实验模块放置在nextboard的不同槽位时，硬件资源不同，推荐如图10形式的布置，把交通灯模块放置在数字1槽位，其他模块相邻放置。

然后使用nextpad检测各个模块功能是否正常。

（2）热电偶测温电路参考”第2章温度预警系统”，增益选择G=200；风扇电机电路参考”第5章电动自行车模拟系统“，把电机电压控制端接到数据采集卡的AO0端，电机驱动电路如图10所示。

4、运行调试，测试

五、心得体会

这次的实训老师改变了以往的个人做个人的实训模式，让同学们分组完成。

若在实训中遇到问题可以进行小组讨论并寻求解决问题的办法。

这样不仅可以锻炼我们的团队精神而且还让我们有了积极动脑的机会，让我们可以在此实训中能够真正的学到东西，也让我们产生了浓厚的兴趣。

在这次的实训中，我们小组对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的了解。

譬如：

在电桥实验中，我知道应变片是怎么样的，面板是怎么接电桥的；在回转机构及悬臂梁实验中，怎样通过放大、接口电路进行微机分析，滤波、窗函数的选择，及怎样使用LabView采样和分析。

做这次的智能散热系统实验，我们自己的能力得到了充分的发挥，