项目课程《仪器与测试项目》实验报告.docx
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项目课程《仪器与测试项目》实验报告
项目课程:
-《仪器与测试项目〉》实验报告
项目课程设计
课程名称_仪器与测试项目
题目名称_温度热电偶测量系统
学生学院_机电工程学院___
专业班级08机电(4)班
学号___3108000475
学生姓名________
指导教师___傅春晖_
成绩评定____________________
2011年10月3日
广东工业大学课程设计任务书
题目名称
温度热电偶测量系统
学生学院
机电工程学院
专业班级
08机电(4)
姓名
罗乔隆
学号
3108000475
一、实践项目课程设计的内容
本项目课程要求学生综合运用所学专业课知识,选用传感器及有关仪器仪表组建测试系统、虚拟仪器(利用Labview虚拟软件平台),对机器品质、产品质量、设备运行状态、机械系统动态性能等工程对象进行综合测试;编制或应用有关软件,对测试信号、数据进行分析和处理,达到提高工程测试能力与实践技能。
另外,本实验还进行几何量误差测量实验,包括形位误差测量、齿轮误差测量两部分。
学生通过综合训练,深化已学知识,对机械工程测试及计算机在该领域中的应用有较为全面深入的了解,培养学生工程素质。
二、实践项目课程设计的要求与数据
1、了解和熟悉虚拟仪器编程软件Labview,每个同学要独立地完成编程练习。
2、每两人为一组,能独立地选用有关传感器及有关仪器仪表组建虚拟仪器测试系统(利用Labview虚拟软件平台)对工程对象进行测试,要求独立编制虚拟仪器程序并记录下实验数据,并能对测试信号和数据进行分析处理。
3、每个同学独立完成几何量误差测量实验,包括形位误差测量、齿轮误差测量两部分,记录实验数据并能按要求对数据进行处理和分析。
4、每位学生必须根据具体工作内容,完成一篇不少于1000字的报告书。
本项目要求每位同学亲自动手操作、练习和调试,体会到工程测试的乐趣。
三、实践项目课程设计应完成的工作
1、Labview软件学习介绍,进行必要的讲授和辅导,完成由老师指定的编程练习。
2、在实验室完成相关虚拟仪器测试系统组建,设计编制虚拟仪器程序并对系统进行调试,记录下测试数据,并对测试信号和数据进行分析处理。
3、几何量误差测量实验,包括形误差测量、齿轮误差测量两部分。
4、设计体会与心得。
四、实践项目课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
1)、布置任务,讲解课程的目的、内容和要求;
2)、讲解虚拟仪器图形编程;
3)、几何量误差测量,包括测量的原理、步骤等;
实验2号楼403和405
8.29-8.31
2
虚拟仪器编程讲解与练习
1)、数据采集;
2)、仪器控制;
3)、数学分析应用软件;
实验2号楼401
9.1-9.3
3
虚拟仪器编程,模拟温度测量系统
实验2号楼401
9.4-9.6
4
虚拟仪器编程,虚拟仪器采集
实验2号楼401
9.7-9.9
5
虚拟仪器编程,串口仪器通讯
实验2号楼401
9.10-9.12
6
形位误差测量、齿轮误差测量
汽缸、箱体、轴形位误差、螺孔位置度;齿轮周节、公法线、齿轮径向综合误差、径向跳动误差。
实验2号楼401
9.13-9.15
7
创建虚拟仪器测试系统
1)、热电偶温度测量系统。
2)、零件合格性检测系统。
实验2号楼401
9.16-9.18
8
1)、给定测试系统,现场检查学生编程;考查学生编程的正确性和可行性。
2)、答辩,评定成绩。
实验2号楼401
9.19-9.26
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]李远波,傅春晖.广东工业大学自编教材.《仪器与测试项目》实验指导书[M],2006
[2]杨乐平,李海涛,杨磊.LabVIEW程序设计与应用[M].北京:
电子工业出版社,2005
[3]张易知.虚拟仪器的设计与实现[M].西安:
西安电子科技大学出版社,2003
[4]段福来主编.互换性与测量技术基础学习指南[M].西安:
陕西科技出版社,1992
[5]韩进宏.互换性与技术测量[M].北京:
机械工业出版社,2004
发出任务书日期:
2011年8月29日指导教师签名:
计划完成日期:
2011年9月20日基层教学单位责任人签章:
主管院长签章:
一:
虚拟仪器的简介………………………………………………………………
二:
热电偶温度测量系统………………………………………………………………
2.1.实验目的…………………………………………………………………………
2.2实验内容和要求………………………………………………………………
三:
实验系统的搭建……………………………………………………………………
3.1实验思路……………………………………………………………………
3.2温度测量程序…………………………………………………………………
3.3温度监控程序………………………………………………………………
3.4数据分析程序………………………………………………………………
3.5温度报警程序………………………………………………………………
3.6超温比例程序………………………………………………………………
3.7数据读写程序………………………………………………………………
四:
程序功能展示……………………………………………………………………
4.1程序面板介绍……………………………………………………………………
4.2实验结果展示……………………………………………………………………
五:
实验总结…………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………………
一:
虚拟仪器的简介
LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境。
LabVIEW是一种图形化的编程语言的开发环境,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。
它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。
这是一个功能强大且灵活的软件。
利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
图形化的程序语言,又称为“G”语言。
使用这种语言编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图或框图。
它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念,因此,LabVIEW是一个面向最终用户的工具。
它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力,提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。
使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时,可以大大提高工作效率。
利用LabVIEW,可产生独立运行的可执行文件,它是一个真正的32位/64位编译器。
像许多重要的软件一样,LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。
它主要的方便就是,一个硬件的情况下,可以通过改变软件,就可以实现不同的仪器仪表的功能,非常方便,是相当于软件即硬件!
现在的图形化主要是上层的系统,国内现在已经开发出图形化的单片机编程系统(支持32位的嵌入式系统,并且可以扩展的),不断完善
二:
热电偶温度测量系统
2.1实验目的
掌握热电偶温度测量虚拟仪器系统的组成与实现方法,深化已学Labview编程和工程测试知识,提高工程测试的技能
此系统利用LABVIEW虚拟仪器软件平台,用软件模拟实际温度的输出的方法实现如下功能:
①实时数据显示温度测量;
②温度波形显示;
③温度时间段内分布图;
④测量结束计算最大、最小值、平均值;
⑤超出报警;
⑥产生数据文件存盘(文件数据中包括:
操作者姓名、采样总数、温度值、高限值、超温时间、超温比例);
2.2:
实验内容和要求
利用LABVIEW虚拟仪器软件平台,热电偶(K型),智能仪表(XSD带RS232)NI数据采集卡PCI-6023E,USB-9215,端子板等构建温度测量系统,包括实时数据显示温度测量,温度波形显示,测量结束计算最大,最小值,平均值,超出报警,产生数据文件保存。
实验仪器和材料:
带虚拟仪器软件平台的台式计算机,热电偶,智能仪表NI数据采集卡PCI-6023E,USB-9215,端子板。
三:
实验平台程序搭建
3.1实验程序设计思路
根
3.2温度测量程序
先创建一个VI程序模拟测量程序,使用DemoReadVoltage程序来仿真电压测量,
将这个温度检测保存为一个子程序,方便在以后的程序调出来使用。
温度模拟输出:
,其调用了一个子程序,子程序具体结构如下图所示:
3.2温度监控程序
使用一个条件循环结构和一个被测波形图形实时采集数据
3.3温度监控程序
3.4数据分析程序
采样计数时:
,可从前面板的计数框内看到采样的数量
;
③平均值、最大值和最小值显示功能的实现:
采用function模块中的Mean.vi
和ArrayMax&Min
功能模块。
其输入数据为温度模拟输出值。
④温度历史趋势采用WaveformChart模块显示,输入数据为温度模拟输出值,温度曲线用WaveformChart模块显示,输入数据为模拟输出值和高限值,用BuildArray模块组合。
⑤用温度数据输出直方图:
,其中Histogram
组件用于把输入数据生成直方图,XYgraph
用于直方图的显示。
3.5温度报警程序
使用case程序结构进行超温处理:
先报警判断,当为True时超温声音报警、超温向前面板文本框输出“AboveLimit”状态和输出当前时间,为False即不超温时“Normal”代替“AboveLimit”,在超温时间框表内显示“未超过高限值”。
超温比例和采样总数:
可在保存的txt文件中显示超温比例和采样总数;
3.6超温比例程序
3.7数据读写程序
数据存储时,进入While循环前存储操作者姓名、超温比例、采样总数、温度值、高限值、超温时间的名称等,进入循环后写入温度值、高限值、超温时间等的数据;
四:
面板及功能展示
4.1前面板如下图所示:
说明如下:
①报警和当前温度值状态用来表示温度是否超过高限值;
②高限为控制的温度上限,超温时间为每次超过温度高限值的时间,计数数值为采样的总次数,超温比例为温度超过高限值次数与采样总数的比值;
③温度值单位开关可以选择被测温度为摄氏表示还是华氏表示;
④趋势图“温度历史趋势”显示实时采集的数据。
采集过程结束后,在温度曲线中画出数据曲线,同时在Mean、Max和Min数据显示栏中显示出温度的平均值、最大值和最小值,并在温度时间段内分布中显示各个温度段出现的次数。
后面板如图所示:
4.2实验结果展示
保存文件的格式如图
五:
实验总结
参考文献