广西大学-基于多路温度检测与报警实验装置设计说明书

1、基于多路温度检测与报警实验装置设计说明书 第 1 页 共 1 页目录一、实验目的···········································&#

2、183;·3二、实验设备·············································3三、设计用途·

3、············································3四、实验原理·····

4、;········································3(一)数据采集卡原理········

5、··························4(二)温度传感器原理······················&

6、#183;···········4（三）实验接线图····································

7、3;·5五、实验过程以及实验结果与分析··················5（一）系统原理图··························

8、83;···········6（二）焊接电路·····································&

9、#183;···6（三）编写相关程序···································7六、实验结果与分析········

10、;····························5（一）数据转换····················

11、83;···················10（二）换算公式与过程····························

12、83;···11（三）编写数据转换程序······························11第 2 页 共 2 页一、实验目的1. 加深对数模转（DA）和模数转换（AD）相关理论的理解；2. 通过对数模和模数转的实践，掌握数据采集与处理的基本方法；3. 增强数

13、据采集与数据处理的实践与综合应用能力。二、实验设备1. 温度传感器4片；2. LED显示灯4个；3. USB2.0高速数据采集控制卡 1块；4. 导线、电阻、三极管和万能板若干；5. 电烙铁1把；6. labview1套；7. PC机1台；8. 嗡鸣器（用发光二极管代替）4个。三、设计用途随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业和人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。它对人们的生活具有巨大的意义。在工业生产和日常生活中，经常要对温度进行测量和控制，并且有时是多个点进行温度测量。比如冷库温度监控、环境温度测量等。在这种情况下多点温度检测系统应运而生。多点温度检测系统通常能对多个

14、工作点进行温度检测，显示当前温度，并且能够对温度进行存储和报警，还能将温度上传到PC机上进行后续处理。该系统的主要功能对实时温度的采集和分析处理，可以手动调节温度扫描时间和分析时间，手动设置温度监控上、下限，并实现温度实时报警，自动保存报警温度历史数据和记录报警次数，该系统还可以对采集的实时温度进行数据分析，并且可以手动把采集和分析的温度数据通过文本格式进行保存。通过此次对虚拟温度测量系统学习和设计，了解到计算机LabVIEW控制系统的设计流程、应用设计的基本的要求和传感测量器件的应用。并掌握了一些基本的元器件的硬件结构和功能特点。在参考了相关网络及课本资料的同时了解了现时流行的设计思路和时下

15、广泛应用的元器件。该系统综合的应用了LABVIEW的编程、硬件连接、传感测量器件等。在设计中，真正的把理论与实际结合起来，把所学真正的变成了所用。但同时也发现了自己的不足，实践能力有待于提高。设计开始时进行很慢，主要就是知识的不扎实和相关知识了解的太少。总之，设计已基本结束，但需要学的知识还有很多。四、实验原理通过高速数据采集控制卡检测4个温度传感器，通过AD方式读取温度传感 第 3 页 共 3 页器数据，当某一路温度高于或者低于限定值时发出报警，亦即限制温度在某个范围里面，当检测到的温度值超出这个范围时立即报警，报警包括LED闪烁报警、应用程序界面报警提示和嗡鸣器报警3种，每路采用不同的报警

16、信号或者报警频率，最后运用labview绘制4路温度的实时曲线。（一）数据采集卡原理高速数据采集控制卡是基于USB2.0，包含19路12位AD(每路可达200K采样率)、2路DA、14路PWM和89路IO。在本实验中，温度检测可以通过DA实现，但是检测之前需要对温度传感器输出信号进行调理再将其送入AD口；LED报警和嗡鸣器报警，可以通过运用DA实现，但是该数据采集卡只有2路DA，而本实验要求能够同时实现4路报警，因此还需要考虑用LABVIEW的方波信号等输出并触发IO实现；温度曲线的绘制可以通过labview的波形图或者波形表实现。高速数据采集控制卡相关参数：1.USB2.0接口；2.89个I

17、/O，高电平3.3V，低电平0V、均可耐5V电压；3.IO口速度在us级，每个口具有输入输出双向功能；4.19路12位AD高速数据采集，每通道可达200KSPS，可以同步采集，输入范围03.3V；5.2路12位DA电压输出，03.3V；6.14路PWM输出，加上简单阻容滤波可作为DA使用；7.控制卡可自由扩展，理论上可扩展到127块卡；8. 支持VB、VC、labview、C+builder通过驱动进行控制。(二)温度传感器原理温度传感器是检测温度的器件,被广泛用于工农业的生产、科学研究和生活领域，其种类多、发展快，温度传感器一般分为接触式和非接触式两大类。所谓接触式就是传感器直接与被测物体接

18、触进行温度测量，这是温度测量的基本形式。而非接触式传感器是测量物体热辐射而发出的红外线从而测量物体的温度，可进行遥测，这是接触式所不能做到的。本实验采用集成温度传感器。集成温度传感器是将温敏晶体管及其辅助电路集成在同一芯片的集成化温度传感器。这种传感器最大优点是直接给出正比于绝对温度的理想的线性输出。目前集成温度传感器已广泛应用于50:+150温度范围内的温度检测、控制和补偿等。集成温度传感器按输出形式分为电压型和电流型两种。三端电压传感器是一种精密的、易于定标的温度传感器。我们选择的型号是LM335Z。其主要性能指标：（1）工作温度范围：50:+150（2）灵敏度：10mv/K；（3）测量误

19、差：工作电流在0.4:5mV范围内变化时，如果在25下定标，在100的温度范围内误差小于1。图1所示为该传感器的基本测温 第 4 页 共 4 页图1电路。把传感器做为一个两端器件与一个电阻串联，加上适当的电压就可以得到灵敏度为10mV/K，直接正比于绝对温度的输出电压U0。实际上，这可以看成是Ucc温度为10mV/K的电压源。传感器的工作电流由电阻R和电源电压I=(Ucc-U0)/R （本实验用R=1K，Ucc=5V)（三）实验接线图（只画了0通道）决定：图2第 5 页 共 5 页五、实验设计过程：（一）系统原理图图3通过传感器将外界温度经数据采集卡A/D转换为数字量后传入计算机。数据在labview软件的程序中进行处理，若外界温度超过预设值后，在计算机上显示报警，红灯亮，并输出一个高电平，发光二极管亮（由于缺少嗡鸣器,我们用发光二极管代替）；若外界温度未超过预设值，在计算机上显