基于NI9219数据采集卡和Pt1000铂电阻实现多通道温度测量系统的设计

  为了多种应用环境下的多点温度测量,设计一种基于LabVIEW的多通道温度测量系统。系统是基于LabVIEW图形化开发环境,利用RTD作为温度传感器,连续采集传感器信号,经过N19219四通道RTD输入模块进行信号调理,通过USB接入计算机,进行信号的连续采集测量,实时显示各通道信号并进行温度数据的分析处理。系统测试根据结果得出,测量系统的精度为0.01℃,有效测量范围为0~+300℃,验证其有效可行。

  温度是工业生产和科学实验中常见的工艺参数之一,而且在许多工程建设项目中温度指标也是不可或缺的重要参数。例如碳化铁反应速率随操作时的变化而升降,反应过程中操作温度的高低不但影响反应完成所需的时间,还影响到转化率的大小。因此,准确、方便地获取温度数据就显得很重要。而在水文气象、机房动力环境监视测定、粮仓、土壤、农场、矿业、智能家居配套等领域,需要在多个监测点进行温度监测和测量,因此,多点温度监测和测量系统的设计具有十分重要的意义。

  针对多点温度测量的特点,设计基于虚拟仪器平台LabVIEW的多通道温度测量系统,选择贴片式Pt1000铂电阻作为温度传感器,通过NI9219数据采集卡进行采集,运用硬件滤波和软件滤波技术提高多通道温度测量系统的抗干扰性,并在上位机软件界面用波形图表的方式实时显示整个测量过程中每个通道的温度变动情况,测量结束,对整个测量过程的原始数据结果进行记录和保存。

  多通道温度测量系统由4个Pt1000铂电阻、NI9219数据采集卡、NI USB-9162模块外盒连接器、计算机组成。

  Pt1000是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。Pt后数字1000表示它在0℃时阻值为1000Ω,在300℃时它的阻值约为2 120.515 Ω,并且Pt1000的阻值随着温度上升成线铂电阻引出导线采用三线制,减小了导线电阻带来的附加误差;NI9219数据采集卡是24位的通用模拟输入数据采集模块,可以对RTD信号进行采集和调理,经过NI USB~9162模块外盒连接器接入计算机进行数据采集。整个测量系统能同时采集4路温度信号,在上位机软件界面上可设为采样模式、采样率和采样数,采样的起始时间和结束时间,在整个测量过程中界面可通过波形图表实时显示各通道的温度测量变化值以及整个测量过程中温度最大值、最小值和平均值,测量过程结束,可以对测量的原始数据进行记录保存,以便进行后续的数据处理。多通道温度测量系统结构框图如图1所示。

  NI 9219各通道间相互隔离,4个24位模数转换器(ADC)可同时对4个模拟输入通道进行采样。由于铂热电阻Pt1000输出的是低压信号,且其信号容易被噪声干扰,因此,NI9219数据采集卡须对Pt1000输出的是低压信号进行调理和滤波,NI9219某一路通道的输入电路如图2所示。

  NI9219可以同时采集4路温度信号,每路由EX+和EX-端口分别对应Pt1000的引脚,LO端口为各通道共地端,与系统中的其他模块相隔离。通道经滤波后,由一个24位的模数转换器对其采样。3线提供激励电流,电流值随EX+和EX-端子间负载值变化。此模式下,如所有导线具有相同的阻值,可对线性阻抗误差进行补偿。NI 9219为负接线x电压增益,ADC使用此电压值作为负端参考电压,用于消除正负接线的激励电路具有过压保护和过流保护功能,发生过压及过流情况时,模块自动禁用电路。故障排除后,通道可自动恢复。模块支持低功耗休眠模式,处于休眠模式时无法与其它模块通信,休眠模式下系统功耗较低,散热量也低于正常工作模式。

  上位机软件界面可以对多通道温度测量系统各项参数进行设定,包括采集物理通道及电阻类型配置、电流激励源及电流激励值的设置,采样模式、采样率及每通道采样数设定、被测目标温度范围、测量起始时间及结束时间等参数设定。

  在进行测量的过程中,上位机波形图表可以实时监测4个通道的气温变化,并且每个通道的温度数据用不同的颜色进行标记,实时显示每个通道采集数据的最大值、最小值及平均值,以便于测量现场快速得出初步的测量结论,测量结束将保存当次测量的所有原始数据,以便进行后期的分析处理。软件界面如图4所示。

  多通道温度测量系统模块设计可大致分为系统配置、数据采集、数据处理和数据保存4个阶段。

  其中系统配置环节主要是对NI9219数据采集卡物理通道及电阻类型的配置、电流激励源及电流激励值的设置,被测目标温度范围、测量起始时间及结束时间等参数设定。

  数据采集环节是系统按照测量者对采样模式、采样率及每通道采样数进行设定,NI9219数据采集卡渎取模拟输入通道任务中的4个波形数据。

  数据处理环节,上位机波形图表实时读取数据缓冲区里的温度数据,每个通道的温度数据用不同的颜色进行标记,并且实时显示每个通道采集数据的最大值、最小值及平均值,便于测量者直观地查看和初步分析。虽然总系统是利用NI9219的DAQmx驱动程序对数据采集模块进行配置,避免了电压数据换算到温度数据的数学计算过程,在某些特定的程度上能够降低信号干扰,但是,在进行电阻-温度数据采集的过程中,由于电磁干扰或零点漂移会引起电压的上下浮动,从而使测量的温度值会出现小范围的波动,导致测量的结果精度降低。本系统在上位机软件部分,在LabVIEW的程序框图中利用公式节点编程,在1s时间内连续采集1 000个温度值,计算其算术平均值,将平均值作为采样结果。这样做才能够有效的抑制温度值的跳动,通过提升数据采集卡的采样率和每通道采样数,达到提高测量结果的精度的目的。

  数据存储环节实现原始数据存储功能,将其写入TDMS文件中,方便后续的数据查看、提取、处理。

  将基于LabVIEW的多通道温度测量系统放在高精度的恒温槽内进行稳定性实验,高精度的恒温槽是广州海洋地质调查局方法所在2009年根据课题组工作要建立的,设备由高精度恒温槽、一等铂金热电偶、高精度温度测量电桥和交流稳乐设备等组成,精确度为0.01℃。如图5所示。

  调节设定恒温槽参数,将4个RTD的探头放置于恒温槽内来测试,没置采样点数为500,采样频率为1 Hz,进行多次反复测试,得到的实验数据如表1所示。

  从多次多通道温度测量系统在恒温槽内测量结果中能够准确的看出,4个通道被测点温度差值最大的为0.02℃,整个恒温槽内最大差值为0.028 ℃,达到预设的目的,通过多次实验数据表明,测量系统的稳定性很好。

  文中介绍的基于LabVIEW的多通道温度测量系统测量精度为0.01℃,有实验数据支持的有效测量范围为0~+300℃。系统采用可实时监测被测对象温度的功能,实现了PC机自动测量和数据采集的功能,还实现了数据的实时显示和存储功能,测量过程易于操作且无需人为干预,可靠性高,能够很好的实时多任务同步运行,更好的保证多点温度测量数据的处理与显示系统的实时性、可靠性和扩展性。并且利用标准的数据采集模块和LabVIEW图形化开发环境,可以在其基甜上快速的进行二次开发,提高了开发效率,体现了虚拟仪器在多点温度测量监测领域的广阔前景。

  关键字:引用地址:基于NI9219数据采集卡和Pt1000铂电阻实现多通道温度测量系统的设计上一篇:艾德克斯IT9121功率表进行家电产品的谐波测量和功耗测量

  为了多种应用环境下的多点温度测量,设计一种基于LabVIEW的多通道温度测量系统。系统是基于LabVIEW图形化开发环境,利用RTD作为温度传感器,连续采集传感器信号,经过N19219四通道RTD输入模块进行信号调理,通过USB接入计算机,进行信号的连续采集测量,实时显示各通道信号并进行温度数据的分析处理。系统测试根据结果得出,测量系统的精度为0.01℃,有效测量范围为0~+300℃,验证其有效可行。 温度是工业生产和科学实验中常见的工艺参数之一,而且在许多工程建设项目中温度指标也是不可或缺的重要参数。例如碳化铁反应速率随操作时的变化而升降,反应过程中操作温度的高低不但影响反应完成所需的时间,还影响到转化率的大小。因此,准确、方便地获

  的设计 /

  在一些电子部件产品测试时,早先很多生产厂商都使用继电接触控制管理系统。该系统由分立元件组成,由于线路简单,元件控制精度不高,加上抗干扰能力级差,所以运行不够稳定,误动作频繁,使产品的测试和分析不准确。 随着现代工艺的高精度要求,为了适应市场需求,采用可编程控制器对原继电电气控制管理系统进行改造,但由于各PLC厂家硬件模块和软件结构绝大多数都是专用的、互不兼容的,系统各模块间的交互方式、通信机制也各不相同,这使得控制系统相对独立、彼此封闭。随技术的进步和市场之间的竞争的加剧,这种专用体系结构的控制管理系统越来越暴露了其固有的缺陷。由于基于PC平台的软件PLC无需专门的编程器,可充分的利用PC机的软硬件资源,直接采用梯形图或语言编程,具有良好

  1. 引言 嵌入式系统是能够运行操作系统的软、硬件综合体,且多数系统的应用软件和操作系统是紧密结合在一起的。选配好RTOS(Real-Time Operating System)开发平台,就能合理的实现多任务调度,系统资源利用。 嵌入式系统较一般单片机系统而言,软件资源利用率较高,开发周期短;系统精度较高;实时性也更好。特别适合于数据处理量较大,有联网、通信等要求的场合。 为了利用嵌入式系统构造一个分布式多点温度测控系统,本了一些前期的尝试和开发工作。结合可编程单总线,用嵌入式系统构造了一个具有温度测量、相关数据处理以及与上位机通信等功能的现场温度测量单元,上位机则主要

  在开发利用海洋的过程中,温度和深度扮演着很重要的角色,这使它成为海洋观测中的重点观测对象。因长期地球变化或其他地理因素变化引起海洋温度和深度的变化,这关系到近海资源的开发和利用 。因此,本文设计了一种大容量、高精度和低功耗的测量温度和深度的系统以满足对其测量的需求。该系统能采集不一样的区域、不同深度水域环境要素的温度、压力,然后通过对压力做多元化的分析和一系列计算得到海洋深度。 1 系统总体设计     本系统采用Atmel公司的ATmega64单片机作为控制芯片,大致上可以分为A/D数据采集部分、时钟定时控制部分以及数据存储部分。系统总体结构图如图1所示。ATmega64是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。

  的设计 /

  利用图形化编程语言LabVIEW及其PID工具包能方便、高效地进行PID控制器设计。若将其与传感器、信号调理电路、数据采集卡等硬件设备良好结合,即可构成基于虚拟仪器的控制管理系统。 虚拟仪器控制管理系统中控制策略和控制算法的软件实现是测控系统重要组成部分,是测控系统中控制部分的核心内容。本文首先详细地阐述测控系统中增量型PID控制器的设计原理及程序实现,然后介绍将增量型PID控制器应用到基于虚拟仪器的电压控制管理系统中的方案。 电压测控系统软件控制器原理与实现 1 PID控制原理 PID控制器是一种线性控制器。在连续控制系统中,用输出量y(t)和给定量r(t)之间的误差时间函数的比例、积分、微分线性组合构成控

  一、 前言 零件在工艺流程中由于受各种热的影响而发生变形,因此导致原有的加工精度遭到破坏或直接引起加工误差。对于精密加工而言,热变形的影响尤为显著,由此而引起的加工误差约占总加工误差的40%以上。本文给出一种对轴类零件的温度进行较准确测量的系统组成,系统由单片机80C552为控制核心,简单可靠,精度高。同时能计算出在不一样的温度下轴的热变形量。 二、 传感器组成及接口电路 1.传感器组成 传感器采用Pt温度传感器,如图1所示。 图1 Pt温度传感器 这种传感器是由一个直径为30微米的铂丝绕成的线圈被夹在两层聚酰亚胺箔片之间,通过两条镍带与外界连接,其厚度只有0.3mm厚,易用于曲面的温度测量,热损失极少,测量面积较大,达到快速响应。在

  目前,温度测量已被大范围的应用于钢铁、冶金、工业焊接、波峰焊、回流焊等所有的领域。这些应用的待测温度很高,测量环境非常恶劣。传统的有线测温装置,在这种测温环境下,或无法应用,或受到很多限制。这就要求研发无线的测温系统。这种系统要能够耐受恶劣的环境,还要具有高的测量精度和温度采集速度,并能在远距离由上位机接收。 根据上述工业生产的需要,本文研发出了一种无线测温系统。该系统使用K型热电偶作为感温原件,测温范围大,适用于波峰焊、回流焊等高温领域。而且本系统具有独立的温度补偿电路,从而解决了某些集成温度补偿芯片温度采集速度慢的问题,提高了温度测量的灵敏度。由于本系统是无线作为无线通讯芯片,故可以在一定距离由上位机接收数据并

  设计 /

  ACDC充电器详解ACDC充电器详解我现在就需要这个资料,先下载看看再说,谢谢楼主了!还真是不错,谢谢

  TWS(TrueWirelessStereo,真无线立体声)蓝牙耳机是近年来异常火热的音频产品。它借助蓝牙芯片,先将手机与主耳机建立无线连接,再建立起主耳机和副耳机的无线通讯,从而完全摒弃了传统耳机间的线材连接,极大地方便了用户的使用。另外,主耳机是可以单独使用的,完全能胜任现有市场上的单颗蓝牙耳机的应用需求,使用功能很强大。因此自从2016年9月苹果发布第一款TWS耳机Airpods以来,市场反响就非常热烈,后续音频厂商见此迅速跟进,扎堆布局TWS蓝牙耳机,使

  先上图:===========================================管脚功能:1、TX模块UART发送(TTL3V)2、RX模块UART接收(TTL3V)3、RESET模块复位(低电平有效)4、I/O2通用输入输出(可扩展)5、1/O1通用输入输出(可扩展)6、GND电源地7、VOUT(1)当VCC供电时:模块LDO输出3V200mA(2)1.8V-3.3V供电输入,去除内部LD

  8051如何从串口接收数据?我有4位数码管,如从串口发送1234,则数码管上显示1234。请给出程序,不会复杂的吧8051串口接收数据请用C程序,请大虾们帮帮忙,谢谢要在数码管上显示1234是与硬件有关的.LZ你这么直接我也直接,你给开个价...对,不复杂,写不写得出来完全是智商问题做不出来,那是态度问题,呵呵.YUN能不能承受楼上几位所说的线hAJMPInitORG0030h;-----------

  【Lattice技术问题】有谁知道Lattic器件 在Modelsim中怎么建立仿真库

  \有谁知道Lattic器件在Modelsim中怎么建立仿真库论坛上有很多关于在Modeksim仿真下Xilinx与Altera的建立仿真库存的方法,但是没有谈到Lattic的仿真库的方法,关键不知道相关的文件放在哪里\【Lattice技术问题】有谁知道Lattic器件在Modelsim中怎么建立仿真库Lattice的仿真库我想你可以去它的官方网站或在lattice的设计软件里面。他的库我没有建过。

  先选择核心器件:快充模块。本来预备推荐上次我测试过的这个型号它有2A1C三个输出,没想到今天它突然下架了。不过也没关系,类似的模块还有不少(不限于这里推荐的),价格也很低。有些模块是库存的,但也有的是质量不合格退货的,因此选择时尽量找评价好一些的,避免出问题。1.18W,一个typec口的快充模块,价格¥0.8。快充模块,1A1

  MPS电机研究院 让电机更听话的秘密! 第一站:电机应用知识大考!第三期考题上线,跟帖赢好礼~

  有奖征文:邀一线汽车VCU/MCU开发工程师,分享开发经验、难题、成长之路等

  是德科技联合 ETS Lindgren 推出创新 NB-NTN OTA 测试解决方案

  该联合解决方案可用于评测支持 NB-NTN 的设备在空口条件下的发射机 接收机性能为加快移动生态系统的非地面网络部署进程赋能是德科技和 E ...

  泰克 Keithley 推出的升级版KickStart 电池模拟器应用程序支持电池测试、电池仿真、电池模拟和电池建模等功能,是您测试各类可充电电池的 ...

  是德科技首次在中国颁发行业就绪认证,助力香港中文大学(深圳)加强工程教育

  是德科技与香港中文大学(深圳)合作开展了一门针对射频微波教学的课程,旨在提高学习成效,加深理论与实践的结合,强化教学过程中的动手实 ...

  为什么要使用LVDS或JESD204B标准?信号链是连接真实世界和数字世界的桥梁。随着ADC采样率和采样精度的提升,接口芯片的信号传输速度也越来 ...

  电力系统中电气设备接地的目的是为了能够更好的保证人身和电气设备的安全以及设备的正常工作。接地电阻的测量通过接地电阻表(又称为接地电阻测试仪) ...

  意法半导体二代STM32微处理器推动智能边缘发展,提高处理性能和工业韧性

  了解 MPS 隔离解决方案,答题赢【华为蓝牙无线耳机、小米氮化镓充电器】!

  信号源与示波器分析仪通信与网络视频测试虚拟仪器高速串行测试嵌入式系统视频教程其他技术综合资讯词云:

其他人还喜欢