电子测量实验讲义5.docVIP

实验一 温度测量 实验目的： 1、掌握温度测量的硬件电路实现方法 2、以及测量所得信号的微机处理和显示方法。 实验原理： 1. 本实验的热敏电阻阻值与温度关系为 其中： R1、R2 为绝对温度下T1、T2 时的电阻值（kΩ）；B：B值（K） 实验所用热敏电阻 B=3470(K)，T=298K时，R=5K。与一3K电阻分压得 对上式进行曲线拟合可近似得到温度与电压的线性关系 T=23.68*V-19.59 (OC) 2、热敏电阻RT1构成的测温电路图如下图所示： 热敏电阻RT1与R1串联分压，电路输出电压与温度成正比。 3、测量电路输出的模拟电压通过U18 接口转化为数字信号输入PC机，这一AD 转换功能由U18 硬件平台提供，U18软件内的U18 软件功能模块实现硬件接口的驱动和通信及信号处理等基本功能的实现。 4. 如图所示，当温度变大时，热敏电阻RT1电阻变小，在分压点产生一线性电压，经电压跟随器保持后，经过LM324进行一级和二级放大，输出一个正向、与温度变化大小成正比的线性电压。 实验步骤： 1． 界线：用DB37电缆将实验板的模拟口XS1与采集卡的模拟口XS1连接。 2． 调节硬件测温电路中的RX1电位器阻值，从而调节输入信号幅度和电路的放大倍数，确定电路的电压输出幅度与温度变化之间的比例关系。 3． 最终结果是：当温度升高时，响应的电压显示曲线也响应增大；反之亦然，当温度降低时，响应的电压显示曲线也响应减小。 4． 利用labview 软件的设计平台及U18 提供的功能模块，设计温度监测及显示用虚拟仪器。 软件流程: 说明：由于电路中反馈大于1，所以在数据处理时中，a应大于23.68，通过调节RX1校正。 Labview面板图如下： Labview流程图如下： 实验二 红绿灯系统 实验目的： 1、通过红绿灯控制系统的设计,掌握硬件电路设计方法 2、通过labview软件的使用,掌握虚拟仪器系统的软件实现方法。 实验原理： U18 通过DO0、DO1、DO2 输出高电平或低电平信号，通过U9 ULN2003 器件反向后，分别驱动D6 红灯、D7 黄灯、D8 绿灯开始发光或结束发光，同时，U18 通过设置DO7~DO13 端为高电平或低电平信号，通过U10 ULN2003 分别反向驱动DIG1 数码管a~g 各段显示相应的数码信息，最终实现当某一灯亮时，数码管从某一数值开始倒记时。 实验步骤： 1． 接线：用电缆将实验板数字口XS2与采集卡数字口连接。 2． 调试与结果：通过 U18 应用软件控制U18 的DO0、DO1、DO2 端的高或低电平状态，点亮红、黄、绿三盏灯中的一只，同时控制U18 的DO7~DO13 端的高或低电平状态，显示某一数值，并按每秒减1 的规则控制数码管显示相应的数值。 3． 整个显示过程是： 红灯亮，同时数码管从某一初始值按每秒减1 的规则显示—当显示值为0 时，红灯暗， 黄灯亮，同时数码管从某一初始值按每秒减1 的规则显示—当显示值为0 时，黄灯暗， 绿灯亮，同时数码管从某一初始值按每秒减1 的规则显示—当显示值为0 时，绿灯暗， 黄灯亮，同时数码管从某一初始值按每秒减1 的规则显示—当显示值为0 时，黄灯暗， 红灯亮，同时数码管从某一初始值按每秒减1 的规则显示。如此循环往复。 软件流程 说明：时间显示采用CASE结构进行7段译码输出至数码管D8~D14。 Labview面板图如下 Labview流程图如下： 实验三 电机调速与测速 实验目的： 1、学习、掌握电机速度调节与测试电路的设计方法 2、利用labview设计相应虚拟仪器的方法。 实验原理： 调速控制：如图所示，U18 的DA1 输出一个0~5V 大小的直流电压，经过U3 A LM358放大一倍后得到0~10V 大小的电压，该电压信号再经过U4 CA3140 和Q1 2073 进行功率放大，电流达到75mA ,从而驱动电机转动。 测速过程：如图所示，电机上的风扇安装在光耦的发射端和接收端之间，风扇的叶片为9片，当风扇转动时，叶片阻挡光耦发射出的光信号，在光耦接收端得到一段连续的脉冲波形，该脉冲波形经过U5A 74HC14 进行整形后，得到一形状规则的脉冲波形。整形后的脉冲波形输出至U18 的8254计数器的CLK0 端，进行记数显示。 实验步骤: 1.接线：将实验板的数字口XS2和模拟口XS1与采集卡上对应数字口XS2和模拟口XS1连接。 2.调试与结果：用labview 软件改变DA1端的输出电压大小，改变电机的转速，从而在显示屏上显示出不同的速度值。 软件流程 说明：因为风扇叶片为9片，所以应将1s内计数值除以9才得到风扇转速。 Labview面板图如下：Labview流程图