基于虚拟仪器的热膨胀仪测试系统设计.pdfVIP

潺读 曩氨镌决亮亲 2007。12 模块．可以直接采集热电偶信号，可以分别对应不同 的热电偶信号，本文中用到其中3个模拟输入通道， 分别用于测试炉体加热管温度、被测材料附近温度 和位移传感器环境温度。ADAM一4018其通讯接口 为RS一485，所有通道都提供了可编程地输入范围。 它可以测量多种不同的模拟量信号，例如热电偶、 mV，V，和mA信号，可以转换不同的信号范围。它内 部含冷端补偿电路，可以进行补偿，且自带Advan— 图1 系统总体结构框图 tech Device Manager软件，避免了软件中将模拟信 号对应转换成K型热电偶的温度信号的设置，它可 3 热膨胀仪测试的基本硬件 以将模拟电压对应设定的热电偶型号．产生温度信 号输出，避免了繁琐的插值方法或者是高次多项式 3．1 温度传感器 的模拟。 温度的检测采用镍铬一镍硅热电偶(K型热电 3．4 数据采集卡 偶)，K型热电偶具有线性度好，热电动势大，灵 为了采集信号方便，本系统采用并行32位传输 敏度高，稳定性和均匀性好等特点，能测最高温 总线的PCI一9118HG作为插卡式的数据采集系统， 度为1300℃，且小型牢固，能在恶劣环境下使用， 这是一款具有 16路单端／8路差分输入的数据采集 但它们只能产生毫伏(mV)级的输出，所以需要 卡，并且含有2路模拟输出。输出的信号经信号调理 进行精确放大供进一步的处理。而热电偶的电压 后输出模拟电压，通过模拟电压信号控制调压模块 温度曲线通常以0~C作为参考点，而实际的温度通 从而控制加热体的输出功率。 常都不是0℃，因此一般都需要采用冷端补偿技 术(CJC)。 4 热膨滕测试的软件设计 3．2 位移传感器 位移传感器是位移测量的关键器件，传感器精 I』abVIEW是一种基于图形化编程语言的虚拟 度影响着测量的精度。本系统中采用的是可变式线 仪器软件开发平台，具有功能强大的函数模块和通 性差动变压器(LVDT)是一种将位置信号转化成电 讯协议，大大减少了软件开发的周期，特别是在测试 信号的传感器，其输出与可移动磁芯成正比。磁芯在 和控制系统当中，能方便地进行数据采集和数据分 中央初级线圈和两外层次级线圈所构成的变压器内 析 本系统将热膨胀测试分为测量模块和分析模块 线形移动，初级线圈加电压激励，两次级线圈的绕向 两部分，热膨胀仪测试系统的软件功能结构如图2 相反，因此当磁芯位于中间位置时，净输出电压应改 所示 为零。但是由于两个次级线圈绕组和漏感之间的不 一 致，故输出不会出现真正的零值。解决以上问题一 般都用信号调理电路，将两个输出电压的绝对值相 减，利用这种方法，能够测量围绕中心位置的正向变 化和负向变化。位移传感器性能指标为：测量范围± 2．5mm，测量电压_+1