基于LabVIEW的多傳感器空氣流量測試系統設計

1 系統硬件設計

本設計將LabVIW軟件、多傳感器、計算機結合，構建了一個(gè)空氣流量測試系統，實(shí)現對多傳感器信息的融合。系統包括被測對象、傳感系統、信號調理電路、數據采集與處理系統，系統框圖如圖1所示。

1.1 被測對象

被測對象通過(guò)改變變頻器的頻率控制風(fēng)機發(fā)出不同大小的風(fēng)量通過(guò)流量傳感器，模擬進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的空氣流量大小。

1.2 傳感系統

傳感系統主要包括溫度傳感器、空氣流量傳感器、玻璃轉子流量計及有關(guān)連接部分。

1.2.1 溫度傳感器

溫度傳感器選擇集成電路溫度傳感器LM35，它具有很高的工作精度和較寬的線(xiàn)性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線(xiàn)性成比例，并且無(wú)需外部校準或微調，可以提供±1/4℃的常用室溫精度。

1.2.2 空氣流量傳感器

空氣流量傳感器是用來(lái)直接或間接與被測對象發(fā)生聯(lián)系，將被測參數(機械、物理、化學(xué)、壓力、溫度等非電量)轉換成可以直接測量的信號，它為系統提供了進(jìn)行處理和決策所必需的原始信息，是現代檢測系統中的關(guān)鍵環(huán)節。

1.2.3 玻璃轉子流量計

為了驗證空氣流量測試系統試驗數據的正確性，需要對測試系統進(jìn)行試驗標定，設計選擇標準流量計標定方法。標準流量計選用LAB一10型玻璃轉子流量計，它與被檢的空氣流量傳感器測量范圍相當，準確度較高，是在101325Pa，20℃狀態(tài)下用空氣進(jìn)行標定的。

1.3 信號調理電路

在許多需要數字采集的系統中，傳感器輸出的模擬信號都很微弱，必須通過(guò)1個(gè)模擬放大器對其進(jìn)行一定倍數的放大，才能滿(mǎn)足采集卡對輸入信號電平的要求，這種情況下，就需要采用信號調理電路對傳感器輸出的信號量進(jìn)行放大。信號調理電路使輸出電壓與輸入電壓成正比，它的核心是1個(gè)具有電容負反饋、且輸入阻抗極高的高增運算放大器。差動(dòng)儀表放大器如圖2所示。

1.4 數據采集卡的選擇

系統使用PCI總線(xiàn)形式的數據采集卡LDl200一PCI.

LDl200是一種雙通道、高帶寬的數字存儲示波卡，將它插入計算機PCI槽上。再運行控制軟件，便可組成一臺價(jià)格便宜、人機界面友好、性能優(yōu)良的數字存儲示波器。它具有數據采集、測量信號、過(guò)程監測、多種觸發(fā)等功能，因此也大量應用于高速的數據采集系統、自動(dòng)控制系統。主要功能是輸入過(guò)壓保護，具有自檢功能，可以光標測量時(shí)間和電壓，并支持二次開(kāi)發(fā)。