自動(dòng)化14級(jí)虛擬儀器課程設(shè)計(jì)題目

1、一、基于LabVIEW的實(shí)驗(yàn)室使用登記管理系統(tǒng)（序號(hào)為：x0）1、系統(tǒng)功能要求如下：（1）系統(tǒng)可以搜索實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，當(dāng)搜索到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后跳出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（包括實(shí)驗(yàn)用到的設(shè)備、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、操作步驟、實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)）頁面。（2）設(shè)置管理員權(quán)限，管理員可以查看使用歷史記錄、往數(shù)據(jù)庫添加或刪除實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和元器件以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；（3）使用者（如學(xué)生）要往系統(tǒng)錄入其姓名、學(xué)號(hào)、專業(yè)班級(jí)、聯(lián)系電話、使用時(shí)間，當(dāng)錄入成功后點(diǎn)亮外部的一盞燈（用發(fā)光二極管代替）提示；2、設(shè)計(jì)涉及到的設(shè)備：LabVIEW軟件、PCI-6221采集板卡（輸出信號(hào)點(diǎn)亮外部燈）、數(shù)據(jù)庫Access（或LabVIEW自身帶有的簇函數(shù)），保存數(shù)據(jù)2、

2、 基于LabVIEW的實(shí)驗(yàn)室門禁監(jiān)控系統(tǒng)（序號(hào)為：x1）1、 功能要求：（1） 通過傳感器（可用光電、人體測(cè)溫傳感器）檢測(cè)到有人進(jìn)來，輸出“你好，歡迎光臨檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”語音播報(bào)；（2） 語音播報(bào)后上位機(jī)（電腦）輸出信號(hào)控制門（電機(jī)）打開；（3） 保存人進(jìn)來的時(shí)間供歷史查詢。3、 基于LabVIEW的室內(nèi)溫、濕度檢測(cè)系統(tǒng)（序號(hào)為：x2）1、功能要求：（1） 用溫度傳感器（如Pt100溫度傳感器）、濕度傳感器（如濕敏傳感器）采集溫、濕度信號(hào)，通過采集板卡（PCI-6221，詳情請(qǐng)看附錄）到上位機(jī)用LabVIEW軟件進(jìn)行信號(hào)處理和顯示；（2） 分別保存50個(gè)溫、濕度信號(hào)值。2、 提示：將Pt100

3、熱電阻傳感器轉(zhuǎn)換電路的電壓輸出信號(hào)根據(jù)公式：Rt=R3K(R1+Rw1)Vc+(R4+R1+Rw1)Vo/KVcR4-(R4+R1+Rw1)Vo（式中K=10，R3=5000，R4=5000，R1+Rw1=100，Vc=4V，Vo為測(cè)量值）計(jì)算出Rt值，再根據(jù)公式Rt=R0(1+At+Bt2)求得被測(cè)溫度t值（注：A=3.9684*10-3/，B=-5.847*10-7/。）；4、 基于LabVIEW的交通燈設(shè)計(jì)（序號(hào)為：x3）1、 功能要求：（1）主干道南北方向，綠燈亮25S，同時(shí)東西方向的紅燈也亮25S；隨南北方向黃燈亮5S，其他燈都滅；之后東西方向綠燈亮20S，同時(shí)南北方向的紅燈也亮20

4、S；最后東西方向的黃燈亮5S后，南北方向的綠燈重新亮，就是一個(gè)輪回。（2）用測(cè)速傳感器，對(duì)通過的車輛進(jìn)行測(cè)速，通過PCI-6221數(shù)據(jù)采集板卡采集信號(hào)到電腦上顯示。2、提示：可以用兩對(duì)紅外傳感器測(cè)量測(cè)速，第一對(duì)到第二對(duì)的安裝距離S已知，用軟件測(cè)量汽車從第一對(duì)到第二對(duì)用的時(shí)間T，則得出速度V=S/T。五、基于LabVIEW的電子稱設(shè)計(jì)（序號(hào)為：x4）1、功能要求：（1） 用壓力傳感器（應(yīng)變片壓力傳感器）測(cè)量物體重量，壓力傳感器輸出的信號(hào)通過PCI-6221板卡將數(shù)據(jù)采集到電腦用軟件處理，并顯示重量值；（2） 求出系統(tǒng)的靈敏度S=V/M（V為輸出電壓變化量，M為重量變化量)，并顯示V（電壓）M（重

5、量）曲線圖；（3） 保存采集到的電壓數(shù)據(jù)30個(gè)。2、 提示：（1） 可以使用應(yīng)變片壓力傳感器，轉(zhuǎn)換電路用全橋測(cè)量電路，輸出的是電壓值；（2） 曲線圖用XY圖顯示；6、 硅光電池的光照特性測(cè)試（光照特性光電池在不同的照度下，產(chǎn)生不同的光生電動(dòng)勢(shì)）。（序號(hào)為：x5） 1、要求設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬儀器，通過I/O板卡輸出010V電壓送至硅光電池的發(fā)光二極管電壓輸入端，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路得到相應(yīng)的電壓信號(hào)送回虛擬儀器進(jìn)行顯示，程序要求可以記錄和回放采集數(shù)據(jù)。7、 基于LabVIEW的K分度號(hào)的溫度測(cè)量?jī)x（序號(hào)為：x6） 1、假設(shè)測(cè)量溫度范圍為0100，根據(jù)公式E(t,t0)=E（t,t0）+E(t0,0)對(duì)所采集

6、的信號(hào)進(jìn)行處理，其中t為實(shí)際溫度，t為熱電偶參考端溫度，t0為室溫，要求：先制做K型熱電偶分度表；E(t0,0)電動(dòng)勢(shì)要根據(jù)K分度表查詢而得，E（t,t0）是由外部采集到的電壓信號(hào)，最終得到電動(dòng)勢(shì)E(t,t0)后，由查詢K分度表而得到實(shí)際溫度t。8、 雙通道虛擬示波器（序號(hào)為：x7）1、 功能要求：（1） 示波器有A、B雙通道選擇，有幅值和周期檔位調(diào)節(jié)；（2） 采集外部數(shù)據(jù)：用振動(dòng)傳感器（如壓電式傳感器）檢測(cè)振動(dòng)臺(tái)（實(shí)驗(yàn)室配有）的振動(dòng)情況，通過數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)，并用虛擬示波器顯示振動(dòng)波形（包括幅值和頻率信息）。（3） 有仿真信號(hào)顯示：通過軟件自帶的信號(hào)發(fā)生器生成仿真信號(hào)，當(dāng)沒有采集外部信號(hào)時(shí)

7、，通過仿真信號(hào)調(diào)試。9、 基于LabVIEW的電機(jī)轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（序號(hào)為：x8）1、 功能要求：（1） 小功率步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示及控制；（2） 通過TCPIP或其他協(xié)議，進(jìn)行遠(yuǎn)程的電機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)；（3） 保存歷史數(shù)據(jù)。2、 通過霍爾傳感器、光電式傳感器等檢測(cè)轉(zhuǎn)速，再用PCI-6221板卡采集數(shù)據(jù)到電腦上面顯示。10、 基于LabVIEW的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)壓力系統(tǒng)設(shè)計(jì)（序號(hào)為：x9）1、 功能要求：可以檢測(cè)氣壓強(qiáng)度，用壓阻式壓力傳感器測(cè)量壓力（氣壓）；2、 保存歷史數(shù)據(jù)；3、 通過TCPIP或其他協(xié)議，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)氣壓強(qiáng)度。 重要提示1、 設(shè)計(jì)時(shí)間：14周周二至16周周二， 答辯時(shí)間16周周三。2、 每個(gè)題目

8、后面都有個(gè)（序號(hào)為：xx）,意思是班級(jí)名單上的“序號(hào)（不是學(xué)號(hào)）”末位數(shù)所對(duì)應(yīng)的選題，如“序號(hào)為：x2”的同學(xué)，都做“三”這個(gè)題目，幾個(gè)同學(xué)為一組，分工合作完成設(shè)計(jì)；3、 完成設(shè)計(jì)需提交“論文”和“程序”；4、 以上所有設(shè)計(jì)中的軟件部分同學(xué)們可以在自己電腦上面完成，有問題可以電話或QQ（852754781）聯(lián)系我，也可以來實(shí)驗(yàn)室完成；數(shù)據(jù)采集卡和傳感器等硬件在“檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室4-612”備有，必須來實(shí)驗(yàn)室才能完成。5、設(shè)計(jì)中涉及到的硬件（如傳感器、PCI-6221采集板卡）詳情請(qǐng)查閱相對(duì)應(yīng)的電子版“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”和后面的“附錄”。 附 錄1、 什么叫傳感器：把物理量（如

9、：溫度、濕度、重量、轉(zhuǎn)速、液位、壓力、流量等這些量）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓、電流等可以測(cè)量的量）的一種裝置。2、 PCI-6221采集板卡簡(jiǎn)介：（1） NI PCI6221(37針)數(shù)據(jù)采集卡DAQ卡 16位,250 kS/s,16路帶37針D-Sub的模擬輸入 （2）10條數(shù)字I/O線; 32位計(jì)數(shù)器; 數(shù)字觸發(fā)關(guān)聯(lián)(Correlated)DIO(2條時(shí)鐘線,1 MHz)（3）2路16位模擬輸出(833 kS/s)  （4）模擬輸入輸出電壓范圍-10vz至+10v。（5）電纜和附件PCI-6221(37針)需使用一根電纜及其附件方可使用所有I/O。CB-37F-LP接線盒可直接安裝于設(shè)

10、備上，故所需電纜更少。 （5）接線方式3、 測(cè)試系統(tǒng)組成框圖圖1 多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 通過PCI-6221數(shù)據(jù)采集板卡IO口，采集溫度、濕度、壓力、液位、流量傳感器送來的電壓或頻率信號(hào)，通過LabVIEW2010軟件編寫程序進(jìn)行IO口配置、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)顯示、遠(yuǎn)程傳輸。一、GLQR- 4000型嵌入式傳感器測(cè)控平臺(tái)簡(jiǎn)介（詳情請(qǐng)看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書）1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成GLQR-4000型傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)（圖1）采用的傳感器大部分是工業(yè)結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)本知識(shí)的理解，并在實(shí)驗(yàn)過程中，通過信號(hào)的拾取，轉(zhuǎn)換，分析，培養(yǎng)學(xué)生作為一個(gè)科技工作者具有的基本操作技能與動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由主控臺(tái)、交直流信

11、號(hào)源、傳感器和實(shí)驗(yàn)?zāi)K、測(cè)試源（振動(dòng)源、溫度源、壓力源、轉(zhuǎn)動(dòng)源）、數(shù)據(jù)采集與處理軟件、嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和試驗(yàn)桌等七大部分組成。圖12產(chǎn)品組成（1）主控臺(tái)：主控箱部分包括：直流信號(hào)源（±15V, ±5V, ±2V, ±4V, ±6V, ±8V, ±10V, 0-24V可調(diào)）音頻振蕩器（1KHz10KHz可調(diào)）低頻振蕩器（1Hz-30Hz可調(diào)）頻率、轉(zhuǎn)速、電壓、氣壓顯示表、電流表、嵌入式工控一體機(jī)（含數(shù)據(jù)通訊接口RS232 USB）、氣壓源、計(jì)時(shí)器溫度調(diào)節(jié)儀（帶通信）、虛擬儀表、虛擬儀器、等。光學(xué)測(cè)量?jī)x表包括光照度儀表、光功率儀表

12、。嵌入式ARM9基于S3C2410芯片的一體機(jī)顯示屏采用觸摸屏式七寸真彩液晶顯示并與主控臺(tái)為一體式。（2）溫度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、氣壓源溫度源：提供常溫200，控溫精度±0.5轉(zhuǎn)速源：02400轉(zhuǎn)/分，可調(diào)振動(dòng)源：1Hz30Hz氣壓源：020Kpa（3）傳感器：詳見下表（共三十種傳感器）（4）實(shí)驗(yàn)?zāi)K部分：詳見下表（共十六個(gè)模塊）（5）傳感器實(shí)驗(yàn)（6）實(shí)驗(yàn)桌：專用實(shí)驗(yàn)桌尺寸為1600×800×750(mm)實(shí)驗(yàn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；設(shè)有兩個(gè)大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料。，實(shí)驗(yàn)桌面上預(yù)留顯示器位置或右邊設(shè)有放置示波器用的可拆。

13、實(shí)驗(yàn)桌要有安放實(shí)驗(yàn)?zāi)０搴陀?jì)算機(jī)主機(jī)及鍵盤的位置。（7）ARM9實(shí)驗(yàn)（8）工業(yè)組態(tài)軟件與ARM9結(jié)合實(shí)驗(yàn)：在實(shí)際控制中實(shí)驗(yàn)（9）數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件：虛擬儀器、頻譜分析、失真度儀計(jì)算虛擬儀表實(shí)驗(yàn)3產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)序號(hào)傳感器名稱實(shí) 驗(yàn) 模 板量 程線性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目備 注1電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式實(shí)驗(yàn)?zāi)K0500g（200）±0.5%1-7全橋2擴(kuò)散硅壓力傳感器壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K0-50kpa±1%83差動(dòng)變壓器差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K±5mm±2%9-124電容式傳感器電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K±2.5mm±2%13-145霍爾式位移傳感器霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

14、±3mm±1%15-166霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器2400轉(zhuǎn)分±0.1%177磁電式傳感器2400轉(zhuǎn)分±0.5%18-198壓電式傳感器壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K209電渦流位移傳感器電渦流位移實(shí)驗(yàn)?zāi)K1mm±2%21-2510光纖位移傳感器光纖位移實(shí)驗(yàn)?zāi)K1mm±4%26-2711光電轉(zhuǎn)速傳感器2400轉(zhuǎn)分0.5%28-2912集成溫度傳感器溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K常溫-150±3 %3013Pt100鉑電阻常溫-800±2%32三線制14Cu50銅電阻常溫-800±2%3215K型熱電偶常溫-800±2%3316E型熱電偶常溫-800±1%3417J型熱電偶常溫-800±1%3418氣敏傳感器50-2000PPm±2%37對(duì)酒精敏感19濕敏傳感器1095%RH±2%3820光電反射開關(guān)21光敏電阻Cds光敏電阻，額定功率20mw，暗阻5M22紅外發(fā)光二極管峰值波長940nm，工作電壓