LabVIEW平臺(tái)下的多傳感器空氣流量測試設(shè)計(jì)

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)為進(jìn)一步研究利用LabVIEW測控系統(tǒng)以及進(jìn)行多傳感器信息融合奠定了基礎(chǔ)。在一段時(shí)間的實(shí)踐應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)性能良好，免除了對(duì)多傳感器信息采集過程中一些繁瑣的工作，采集過程不再需要編寫不同軟件以適應(yīng)不同傳感器的要求。本設(shè)計(jì)將LabVIW軟件、多傳感器、計(jì)算機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)空氣流量測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多傳感器信息的融合。系統(tǒng)包括被測對(duì)象、傳感系統(tǒng)、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　1.1 被測對(duì)象

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

　　1.2 傳感系統(tǒng)

　　傳感系統(tǒng)主要包括溫度傳感器、空氣流量傳感器、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)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性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例，并且無需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，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直接或間接與被測對(duì)象發(fā)生聯(lián)系，將被測參數(shù)（機(jī)械、物理、化學(xué)、壓力、溫度等非電量）轉(zhuǎn)換成可以直接測量的信號(hào)，它為系統(tǒng)提供了進(jìn)行處理和決策所必需的原始信息，是現(xiàn)代檢測系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　1.2.3 玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)

　　為了驗(yàn)證空氣流量測試系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性，需要對(duì)測試系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)標(biāo)定，設(shè)計(jì)選擇標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)標(biāo)定方法。標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)選用LAB一10型玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，它與被檢的空氣流量傳感器測量范圍相當(dāng)，準(zhǔn)確度較高，是在101325Pa，20℃狀態(tài)下用空氣進(jìn)行標(biāo)定的。

　　1.3 信號(hào)調(diào)理電路

　　在許多需要數(shù)字采集的系統(tǒng)中，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過1個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足采集卡對(duì)輸入信號(hào)電平的要求，這種情況下，就需要采用信號(hào)調(diào)理電路對(duì)傳感器輸出的信號(hào)量進(jìn)行放大。信號(hào)調(diào)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(fù)反饋、且輸入阻抗極高的高增運(yùn)算放大器。差動(dòng)儀表放大器如圖2所示。