采用虚拟仪器技术的油品含水量检测系统
温度对介质的状态有明显的影响,可用查表法和插值运算、信息融合等方法进行温度补偿校正。
传感器测量电路的等效原理如图3所示。图中,R0为射频信号源等效输出阻抗,Cx为传感器测量电容器等效电容,Rs为传感器电容的漏电阻。当测量电容器的介质不一样时,Cs的大小
就随之变化,所呈现的阻抗也就不一样。
为了减少射频信号对其它电路的干扰和信号传输线路分布电容的影响,将射频信号源与传感器做成一体,R0应满足:
R0'Cxm<T
式中,T为射频信号源的周期,Cxm为传感器测量电容器等效电路为量大时的电容量,R0'为R0与Rx从电容器两端看过去的等效电阻。
2.1.2 信号调理电路
从传感器探头出来的信号有两路,即水分电压和温度电压,预处理电路对这两路电压进行处理,使传感器信号经预处理成为A/D变换所需要的电压模拟信号。
图4 温度测量放大电路
测量放大电路由温度测量放大电路和水分测量放大电路组成。
图4为温度测量放大电路,图中IC3为标准电源LM336-2.5V,供给测温桥路2.5V电源。R2(热敏电阻)、R3、R4构成桥路。桥路的输出送给AD620放大,W2用来调整IC4的放大电路。
图5为水分测量放大电路,图中W3用来调整IC5的偏置电压,W4用来调整IC5的放大倍数。IC4、IC5的输出送A/D采样卡进行A/D转换,然后再送计算机。
2.1.3 A/D转换及计算机接口电路
信号的A/D转换与计算机的接口两部分电路使用了National Instrument公司生产的一种E系列插卡式数据采集卡PCI-6024E。该卡是一种中档价位、完全无开关式、无跳线式多功能数据采集卡,且LabVIEW软件具有专门的函数库可对该卡进行驱动,其硬件设置完全由软件实现,无需用户对硬件连接做任何改动。
该卡采用PCI总线,有16个模拟信号输入端,可构成16个单通道输入或8对差分输入;采样精度为12Bit,最大采样率为200ks/s;输入电压范围为±5V或±10V;输入增益可为0.5、1、10或100。
经A/D转换的信号由PCI-6024E卡传给计算机的虚拟仪器工作环境,就可以进行下一步的处理的。
2.2 软件设计
LabVIEW是基于图形开发、调试和运行程序的集成化环境,也是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言。目前,在以PC机为基础的测试和工控软件中,LabVIEW的市场普及率仅次于C++/C语言。LabVIEW具有以下优点:流程图式的编程、不需预先编译就存在语法检测和调试过程数据探针的使用、丰富的VI库和仪器面板素材库、信号处理分析和近600种设备的驱动程序(可扩充)、通用的设计解决方案库等。因此,LabVIEW受到越来越多的工程师和科学家的青睐。
LabVIEW中任何一个VI都是由三部分组成:一个可交互的