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壓力傳感器仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)

   2011年08月03日 10:38  
  今天,信息技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步起到了決定性的作用。現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)包括信息采集、信息傳輸與信息處理,信息采集離不開(kāi)傳感器技術(shù)。傳感器位于信息采集系統(tǒng)、檢測(cè)與控制之前,是感知、獲取與檢測(cè)的zui前端。傳感器是理工科的一門(mén)*知識(shí),更是檢測(cè)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課,是前期純電路、理論學(xué)習(xí)向工程實(shí)踐應(yīng)用的轉(zhuǎn)移。傳感器虛擬實(shí)驗(yàn)室能夠復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程的細(xì)節(jié)放大,加深實(shí)驗(yàn)的感受,為實(shí)驗(yàn)者提供大量的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),并且通過(guò)計(jì)算機(jī)的廣博,對(duì)傳感器的各方面起到系統(tǒng)的便捷的學(xué)習(xí)。同時(shí),發(fā)展虛擬實(shí)驗(yàn)室,能夠節(jié)約大量資金和物力,減少器件的損壞,并且能夠不斷更新,利用現(xiàn)有的豐富的計(jì)算機(jī)資源,進(jìn)行學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)和仿真。目前,在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有傳感器虛擬實(shí)驗(yàn)室,而傳感器實(shí)驗(yàn)是各類(lèi)專(zhuān)業(yè)非常重要的基礎(chǔ)課程,因此它的建立是有很重要得意義。
  
  1、虛擬壓力傳感器的靜態(tài)標(biāo)定
  
  1.1靜態(tài)標(biāo)定儀的設(shè)計(jì)
  
  首先出現(xiàn)的是壓力傳感器靜態(tài)標(biāo)定儀界面,如圖1所示。
  
  (1)在LINE_TEST控件的回調(diào)函數(shù)Line_TestCall中添加源代碼程序,實(shí)現(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生、繪制圖形、線性擬合、計(jì)算線性度等功能。點(diǎn)擊靜態(tài)標(biāo)定儀的“線性度”測(cè)量按鈕后,測(cè)量結(jié)束后,點(diǎn)擊“繪制曲線”按鈕就可以看到如圖2所示的線性度曲線圖。
  
  (2)在CHZH_TEST控件的回調(diào)函數(shù)Chzh_TestCall中添加源代碼程序,實(shí)現(xiàn)生成曲線、繪制圖形、計(jì)算遲滯等功能。同理可得圖3遲滯的測(cè)量曲線圖。
  
  (3)在CHFU_TEST控件的回調(diào)函數(shù)Chfu_TestCall中添加源代碼,實(shí)現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)、繪制圖形、計(jì)算重復(fù)性等功能。同理可得圖4重復(fù)性的測(cè)量曲線圖。
  
  1.2靜態(tài)標(biāo)定儀的功能介紹
  
  虛擬壓力傳感器靜態(tài)標(biāo)定儀主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
  
  ·分別測(cè)量線性度、遲滯和重復(fù)性并能記錄、保存數(shù)據(jù),計(jì)算靜態(tài)標(biāo)定指標(biāo),繪制曲線。
  
  ·應(yīng)用記事本顯示標(biāo)定結(jié)果。
  
  ·打印傳感器的線性度、遲滯和重復(fù)性的曲線圖。
  
  靜態(tài)特性測(cè)量的步驟如下:
  
  *步設(shè)置傳感器參數(shù):量程、非線性、遲滯和重復(fù)性;
  
  第二步選擇測(cè)量方式:自動(dòng)測(cè)量;
  
  第三步設(shè)置測(cè)量參數(shù):測(cè)量點(diǎn)數(shù)、循環(huán)次數(shù)、砝碼質(zhì)量;
  
  第四步進(jìn)行測(cè)量,計(jì)算靜態(tài)特性參數(shù)并繪制曲線圖。
  
  2、虛擬壓力傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定
  
  通過(guò)選擇靜態(tài)標(biāo)定儀用戶界面中的“壓力動(dòng)態(tài)測(cè)試”按鈕,我們就可以直接進(jìn)入虛擬壓力傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的界面,如圖5所示的窗口。
  
  在這個(gè)框里對(duì)傳感器的“終值范圍”、“上升上限”、“上升下限”進(jìn)行設(shè)置(這三個(gè)參數(shù)可以認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),一般無(wú)需修改),然后點(diǎn)擊“測(cè)試”即可自動(dòng)完成動(dòng)態(tài)測(cè)試的整個(gè)過(guò)程。完成測(cè)試后,在“動(dòng)態(tài)特性”框內(nèi)將顯示本次測(cè)試的相關(guān)參數(shù),仿真波形可以打印備用。隨著阻尼比和固有頻率的不同,測(cè)量出來(lái)的曲線也會(huì)不同。如圖6所示,阻尼比為0.095,是衰減振蕩情形,從測(cè)量的曲線也可以很形象地觀察到。
  
  3、結(jié)論
  
  本次壓力傳感器虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),是以傳感器特性的虛擬實(shí)驗(yàn)研究為目的,以虛擬儀器等技術(shù)為背景,構(gòu)建了標(biāo)定壓力傳感器虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了通過(guò)軟件仿真?zhèn)鞲衅魈匦詼y(cè)試的功能。虛擬壓力傳感器標(biāo)定系統(tǒng),具有用戶界面生動(dòng)、形象、直觀、易操作等特點(diǎn)。本系統(tǒng)作為《傳感器原理及應(yīng)用》課程的實(shí)驗(yàn)輔助工具,可幫助學(xué)生完成壓力傳感器動(dòng)靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏的情況下以圖形化的方式把試驗(yàn)的具體內(nèi)容直觀地展現(xiàn)出來(lái),加深了我們對(duì)課程的理解。

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