基于 Labview 的传感器仿真实验设计虚拟仪器课程设计.docx
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1、沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目:基于 Labview 的传感器仿真实验设计系 别 自动控制工程系 班级 测控本 101 学生姓名 学号指导教师 职称 助工 课程设计进行地点: F 座 430 任 务 下 达 时 间: 13 年 3 月4 日起止日期: 13 年 3 月4 日起至 13 年 3 月 8 日止教 研 室 主 任年 月 日批准沈阳工程学院课程设计题目:基于 Labview 的传感器仿真实验设计系 别 自控系 班级 测本 101学生姓名 学号指导教师 职称 助工课程设计进行地点: F430任 务 下 达 时 间: 13 年 3 月4 日起止日期: 13 年 3 月4 日起至 1
2、3 年 3 月 8 日止教 研 室主 任 年 月 日批准基于 Labview 的传感器仿真实验设计课程设计成绩评定表系(部): 自控系 班级: 学生姓名:指 导 教 师 评 审 意 见评价内容调研论证工作能力态度工作量说明书的质量指 导评价内容查阅文献工作量说明书的质量具 体 要 求能独立查阅文献,收集资料;能制定课程设计方案 和日程安排。工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,能 够独立完成设计工作,按期圆满完成规定的设计任务, 工作量饱满, 难度 适宜。说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字 通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。分指导教师评审成绩(加权分
3、合计乘以 12)教 师 签 名:评 阅 教 师 评 审具 体 要 求查阅文献有一定广泛性;有综合归纳资料的能力工作量饱满,难度适中。说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字 通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。权重0.10.20.20.5意 见权重0.20.50.35555评4444分3333加权分合计年555评444分333加权 分2222月 日加权 分222评阅教师评审成绩(加权分合计乘以 8)评 阅 教 师 签 名:课 程 设 计 总 评 成 绩分加权分合计年 月 日分1.设计主要内容及要求;设计基于 Labview 的传感器仿真实验要求: 1)掌握 NI
4、-DAQ 使用方法2)了解传感器实验的基本步骤。 3)虚拟仪器仿真传感器实验过程,其中的实验结果可以用 DAQ 采集外部信号发生器的值。2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求;(1) .课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体, 一般不应少于 3000 字。(2) .学生应撰写的内容为: 中文摘要和关键词、 目录、 正文、 参考文献等。 课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照沈阳工程学院毕业设计(论文) 撰写规范执行。应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。(3) .论文要求打印, 打印时按 沈阳工程学院毕业设计 (论文) 撰写规范 的要求进行打印。(4) . 课程设计论文装订
5、顺序为:封面、任务书、成绩评审意见表、中文 摘要和关键词、目录、正文、参考文献。3.时间进度安排;顺序 阶段日期 计 划 完 成 内 容 备注1 3 月 4 日 教师讲解题目,学生查阅相关资料2 3 月 5 日 进行方案论证,确定程序流程,熟悉NI-DAQ 使用方法3 3 月 6 日 程序设计4 3 月 7 日 调试程序5 3 月 8 日 撰写论文,成果验收中文摘要虚拟仪器是基于计算机的仪器,是一个按照仪器需求组织的数据采集系 统。 Labview 是一种图形化的编程语言和开发环境,是标准的数据采集和仪器控 制软件。 利用虚拟仪器和 Labview 软件可对电位器进行数据采集、 分析, 从而进
6、 行标度。 用户利用 Labview 编程就好像在“绘制”程序流程图。 正式由于 Labview 面向的是广大普通工程师而非编程专家, 因而其已成为目前应用最广、发展最快、 功能最强、最流行的虚拟仪器开发平台。本课程设计所使用的为 DAQ 助手, 利用 DAQ 产生重量信号, 在对其进行写入 和读取,最后制成十组数据的表格,然后再制成 XY 图显示出来。本次课程设计是基于 Labview8.5 这一软件所设计的。根据常用信号源的基 本要求设计合理的数学模型,并通过虚拟仪器和数据采集卡共同作用输入信号。关键词:虚拟仪器、 DAQ 助手、数据、表格、 XY 图目录基于 Labview 的传感器仿真
7、实验设计课程设计成绩评定表 II中文摘要 IV1 设计任务描述 11.1 设计题目:基于 labview 的传感器仿真实验设计 11.2 设计要求 11.2.1 设计目的 11.2.2 基本要求 11.2.3 发挥部分 12.设计思路 23.主程序流程图 34 各部分程序设计及框图 44.1 重量部分的程序 44.2 电压部分的程序 64.3 XY 图像 85.工作过程分析 95.1 重量与电压数值的采集 95.2 重量数值的写入与读取 105.3 电压数值的写入与读取 105.4 XY 图 116.主要元器件介绍 126.1 NI-DAQ 采集卡 126.2 格式化写入文件 136.3 读取
8、文本文件 157.小结 17致谢 18参考文献 19附录 程序框图 201 设计任务描述1.1 设计题目:基于 labview 的传感器仿真实验设计1.2 设计要求1.2.1 设计目的能够熟悉利用 Labview 软件, 并用此软件编写程序框图和构造前面板。 使设 计的面板更直观,漂亮。达到虚拟仪器的功能。1.2.2 基本要求要求: 1)掌握 NI-DAQ 使用方法2)了解传感器实验的基本步骤。3)虚拟仪器仿真传感器实验过程,其中的实验结果可以用 DAQ 采集 外部信号发生器的值。1.2.3 发挥部分1)将转速作为 X 轴,电压作为 Y 轴,绘制XY 曲线。2.设计思路本题目的设计要求是使用
9、DAQ 作为采集信号模拟为电机的转速,再通过应 变片转换为电信号显示出来, 最后绘制成以转速作为 X 轴, 电压作为 Y 轴的曲线 图,并对其进行误差分析。首先是将 DAQ 作为输入信号输入到电脑中, 然后再通过数组记录下来一组 的数据,共有 100 个数,再通过求取平均数来取得第一个数,再将第一个数写入 记事本中,再将其读出来,写在文本中。其它的三组数组也是同理,共有十组数 据。因为本次实验中没有办法将电机的转速输入到电脑中所以就将 DAQ 中输 入的电压当做电机的转速, 自己创建一个公式将电机的转速和电压联系起来, 我 所写入的是电压为电机的转速的五倍, 但是实验会存在误差, 所以在本实验
10、中人 为的添加了随机误差。然后将电压写入文本中, 然后再读出来, 创建一个数组。 因为文本文件为 txt 格式,为字符串格式。需将写入电子表格再读出来,最后以转速为 X 轴,电 压为 Y 轴,画出曲线图。3.主程序流程图DAQ 速度输入通过转速与电压的关系显示出电压值写入文本中电压值从文本中读出写入文本从文本中读出创建一个包 含十个数据 的数组创建电压的数组创建 XY 图4 各部分程序设计及框图4.1 速度部分的程序首先我们需要用 DAQ 来模拟转速值, 将其写入表格共 100 个数值。 但因为 产生的数值为 100 个且数值在不断地变化中, 但是我们需要一个数值。 所以我们 需要把这一百个数
11、值相加, 再除以 100 就能得到了平均数值。 再将平均值写入文 本中,再将其从文本中读取出来,最终得到数值。因为共有十组数据, 以上只是完成了一组数据的写入与读取。 在本程序中 需要测量十组数据,所以需要一个条件结构,分别放入这十组数据,从1 到 10。 并且可以通过在条件结构处添加的数值输入控件来调节所选择的数组。便可进行 数据的写入与存储。在后面板上有一个速度存储开关, 用于控制文本的读取, 如果开关打开则 可以读取,如果开关未打开,则不能读取,以此来控制读取的数组。速度部分的程序框图如下图所示:4.1.1 速度部分的后面板4.1.2 速度部分的前面板4.2 电压部分的程序本课程设计的目
12、的是为了仿真传感器的实验,电机的转速与电压的关系。 因为本次实验中没有办法将电机的转速输入到电脑中所以就将 DAQ 中输入的电 压当做电机的转速, 自己创建一个公式将电机的转速和电压联系起来, 我所写入 的是电压为电机转速的五倍, 但是实验会存在误差, 所以在本实验中人为的添加 了随机误差,再把所测量出的十组电压写入一个数组中。电压部分的程序框图如下图所示:在后面板上有一个电机转速开关,用于控 制文本的读取,如果开关打开则可以读取,如果开关未打开,则不能读取,以此 来控制读取的数组。4.2.1 电压部分的后面板4.3 XY 图像但是因为所写入和读出的方式都是文本, 即为 txt 的格式, 这种
13、格式 无法绘制成 XY 图。所以需要将转速和电压的数组分别写入电子表格中,然后再 读取出来,最后绘制成的图像就是以转速为 X 轴,以电压为 Y 轴的XY 图。绘制的 XY 图如下图所示:4.3.1 XY 图后面板4.3.2 XY 图前面板5.工作过程分析5.1 重量与电压数值的采集一切准备就绪后, 点运行按钮, 程序开始运行。 这时可以通过调节数 组选择开关来选择向哪个数组中添加数值。然后可以调节数组选择开关将十组数 据都采集下来。结果如图所示:5.2 转速数值的写入与读取当数组由一个变化到另一个时,转速的数值被记录下来,当十组数据都 被记录下来时打开电压存储开关和转速存储开关,此时数据将被写
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