动力工程测控技术实验指导书.doc

0 动力工程测控技术动力工程测控技术 实验指导书 上 海 理 工 大 学 2004 10 1 目目 录录 实验一实验一 I O 通道接口实验通道接口实验2 实验二实验二 自动检测压力实验自动检测压力实验5 实验三实验三 计算机控制灯泡亮度实验计算机控制灯泡亮度实验8 实验四实验四 风洞流量的控制实验风洞流量的控制实验10 实验五实验五 材料导热系数测定实验材料导热系数测定实验13 实验实验六恒温水箱温度控制实验六恒温水箱温度控制实验 16 2 实验一 I O 通道接口实验 1 实验目的 掌握如何将外部信号和计算机内部信号进行交换 掌握 CAE 中的接口地址的概念 2 实验原理 计算机内部的总线 表示数据的电线 按其不同的用途可分为地址线 数据线和控制线 数 据线用以传输实在的数据 地址线用以决定数据传给谁 控制线用以决定何时传 怎么传以及是 否允许传等 这好比送邮件 数据线就好比是邮件 地址线就好比是房间号码等 而控制线就好 比房间有没有人收等 只有房间里有人收邮件 且房间号码都正确时 才能完成邮件的递送 同 样在计算机内部传送数据时也要地址线上的信号正确 且控制线打开了相应的存储单元 数据就 可以传达相应的单元 对外部设备而言 要跟计算机交换信息 也必须按计算机的规律给外部信息进行编码 也就 是给外部设备以一定的地址 当计算机发送信息时的地址跟该外部设备的地址一样时 就可以将 计算机的信息传给外部设备 同样当计算机从某个地址读取信息时的地址跟外部设备一样 计算 机就可以从外部设备获取所须的信息 所以 在实际的控制中 一定要给设备进行编码 这也主要表现在给 A D D A 接口板进行 相应的的编码 编码 说穿了就是将计算机的地址线按一定的逻辑关系进行组合 编码的方法有 很多种 这里我们选用最简单的一种从而帮助掌握接口地址的概念 现有一个可提供和接收标准信号的控制设备 要求将设备的地址信号定为 2F0H 2F3H 也就 是说计算机向地址 2F0H 2F3H 发数据到该控制设备 而从地址 2F0H 2F3H 取数据即是从该设备 取数据 我们知道 PC 计算机的输入输出通道 接线总口 提供了共 20 根地址线 用来编码 I O 地址时只有共 10 根地址线可使用 最简单的编码方法是将要编成的地址拆成二进制数 2FOH 2F3H 可拆成 1011110000B 1011110011B 然后取出二进制的共同部分 10111100 用简单的与门 和非门来实现 不同部分用译码电路来实现 图 1 1 逻辑电路框图 共同部分可表示成逻辑表达式 为 1 的位取正逻辑 为 0 的位取负逻辑 10111100 表示为 3 1 1 23 4567 8 9 AAAAAAAAF F 为控制设备所必备的 这是因为当 A9到 A2中有一位不是遵循 10111100 的规律 F 就为零 也就无法大开该设备大门 F 信号用与非门实现如图 1 1 图 1 2 74LS138 引脚图 表 1 1 74LS138 真值表 输 入输 出 G1G2AG2BCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 0 11111111 1 11111111 1 11111111 10000001111111 10000110111111 10001011011111 10001111101111 10010011110111 10010111111011 10011011111101 10011111111110 从其引脚图和真值表可看到 74LS138 的输出那一位有效是根据 CBA 的编码情况来的 我们将 C 一直接地 A1 地址线接到 B 上 A0 接到 A 上 则当 A0A1 分别为 00 01 10 11 时 有 Y0 到 Y3 分别有效 将前面的 F 接到 G1 上 G2A G2B 永远接地 就有当 A9 到 A0 为 1011110000 时 Y0 有效 为 1011110001 时 Y1 有效 为 1011110010 时 Y2 有效 为 10111110011 时 Y3 有效 这也就相当于 Y3 到 Y0 分别对应着 2F3H 到 2F0H 的地址信号 4 3 实验装置及仪器使用方法 本实验利用被称之为面包板的接插板来模拟计算机的接口情况 面包板由几块有许多小孔的 小板组成 最上面的一排 X 排上的小孔都是相通的 跟电源的正极相通 最下面的一排 Y 排上 的小孔也是相通的 跟电源的负极相通 中间的小孔每列分成两部分 每列的上部分 5 个小孔是 相通的 每列的下部分 5 个小孔也是相通的 通常将芯片的插脚分别插入上部分和下部分 可用 插到相应列的其它小孔里 从而将芯片的插脚引出来 板上有一排切换开关 当将开关拨至 ON 时 相应脚上的逻辑为 0 拨至 OFF 时逻辑为 1 本实验可用这些开关的输出脚来模拟计算机的 10 根地址线 可用这些开关作为电路的输入 板上还有一排发光二极管 当其的输入为 1 时 二 极管就发光 为 0 时就不发光 这可作为电路的输出 图 1 3 I O 通道接口实验接线图 4 实验要求 1 按所给的实验板 74LS138 译码器 与非门等实验器材完成电路搭建工作 2 通过拨动切换开关来改变电路的输入信号 再分析发光二极管的发光与否 来观察和判断电路 是否正确 3 编写实验报告 5 实验二 自动检测压力实验 1 实验目的 掌握如何将具体的物理量变成可检测的模拟量 掌握如何用 A D 转换接口板来检测具体的模拟信号 2 实验原理 我们知道 用 A D 转换可以将一定的直流电压信号转变成相应的数字信号 但是在实际控制 中并不是都是来检测和控制直流电压的大小 往往是要求检测一些其他的物理量 比如压力 流 量 温度等信号 这就无法用 A D 转换后来直接测量 但目前社会上基本都有这样的变送器可将 这些物理量变为电压信号 如 YSH 3 型霍尔压力变送器 使用这些变送器常需要做如下工作 1 将被测物理信号跟变送器相连 对压力变送器而言就是将其接到相应的管道中去 2 将变送后的电压信号送至 A D 转换部件 常是 A D 转换接口板 或卡 3 给变送器提供工作电源 A D 转换可使用 A D 转换接口卡来实现 A D 转换接口卡形状如 卡的下方有一块凸出的部 分 其上面有许多铜皮条 当将卡插到计算机的通道扩展槽上时 这些铜条就跟扩展槽上的卡簧 接触 可将计算机的总线等引出以供 A D 卡使用 A D 跟外部信号是通过一些导线直接相连的 常在卡靠近计算机后面一端有一插座 可从插座上引出导线 一块 A D 卡一般可以对好多模拟量进行测量 这就有一个转换通道的概念 所谓转换通道可 简单理解为外部信号有几条进入 A D 卡进行 A D 转换的路 对 A D 卡而言 每次转换都要确定对 哪一条通道上的信号进行转换 外部信号可任意接到 A D 卡的任何一条通道上 完成了硬件设备的连接后就可以编程序进行检测了 在编程之前 先介绍一下 A D 卡常用的 接口地址 它们包括 通道选择口 A D 卡一般来讲只有一套 A D 转换电路 虽然能对许多模拟量进行测量 但同 时只能有一路模拟量被测量 计算机可向这一地址发一数据 命令 来确定 A D 卡此时对那一通 道模拟量进行测量 启动转换口 A D 在接受到计算机发给该口的命令后 就开始对选择好的通道上的模拟量进 行转换 高位数据采集口 在开始转换时 常通过检查该口读入的数据 来判断转换是否结束 在转 换结束后 可从该口读到转换好的数据 高位 低位数据采集口 现在一般 A D 卡都是 12 位 bit 的 而计算机从段口地址一次读入的数据 只能是 8 位的 这样就将 A D 转换好的数据分成两次读入计算机 通常用前面讲的高位数据采集 口读入 12 位的高 4 位数据 而低位数据采集口读入低 8 位的数据 从以上的接口地址的分析 程序一般相应包括以下几个部分 1 选择通道 计算机要发一命令 A D 卡的通道选择口 通常是向通道选择口发一数据即可 6 该数据一般是 0 31 之间的一个数 不同的数据表示不同的通道 2 启动转换 计算机向启动转换口发一数据即可 常为 0 3 等待转换结束 计算机从高位数据采集口读数据 根据读得的数据来判断转换是否结束 有 时不用这种等待的方法 不去判断是否结束 而是让计算机等待一个足够 A D 转换的固定时间 4 读转换数据 从高位数据采集口读取高 4 位数据 从低位数据采集口读取低 8 位数据 并将 这两个数据合并为一个 12 位的数据 5 求得被测量 一般来说 A D 转换的满量程为 5V 也就是当被测电压为 5V 时 A D 转换取 得的每位数据均为 1 对 12 位而言为 212 1 4095 由此可知 当采得的数据为 D 则被测得电压 4095 5 D V 3 实验装置及仪器使用方法 本实验要求计算机测试一可变化的压力信号 压力信号由压力计产生 压力计的使用分几步 进行 调节压力计的四个脚 使其保持好的水平度 打开压力计的油盒阀门 并将手摇活塞摇出 以使油盒里的油流到管道中去 关上油盒的阀门 油就被封装在管道中 摇动活塞中的压力就发生变化 可将压力变送器的 测压点也接到压力计的管道中 图 2 1 自动检测压力实验装置 压力变送器的电气连接跟前面讲的一般的变送器的连接一样 改变压力计管道内的压力 压 力变送器就将压力值变换为一个 0 到 20mV 的电压信号 压力跟微弱信号的关系可看成是线性的 由于压力变送器产生的电压信号较小不能直接给 A D 卡进行测量 要经过信号放大器将其放大 100 或 250 倍左右 放大器的电气连接很简单 1 将微弱信号接至输入端 2 将输出端接至 A D 卡等 3 接好放大器的工作电源 信号放大后 将其接到 A D 卡的通道上 信号正极接通道口 负极接 A D 卡的地 实验装置如图 2 1 所示 7 4 实验要求 1 将所给器材搭建好电路 2 编制好测试程序 改变压力信号 通过计算机测得相应的压力值 3 编写实验报告 8 实验三 计算机控制灯泡亮度实验 1 实验目的 掌握如何用 D A 转换接口板来输出一个所需的模拟信号 掌握如何利用模拟信号来控制具体的物理量 2 实验原理 D A 转换跟 A D 转换一样 是控制中不可缺少的重要环节之一 要实现 D A 转换的功能 市 场上也有现成的产品 这种产品的性能都经过了多年的考验 其线路的排列与走向都经过不断的 改善 在抗干扰等方面的性能都比我们自己用 D A 转换芯片搭建的电路来得好 而其价格也越来 越低廉 所以我们也像 A D 转换一样 可将 D A 转换卡来实现 D A 转换的功能 D A 转换卡形状和 A D 转换卡相似 有时将 D A 转换与 A D 转换并在一起形成转换卡 它们 的使用方法都相似 将卡插到计算机的通道扩展槽上 就可以 D A 转换卡与计算机的连接 D A 转换卡也有跟设备相连的接线口 只要从这些口上用导线引到设备的控制部件即可 D A 转换卡的接口地址是针对每一 D A 转换而言的 每一 D A 转换都有两个接口地址 高位数据口 计算机从该 D A 转换所需 D 的高位部分输给 D A 转换卡 在 12 位 D A 转换中 常常是高 4 位数据口 低位数据口 计算机从该口 D A 转换所需数据 D 的低位部分输给 D A 转换卡 在 12 位 D A 转换中 常常是低 8 位数据口 D A 转换的编程比 A D 转换要简单得多 只需 D A 转换所需的数据传送给 D A 转换卡即可 这个数据在控制的开始是一人为的经验数据 在控制过程中通过直接改变其的大小来达到控制的 目的 针对 12 位 D A 转换接口卡 用 Pascal 语言和 Basic 语言 D A 转换程序简单编程如下 Pasic 语言 Basic 语言 D V 10 4095 5 D V10 4095 计算 D A 转换所需要是数据 D h trunc d 256 10 h int d 256 计算数据 D 的高四位 l d h 256 20 l d h 256 计算数据 D 的低四位 port 高位数据口 h 30 out 高位数据口 h 高位数据送到 D A 转换卡 port 低位数据口 l 40 out 低位数据口 l 低位数据送到 D A 转换卡 完成上面的编程后 就可以 D A 转换卡的接线口得到一定的模拟量 常是 0 5V 或 0 10V 或 4 20mA 或 0 10mA 的信号 这些信号是无法带动我们的电机 水泵等 这中间还需要一控制机 构 如 可控硅调压器 变频仪等 这些控制机构可以根据输入的信号而输出不同的可提供给执 行机构运行的电源 从而实现具体物理量的调节 控制机构的电气连接非常简单 一般有三个部分 9 1 D A 转换得到的模拟信号接到控制机构的控制线上 2 将控制机构的输出电源接到具体的执行机构 加热器 电机 水泵 上 3 接上控制机构的输入电源 如接到市电上 3 实验装置及仪器使用方法 图 3 1 计算机控制灯泡亮度装置 本实验要求通过改变给计算机的数据来改变灯泡的亮度 D A 转换卡的使用可参见书后的附 录 本实验中要求输出 0 到 5V 的标准信号 控制机构是可控硅调压器 可控硅调压器 调功器 是自动控制较常用的控制机构之一 其原理是在电源到执行机构的途中加一可控硅 当有信号加 在可控硅上时 电源就可以达到执行机构 调功器就是根据输入的信号来确定加在可控硅上信号 时间的长短 从而控制电源通过可控硅到达执行机构的时间 也即改变了执行机构的工作功率 可控硅在连接好运行时要注意 即使无电压输出 但其输入还是有电的 且有时可控硅只是控制 电源的一路线 此时即使无功率输出 输出也可能有 220V 的电压 所以在实验时切不可用手等到 处乱摸 要注意安全 本实验的执行机构是一简单的灯泡 只要将调功器的输出接上灯泡即可 4 实验要求 1 将所给器材搭建好电路 2 编制好控制程序后 调试程序 观察灯泡的亮度变化 3 编写实验报告 10 实验四实验四 风洞流量的控制实验风洞流量的控制实验 1 实验目的 复习如何用 A D 卡测试信号 D A 卡控制物理量 掌握如何形成一个完整的控制系统来控制一个物理量 2 实验原理 在实际控制中 有了 A D 和 D A 转换还不能很好地完成自动控制 还必须有一个完整的控制 系统的概念 通俗地说控制系统由具体的控制对象 测量变送机构 A D 转换 计算机 D A 转 换 控制机构 执行机构等组成 控制的硬件组成差不多就是前两个实验 A D 转换 D A 转换的合 成 软件 程序 才是形成一个完整控制系统的关键 一般控制一个物理量的程序流程框图如下 是 4 是否在的允许误差范围内 1 M o M 图 4 1 程序流程框图 以上流程中 给定一个要求控制到的物理量 MO 就是你要求对物理量进行控制 如流量 温度 压力等 1 给定一个要求控制的物理量 o M 2 通过 D A 转换给执行机构初设一个运行状态 3 测量被控物理量的当前值 1 M 5 改变 D A 转换的输出 11 要求控制到多少 这必须告诉计算机 可通过输入命令 如 Pascal 语言的 READ 语句 Basic 语言 的 input 语句 输入给计算机 也可通过一系列的科学计算求得 总之要告诉计算机一个控制目标 2 通过 D A 转换给执行机构初设一个运行状态 在控制之前首先要让执行机构工作起来 以 给后面的控制提供一个参考值 后面的控制将在这初始状态的基础上进行调整 这部分的编程可 参见实验三的内容 给 D A 转换卡的数据决定了系统的状态 初始的状态有以下几种 1 初始状态设为 0 即让 D A 输出的模拟信号使执行机构的输出为 0 如让电机转起来 只不过转速为 0 2 初始状态设为一半 有许多控制系统在完全不知将执行机构控制到多少的情况下 为了 加快控制的速度 总是从中间开始进行调节 如让电机的转速定为最大转速的一半 但这种初态 在设定时一定要确保系统的安全 切不可在系统已处在危险边缘的情况下一开始控制就设定到一 半状态 3 初始状态根据经验数据而定 有许多系统的基本规律是知道的 只不过具体情况稍有不 同而已 这些类型的系统在设定初始状态时可根据他们的基本规律设定 这样有利于后面系统的 调节 加速系统的稳定 3 测量被控物理量的当前值 MI 这部分的内容跟实验二的类似 通过 A D 转换测得被控物 理量经过传感器 变送器转换后的信号 从而算得当前物理量的数值 为后面的控制调节提供依 据 4 查询 MI 是否在 MO 的允许误差范围内 我们的目的是得到 MO 但目前测得的数据是 MI 这两者之间势必有说所差异 这种差异是否在误差允许的范围内 决定了后面控制的走向 这一误差范围是根据我们自己的需要而设定的 如在误差范围内 常将系统保持在原来的状态下 如超出范围就必须对系统进行调整 5 改变 D A 转换的输出 这一步实际上是对系统超出误差范围的情况进行的调整 由于系统 的状态直接受制于执行机构 而执行机构又由 D A 转换来决定 所以改变系统的运行状态就变成 了改变 D A 转换的数据 D 当 MI 偏高时 改变 D 使系统向低的方向调整 当 MI 偏低时 改变 D 使 系统向高的方向调整 D 的改变是在前一次循环的 D 基础上进行的 在修改数据 D 时要注意修改的 幅度 修改得过大 由于系统的惯性以及调节的滞后 容易造成系统的振荡 修改得过小 系统 的调节又太慢 可能使系统处于不利状态的时间过长 一般来说 系统的调节 D 的改变 建立在 大量实验的基础上 根据实验去寻求 D 的改变量与被测量偏差之间的关系 这样可在调节过程中 根据偏差来调节 D 这种关系最简单的是线性关系 即 D 的改变量跟偏差成正比 从流程图 4 1 可以看出该程序是一个死循环 没有从循环中跳出的分支 在实际的控制中 有可能就是这样的死循环 也有些是在确认系统一稳定的情况下跳出循环 确认系统是否稳定的 方法很多 常用的方法是看在一定的时间内系统的偏差是否都在误差范围内 如有一次偏出范围 就从新计时 当然真正完整的控制程序中 还应包括对特殊情况的处理 如 超过警戒线应停机 12 等 3 实验装置及仪器使用方法 本实验要求对风洞的流量进行控制 实验装置如图 4 2 所示 流量的变送器可根据流量的大 小产生一个 0 到 5V 电压信号 该信号可送至 A D 转换卡进行测量 流量变送器串接在风路中 其工作电压是 FONT 12V 的直流电源 流量是由一台风叶的转动来产生的 而风叶是由一电机 执行机构 带动的 电机的转速是通过改变其交流电源的频率实现的 电源频率是由变频仪 控制机构 调节的 变频仪是受 D A 转换的输出信号控制的 变频仪的连接如下 1 将 D A 转换得到的 0 到 10V 的信号接在其控制端上 2 将其变频后的电源输出给电机 3 将其输入 工作 电源接至交流 220V 市电 上 图 4 2 风洞流量的控制实验装置 4 实验要求 1 将所给仪器搭建好电路 2 编制简单的控制程序 实现流量的调节 3 编写实验报告 13 实验五 材料导热系数测定实验 1 实验目的 复习如何形成一个控制系统 掌握如何搭建放大电路来实现微弱信号的放大 掌握控制中的数据处理方法 2 实验原理 微弱信号是控制中常遇到的信号 而 A D 转换一般是对 0 到 5V 甚至更大的信号进行测量 对 微弱信号的直接测量是很不精确的 需将微弱信号放大后再进行测量 放大电路有许多种 可根 据不同的需要搭建不同的放大电路 有兴趣的同学可参看有关放大器的专门书刊 在这里只介绍 一种典型的电路 是由 OP 07 芯片构成的 其简易电路图如下图所示 图 5 1 OP 07 放大器接线图 放大倍数可近似计算为 o oro R RR Vi V K 5 1 为了精确起见 可先用一标准的 VI 输入给放大电路 通过用精密电压表测量电路的输出 VO 14 从而计算得到电路的放大倍数 测得数据后对数据的正确处理是动力 CAE 所不可缺少的重要部分 由测得的数据计算得到所要求的物理量才是控制的真正目的 材料的导热系数是动力工程中非常重要的参数 对其的测定有许多方法 这里结合计算机的 测控系统介绍一种 在无限的介质中 一长 2L 宽 2W 的平面热源 热片 在时间 t 0 时 突然 加电产生功率为 q W 的热源 则热片中心的温度随时间发生变化 其解为 参见传热学 5 2 01 0 0 Ff L TT q i 式中 T Ti o 为热片中心的温升 为材料的导热系数 a 为导温系数 现如通过计 2 0 L a F 算机采集得到 的随时变化 即 TiT 5 3 20 fTT i 则实验测得 03 2 02 0 aFf L a L Ff q 通过实验测得 通过选择适当的 和 a 应有 这适当的 2 f 0301 aFfFf 和 a 即为实验用材料的导热系数和导温系数 也就是说 可用热片来测定材料的导热系数和导温 系数 本实验中采集温度的传感器是热电偶 只要将其测温探头放在热片中间 并把输出信号接至 发大电路即可 热电偶的电势 E mV 和温度的关系 t C 可近似为 t 25 8E 为了达到从 0 时刻 开始采集温度 D A 转换输出或不输出一 10V 的电压 用以控制一干簧继电器 功率很小 从而 控制热片是否加热 在开始时就用热电偶测热片的温度变化 A D 转换 继电器的原理可简单理 解为电磁感应的结果 如下图所示 当线圈中通过一定的电流时 就会产生磁场 从而将开关合 上 如无电流通过则开关断开 图 5 2 实验装置图 4 实验要求 1 实验要求搭建好电路 2 并编制好控制和测量程序以及正确的数据处理程序 3 通过采集实验数据并进行正确的处理求得材料得导热系数和导温系数 4 编写实验报告 15 实验六 恒温水箱温度控制实验 1 实验目的 掌握开关量控制的方法 了解模拟量控制与开关量控制之间的差别 2 实验原理 工程控制中不但有模拟量的控制 更多的却是开开关关之类的开关量的控制 开关量的控制 比起模拟量而言 要简单得多又便宜得多 16 开关量 又称数字量 不象模拟量那样有许多不同的值 它只有两个值开 1 或者关 0 就象日常生活中的开关一样 数字量的输入是根据实际电路的运行来的 当电路处于运行状态 则输入的数字为 1 当电路处于短路状态 则输入的数字为 0 数字量的输出是由计算机 I O 卡的 数字而定的 计算机给卡一个 1 则卡上的开关合上 计算机给卡一个 0 则卡上的开关断开 对 每一个开关量而言 只要 1 位 bit 就可以表示出来 而计算机内部的数据处理常是以字节为单 位的 所以一般 I O 接口卡都有 8 的整数倍个数字量入或数字量出 数字 I O 卡跟计算机的硬件连接跟实验二所讲 A D 卡的连接相似 只要将卡插到计算机色通 道扩展槽上就行 跟电气设备的连接也很简单 只需 I O 卡提供的开关串接到电路中即可 I O 卡的开关量输入只需一个口地址 用以读取开关输入的状态 具体程序可写为 Pascal 语言 d port 开入地址 Basic 语言 10 d inp 开入地址 d 的每一位代表一开关量 I O 卡卡的开关量输出常需两个地址 开关量数据输出口 用以输出要控制开关的状态信号 输出锁存器控制口 当计算机把开出信号输出后 并不是开关就马上开的开 关的关 而是 在向输出锁存器控制口输出后 开关的状态才发生改变并一直保持到下一次输出锁存器接受到新 的数据为止 开出的程序可写为 Pasic 语言 Basic 语言 port 开出地址 d 10 out 开出地址 d 0port 锁存地址 0 20 out 锁存地址 0 3 实验装置及仪器使用方法 本实验中的恒温水箱是一水浴 在里面装有一加热器 水的温度由铂电阻温度计测量 并经 过温度变送器将温度信号 FONT 50 到 50 转变为 0 到 5V 的直流信号 其关系可近似看为 线性的 温度变送器的接线同一般的变送器一样有三步 见实验二 只要将铂电阻信号接到变送 器 A D 转换就可以测得温度值 温度的控制是用开关量来实现的 当测得温度小于设定温度时 加热器的电源接上 开关合上 当测得温度大于设定温度时 加热器的电源断开 当然 温度的 比较 17 图 6 1 恒温水箱温度控制装置 要考虑一定的误差范围 为安全起见 我们在加热器和 I O 之间加了一个继电器环节 用 I O 卡来控制继电器的开合 再用继电器来控制加热器 18 图 6 2 控制流程图 控制程序的流程与实验四的流程有所差别 描述如上图所示 4 实验要求 1 按实验要求搭建好电路 2 编制和调试好控制程序 达到其真正的控制 3 编写实验报告 19 PC 6331 摸入摸出接口板 概述 本卡适用于 PC XT 286 386 486 系列原装机及其兼容机 本卡有 16 路模拟量输入通道 既可 以采用单端输入 也可采用双端输入 可测量单极性信号也可测量双极性信号 本卡模拟量输出 通道为 1 路 有电压和电流两种输出方式 共四个量程供用户选择 A D 转换为 12 位 D A 转换 20 根据用户要求为 8 位 12 位任选 主要技术参数 模入部分模入部分 输入通道的数 单端 16 路 双端 8 路 输入范围 0 10V 5 5V 放大器增益 硬件设置 1 2 5 10 倍 输入阻抗 10MG A D 转换分辨率 12 位 A D 转换速度 25 s A D 转换启动方式 程序启动 A D 转换非线性误差 1LSB A D 转换输出码制 单极性原码 双极性偏移码 系统综合误差 0 2 F S 模出部分模出部分 输出通道数 1 路 输出范围 0 5V 0 10V 5 5V 0 10Ma 输出阻抗 2 电压方式 D A 转换分辨率 12D A 转换 输入码制 单极性原码 双极性偏移码 D A 转换综合误差 电压方式 0 2 F S 电流方式 1 F S 使用环境使用环境 要求工作温度 10 40 C 相对湿度 40 0 存储温度 55 85 C 使用与操作使用与操作 21 输入输出插座接口定义输入输出插座接口定义 I O 基基地址地址 选择选择 I O 基地址的选择是通过 K 进行的 开关拨至 ON 处为 0 反之为 1 初始地址的选择范围一 般为 0100H 01FFH 0210H 02FFH 以及 0300H 036FH 之间 用户根据主机的硬件条件以及是否有 其他功能卡来决定本卡 I O 基地址 出厂时本卡的基地址设为 0100H 并从基地址开始占用连续 8 个地址 现举例如下 跨接插座插座的用法跨接插座插座的用法 a 输入单 双端方式选择 XF1 XF2 为单 双端输入方式选择 使用方法如下 插座引脚号信号定义插座引脚号信号定义 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 CH1 CH1 CH2 CH1 CH3 CH1 CH4 CH1 CH5 CH1 CH6 CH1 CH7 CH1 CH8 CH1 12v 12v NC 模拟地 模拟地 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 CH9 CH1 CH10 CH1 CH11 CH1 CH12 CH1 CH13 CH1 CH14 CH1 CH15 CH1 CH16 CH1 12v D A I D A U 模拟地 22 b 转换码制选择 XF3 为转换码制选择 应根据输入信号的极性进行选择 c XF4 为放大器增益选择 其位置对应放大倍数如下 1 X1 2 X2 3 X5 4 X10 使用中应注意不要全部开路或同时短接两路以上 d XF5D A 输出量程选择插座 使用方法如下 控制端口地址与有关数据格式控制端口地址与有关数据格式 1 端口地址与功能 端口操作地址操作命令 BASE 0BASE 0选通道 BASE 1BASE 1 启动 A D 转换 查询 A D 转换状态 BASE 2BASE 2启动 D A 转换 读 A D 高 8 位转换结果 BASE 3BASE 3读 A D 低 4 位转换结果 BASE 4BASE 4写 D A 转换高 8 位数据 BASE 5BASE 5写 D A 转换低 4 位数据 23 2 A D 转换状态数据格式 操作命令D7D6D5D4D3D2D1D0A D 转换状态 XXXXXXX1正在转换 XXXXXXX0转换结束 3 从 A D 转换读得结果数据格式 操作命令端口地址D7D6D5D4D3D2D1D0意义 基地址 2BDBDBDBDBDBDBDBD高 8 位数 据 基地址 3BDBDBDBDBDBDBDBD低 4 位数 据 DB0 DB11 为 A D 转换得到的 12 位数据 4 写给 D A 的数据各式 模入模出码制以及数据与模拟量的关系模入模出码制以及数据与模拟量的关系 单极性时 数据对应的模拟量为 0 10V 有 模拟电压值 数码 10 4096 V 1LSB 2 44mv 双极性时 数据对应的模拟量 5 5V 有 模拟电压值 数码 10 4096 5 V 1LSB 2 44mV 操作命令端口地址D7D6D5D4D3D2D1D0意义 基地址 4BD11BD10BD9BD8BD7BD6BD5BD4高 8 位数 据 基地址 5BD3BD2BD1 BD00000低 4 位数 据 基地址 2XXXXXXXX启动 D A 24 调整与校准调整与校准 1 产品出厂前 本卡的模入模出部分均以按照单记性 0 10V 调整好 一般情况下用户不需进 行调节 如果用户改变了工作模式及范围 可按本节所诉方法进行调整 调整时应开机预热 20 分钟以 上后进行 并准备一块 4 位半以上的数字万用表 2 各电位器功能说明 W1 为输入放大器零点调节 W2 为信号满度调节 W3 为 A D 转换器满度调节 W4 为 A D 转换器双极性偏移调节 W5 为 D A 满度调节 W6 为 D A 零点调节 编程举例 对通道