第14章-基于LabVIEW的温度测量实验-最终核验版

第14章基于LabVIEW的温度测量实验主要内容

14.1工作原理14.2硬件系统设计14.3软件系统设计14.4实验结果CHANG’ANUNIVERSITY14.1工作原理第14章基于LabVIEW的温度测量实验CHANG’ANUNIVERSITY14.1.1热敏电阻测温原理热敏电阻：半导体感温原件，阻值随温度升高而下降：T:待测量温度,单位开尔文(K)；R:待测热敏电阻阻值(Ω)；T0:参考温度(K)；R0:参考温度对应的热敏电阻阻值(Ω)；B:热敏电阻常数(K)；阻值-温度特性测出R即可换算出被测温度CHANG’ANUNIVERSITY14.2硬件系统设计第14章基于LabVIEW的温度测量实验CHANG’ANUNIVERSITY14.2.1传感器选型器件：热敏电阻模块，NTC热敏电阻、NIELVISII+、专用实验板、

连接线热敏电阻型号：MF58502F37525℃标称阻值R0=10KΩ；热敏电阻常数B=3750K；测温范围0℃-150℃；特性：阻值随温度单调下降（右图）CHANG’ANUNIVERSITY14.2.2采集电路-恒流法恒流法测电阻优点：恒流法发热更小，测得的阻值更准确。测量电路供电：ELVIS提供15V直流电压，经实验板恒流模块内部调整为5V虚短虚断：正负端同为+5V，R₂=(UR2/UR1)·R₁=0.5UR2测量流程：测UR2→算R₂→得TCHANG’ANUNIVERSITY14.2.2采集电路-分压法测量电路供电：采用+15V直流供电，R为热敏电阻敏电阻阻值计算：R2=10UR2/(15−UR2)(kΩ)可见恒流法与分压法的差别仅在计算公式程序设计时可将不同激励方式的电阻计算做成函数，恒流和分压激励可集成在一个界面上CHANG’ANUNIVERSITY14.3软件系统设计第14章基于LabVIEW的温度测量实验CHANG’ANUNIVERSITY14.3.1功能分析与前面板温度采集系统界面测量系统具有的功能模块：数据采集：通道配置、采样率、采样点数据显示：电压、阻值、温度交互按键：启停、参考电阻与参考电压设置前面板三区域(左图)：左侧:交互功能用来配置参考电源与电阻，以及停止采样。中部:热敏电阻采集的电压和温度实时图形。右侧:激励选择与参数显示。CHANG’ANUNIVERSITY14.3.2程序设计-后面板温度采集系统后面板系统组成：DAQ采集电压-电阻转换模块电阻-温度转换模块波形显示模块恒流分压切换模块CHANG’ANUNIVERSITY14.3.2程序设计-后面板温度采集系统后面板DAQ助手采样频率fs=10Hz,采样点N=5,每0.5s采样一次循环体移位寄存器存历史温度；电压图只显示当前值动态数据转换取电压，均值函数滤波CHANG’ANUNIVERSITY14.3.2程序设计-电压—电阻转换恒流下电压-电阻转换函数恒流函数(右上图):三输入一输出三个输入量:输入采集电压、参考电压Uf、参考电阻Rf一个输出量:热敏电阻的阻值前面板后面板*实验模块恒流区域参考电压15V,使用该模块时需设置参考电压Uf=5V,参考电阻Rf=10KΩCHANG’ANUNIVERSITY14.3.2程序设计-电压—电阻转换分压激励下电压-电阻模块设计分压激励下电压-电阻模块,前面板与恒流激励时相同,后面板如左图所示。与恒流激励不同的是:参考电压Uf=15VCHANG’ANUNIVERSITY14.3.2程序设计-电阻—温度转换电阻-温度转换函数根据热敏电阻的阻值-温度特性数学表达式,由R直接算T:中间量统一用K输出端再换算为℃CHANG’ANUNIVERSITY14.4实验结果第14章基于LabVIEW的温度测量实验CHANG’ANUNIVERSITY14.4.1实验步骤恒流法测温度接线图实验步骤断电按左图接线，检查无误再上电电源用红/黑线，信号线用黄/绿线USB连PC，启动程序点击运行双手握住热敏电阻，记录阻值与温度CHANG’ANUNIVERSITY14.4.2结果分析分压法测人体温度结果热敏电阻温度上升阶段实验数据记录CHANG’ANUNIVERSITY14.4.2结果分析实验结果预期:升温阶段时，电压↓阻值↓温度↑，验证NTC负特性松手后温度逐步回落室温x℃→峰值约36.3℃，接近体温CHANG’ANUNIVERSITY本章思考与练习思考与练习如何削