实验1通过LabView演示进行数据记录和实验条件控制

2024

介绍

在现代实验和工业控制中，计算机化的数据采集和过程控制由于具有精度高、监测和调整频率高、人为判断误差小、节约成本等优点而成为不可缺少的手段。National Instruments的DAQ自动化平台软件LabView是实验室和工业实践中的主要解决方案之一。在本实验中，您将有机会构建一个LabView VI程序来与NI USB2008或USB2009 DAQ模块进行通信。请参考课堂讲稿和图书馆书籍中的基本LabVIEW编程技巧。

Activities

第1部分（学生在自己的计算机上尝试模拟）：设置LabView程序，用于测量两个热电偶的温度和电压

从www.NI.com安装Labview 2024 Q1。安装时选择完整选项，而不是基本选项。

在NI Max应用程序中创建模拟USB6009 DAQ

建立一个连续运行的VI程序，使用DAQ辅助模块通过模拟的USA6009 DAQ AI0通道收集热电偶#1的电压数据，并在前面板上显示电压数据。在DAQ助手对话框中将采样模式设置为1采样模式。

修改VI程序，在DAQ AI1通道中添加第二个热电偶#2，以直接从DAQ辅助模块提供的选项中收集温度值。在对话框中选择K型热电偶。

修改VI程序，使其每隔1秒将温度数据保存在数据文件中。你需要从框图中插入一个节拍器。将文件路径指定为桌面上的路径。

尝试通过以1 kHz频率对每个封装900个数据进行采样来提高温度和电压数据的精度，并取1 k数据的平均值用于显示和数据保存。你需要在框图调色板中使用数组函数：在框图中的数字调色板中使用sum函数，并将总和除以1k数据数组的大小。

第2部分（使用真实的DAQ USB 6009进行演示）。比较热电偶#1冷端温度不同时测得的电压。

将两个热电偶头与单层铝膜盒捆绑在一起（以保持两个热电偶之间的热端温度相同）。

将捆绑的两个热电偶放入小型管式炉中。

将热电偶#1的冷端置于室温下。

运行第1部分中内置的VI程序（但使用真实的USB 6009）以收集温度和电压数据。

打开管式炉加热，温度达到400 °C时关闭加热

管式炉冷却至200°C以下后，将热电偶#1的冷端插入冰水混合物（0 °C）中。

再次运行第5步，收集热电偶#1冷端温度为0°C时的温度和电压数据。

第三部分（演示）：用固态继电器控制管式炉温度。

修改第1部分中获得的VI程序，插入模拟AO 0 DAQ辅助块。

在框图中，将测量温度与设定温度进行比较。如果未达到设定温度，则给予5 V至AO 0，如果未达到设定温度，则给予0 V至AO 0。

将接地和AO 0端子连接到40 A SSR的-和+控制端子。

将240 VAC电源的线路端子连接到SSR，SSR的输出端子连接到电阻加热元件。将电阻加热元件的另一端连接到电源的中性端子。

接通240 VAC主电源。

运行VI程序，观察温度控制精度。(the观察到温度波动，范围在设定值的+/- 5 °C范围内）

实验室报告要求：

实验室报告应遵循以下标题：

标题、简介、实验方法（使用过去式用自己的语言描述第2部分实验）、结果和讨论（将两个测试的电压与温度数据绘制在一张图中，讨论相同温度下的电压差）、结论。

不需要参考资料。无长度要求。报告应简明扼要。报告应该用英文写。