1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

本設(shè)計將LabVIW軟件、多傳感器、計算機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了一個空氣流量測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對多傳感器信息的融合。系統(tǒng)包括被測對象、傳感系統(tǒng)、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1.1 被測對象

被測對象通過改變變頻器的頻率控制風(fēng)機(jī)發(fā)出不同大小的風(fēng)量通過流量傳感器，模擬進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量大小。

1.2 傳感系統(tǒng)

傳感系統(tǒng)主要包括溫度傳感器、空氣流量傳感器、玻璃轉(zhuǎn)子流量計及有關(guān)連接部分。

1.2.1 溫度傳感器

溫度傳感器選擇集成電路溫度傳感器LM35，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例，并且無需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供±1/4℃的常用室溫精度。

1.2.2 空氣流量傳感器

空氣流量傳感器是用來直接或間接與被測對象發(fā)生聯(lián)系，將被測參數(shù)(機(jī)械、物理、化學(xué)、壓力、溫度等非電量)轉(zhuǎn)換成可以直接測量的信號，它為系統(tǒng)提供了進(jìn)行處理和決策所必需的原始信息，是現(xiàn)代檢測系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.2.3 玻璃轉(zhuǎn)子流量計

為了驗證空氣流量測試系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)的正確性，需要對測試系統(tǒng)進(jìn)行試驗標(biāo)定，設(shè)計選擇標(biāo)準(zhǔn)流量計標(biāo)定方法。標(biāo)準(zhǔn)流量計選用LAB一10型玻璃轉(zhuǎn)子流量計，它與被檢的空氣流量傳感器測量范圍相當(dāng)，準(zhǔn)確度較高，是在101325Pa，20℃狀態(tài)下用空氣進(jìn)行標(biāo)定的。

1.3 信號調(diào)理電路

在許多需要數(shù)字采集的系統(tǒng)中，傳感器輸出的模擬信號都很微弱，必須通過1個模擬放大器對其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足采集卡對輸入信號電平的要求，這種情況下，就需要采用信號調(diào)理電路對傳感器輸出的信號量進(jìn)行放大。信號調(diào)理電路使輸出電壓與輸入電壓成正比，它的核心是1個具有電容負(fù)反饋、且輸入阻抗極高的高增運(yùn)算放大器。差動儀表放大器如圖2所示。

1.4 數(shù)據(jù)采集卡的選擇

系統(tǒng)使用PCI總線形式的數(shù)據(jù)采集卡LDl200一PCI.

LDl200是一種雙通道、高帶寬的數(shù)字存儲示波卡，將它插入計算機(jī)PCI槽上。再運(yùn)行控制軟件，便可組成一臺價格便宜、人機(jī)界面友好、性能優(yōu)良的數(shù)字存儲示波器。它具有數(shù)據(jù)采集、測量信號、過程監(jiān)測、多種觸發(fā)等功能，因此也大量應(yīng)用于高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)。主要功能是輸入過壓保護(hù)，具有自檢功能，可以光標(biāo)測量時間和電壓，并支持二次開發(fā)。