传感器和虚拟仪器大作业81
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虚拟仪器实验报告实验目的:本实验旨在通过使用虚拟仪器,模拟真实的仪器实验,以探索实验原理,并获取实验数据,从而提升学生的实验能力和科学研究水平。
实验仪器与装置:1. 虚拟仪器软件:使用Simulink软件进行模拟实验。
2. 计算机:用于运行虚拟仪器软件和获取实验数据。
3. 相应的传感器和测量设备:根据实验要求设置相应的传感器和测量设备。
实验步骤:1. 准备工作:确认计算机和虚拟仪器软件正常运行。
2. 搭建电路(以电阻的测量为例):根据实验设计,搭建所需的电路。
3. 连接传感器:将传感器正确连接到电路中。
4. 设置实验参数:在虚拟仪器软件中设置实验参数,包括电压、电流等。
5. 运行实验:点击软件中的"开始"按钮,运行实验。
6. 数据采集:观察软件界面上的数据显示,记录实验数据,如电阻值。
7. 实验结果分析:根据实验数据进行结果分析,比如绘制曲线图、计算相关参数等。
实验结果与讨论:通过模拟实验,我们成功地测量了电路中某一电阻的电阻值。
我们根据设置的实验参数,在虚拟仪器软件中观察到了电阻值,并成功地记录了实验数据。
通过对实验数据的分析,我们得出了以下结论:1. 实验数据与理论值的比较:比较实验测得的电阻值与理论计算值,我们发现两者存在一定的误差。
这可能是由于测量仪器的精确度、电路中其他元件的影响以及实验条件的限制等原因所导致的。
2. 实验数据的稳定性:在不同实验条件下进行多次测量,我们发现实验数据的稳定性较好。
重复实验结果的接近程度表明虚拟仪器的精确度和可靠性较高。
3. 数据分析与应用:根据实验数据,我们可以进一步分析电阻值与其他因素(如电流、电压等)之间的关系。
通过进一步的实验研究,可以探究电阻在不同工作条件下的变化规律,为相关领域的研究提供有价值的参考。
实验结论:通过本次虚拟仪器实验,我们掌握了虚拟仪器的使用方法,了解了在虚拟环境中进行实验的过程和步骤。
通过模拟实验,我们成功地测量了电阻的电阻值,并对实验结果进行了分析与讨论。
洛阳理工学院《检测与转换技术》期末大作业题目:酒精测试仪专业:自动化姓名:高志远学号:B12041214日期: 2014.11.22随着中国经济的高速发展,人民生活水平的迅速提高,中国逐渐步入“汽车社会"酒后驾驶行为所造成事故越来越多,对社会的影响也越来越大,酒精正在成为越来越凶残的“马路杀手"。
越来越多的交通事故在我们的身边发生,让人心痛,经济的发展,每个人都希望人的安全意识也该发展.此外,由交通事故造成的经济损失也相当惊人.据事故调查统计,超过半数的车祸与饮酒有关。
在全国各地加强查处酒后驾驶的力度,以减少由酒后驾驶造成的恶性交通事故。
要查处就涉及到检测人体内的酒精含量和使用设备来进行检测的问题。
本文设计了一种用于公共场所具有检测及超限报警功能的酒精浓度智能测试仪.其设计方案基于89C51单片机,MQ-3酒精浓度传感器。
系统将传感器输出信号通过A/D转换电路调理后,经由单片机进行数据处理,最后由4位LCD数码管显示酒精浓度值。
并且根据不同的环境设定不同的阈值,对超过的阈值进行自动报警来提示危害。
从而让驾车的人知道自己该在什么情况下可以开车,这是一个在现代生活很实用,很负责的一个设计。
开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气,仪器就能发上显示出酒精浓度的高低,从而判断该司机是否酒后驾车,避免事故的发生。
当然,最好的办法是在车内安装这种测试仪,司机一进入车内检测仪就检测司机的酒精含量,如果超出允许值,系统控制引擎无法启动,这样就可从根本上解决酒后驾车问题。
酒精测试仪在生产中也有重要的应用,比如,在一些环境要求严格的生产车间,用这种酒精浓度探测仪,可随时检测车间内的酒精气体浓度,当酒精气体浓度高于允许限定值时要及时通风换气,做到安全生产。
当然,依照同样的原理也可设计检测其他气体的探测仪,与我们的生活息息相关的是检测有毒气体.1.方案设计1。
1概述:该设计方案基于89C51单片机,MQ—3酒精浓度传感器。
传感器实验台与虚拟仪器系统开展传感器课程实验的结果分析一、传感器实验台与虚拟仪器系统的作用传感器实验台是一个模拟了真实传感器工作环境的实验设备,通过传感器实验台可以对各种传感器进行性能测试和实验研究。
而虚拟仪器系统是一种模拟实验设备的电脑软件系统,通过虚拟仪器系统可以进行虚拟实验,模拟实验台的实验环境和实验操作。
传感器实验台与虚拟仪器系统的结合,可以将传感器的实验教学从传统的实物实验推进至虚拟实验的领域,扩展了传感器实验教学的途径和手段。
其作用主要表现在以下几个方面:1.方便实验操作。
传感器实验台与虚拟仪器系统的结合可以取代传统的物理实验设备,节约了实验设备的成本和空间,同时也方便了实验操作,为学生提供了更加灵活和便捷的实验条件。
2.提高实验效率。
通过虚拟仪器系统的模拟实验,可以加快实验的进行速度,提高实验的效率,为学生提供更多实验机会和实验时间,帮助学生更好地掌握传感器的工作原理和实验技术。
3.增强实验安全。
在虚拟实验中,学生们不再需要直接接触实验设备和实验材料,减少了实验操作中的意外伤害和实验材料的浪费,保护了学生们的身体安全和实验室环境的安全。
二、传感器课程实验的结果分析传感器课程实验是传感器相关课程教学中的重要环节,通过传感器课程实验可以让学生亲自动手操作实验设备,进行实验测量和数据采集,从而深入了解传感器的工作原理和应用技术。
下面将从实验条件、实验数据、实验结果等方面对传感器课程实验的结果进行分析。
1.实验条件传感器实验台与虚拟仪器系统的结合为传感器课程实验提供了更加灵活和便捷的实验条件。
传感器实验台可以模拟出各种传感器的工作环境和实验条件,通过虚拟仪器系统可以对不同的实验场景进行模拟,为学生提供更多实验机会和实验条件。
在传感器课程实验中,学生可以根据自己的实际情况选择合适的实验条件,进行实验测量和数据采集,提高实验的灵活性和可操作性。
2.实验数据通过传感器实验台与虚拟仪器系统的结合,可以方便地获取实验数据和实验结果。
LABVIEW回声探测器实验作业安徽工业大学电气信息学院自动化093回声探测器LabVIEW是由美国国家仪器公司创立的功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具。
它是一种基于图形化的、用图标来代替文本行创建应用程序的计算机语言。
在以PC为基础的测量和工控软件中,LabVIEW的市场普及率仅此次于C++/C语言。
LabVIEW已经广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件,LabVIEW使用的编程语言是G语言。
G语言用图表表示函数,用连线表示数据流向。
这次编程所用的是较新版本的LabVIEW 8.5。
一.设计目的:该实验基于labview8.5虚拟平台,使用图形语言编程,由回声发生器子VI产生回声信号,通过回声探测器进行探测分析。
本实例利用两个波形图来分别显示回声信号和回声探测信号,并对这两个信号进行比对分析。
本实验设计主要内容包括三个部分:回声产生部分,回声探测部分,和结果显示部分。
回声探测器实例的前面板如图1:图11.程序框图主要功能模块介绍:如图2回声探测器实例的程序框图主要有四个功能模块组成,分别为回声产生子Vi功能模块,回声探测功能模块,结果显示功能模块,While循环功能模块,下面对每个功能块实现的具体处理功能和任务进行详细介绍。
图21>.回声产生子VI功能模块回声产生子VI功能模块用来产生回声信号,此子VI命名为回声产生器.vi,图3给出了回声产生子VI功能图回声信号图3该子Vi主要用来产生回声信号,可将该模块产生的信号输入相应的波形图和回声探测功能模块中。
另外,该子VI可以通过改变输入控件的参数来产生不同的信号。
2>.回声探测功能模块回声探测功能模块的功能是通过“快速希尔伯特变换”,“实部虚部至极坐标转换”和“自然对数”等一系列函数节点的运算,将回声产生子VI功能模块产生的回声信号信息特征探测出来,“快速希尔伯特变换”函数变换是在FFT函数进行傅立叶变换的基础上执行离散希尔伯特变换的。
传感器实验台与虚拟仪器系统开展传感器课程实验的结果分析传感器技术作为现代工程技术领域中的重要组成部分,已经在多个领域得到了广泛的应用。
传感器课程实验作为传感器技术教学中的重要环节,对于学生的综合能力培养和实践能力提升具有重要意义。
本文将介绍传感器实验台与虚拟仪器系统开展传感器课程实验的结果分析。
一、实验目的通过传感器实验台与虚拟仪器系统,开展传感器课程的实验教学,旨在帮助学生理解传感器的工作原理、特点和应用,提高学生对传感器原理的掌握和设计能力,同时培养学生的实验操作能力和团队合作能力。
二、实验内容本次实验内容主要包括传感器的基本原理、传感器的特性参数、传感器信号调理电路的设计、传感器应用样机的设计等。
通过实验,学生将掌握传感器的基本工作原理,能够运用传感器进行测量和控制,并能够设计相应的传感器应用样机。
三、实验装置与系统传感器实验台与虚拟仪器系统是本次实验的重要工具。
传感器实验台主要包括各种常用的传感器模块,如温度传感器、湿度传感器、光电传感器、压力传感器等,以及相应的信号调理电路和数据采集模块。
虚拟仪器系统是利用计算机软件模拟传感器实验台,具有实验效果好、成本低、操作方便等特点。
四、实验设计与结果分析在传感器实验台与虚拟仪器系统的支持下,学生进行了一系列的传感器实验。
实验结果表明,学生对传感器的工作原理和特性参数有了更深入的理解,掌握了一定的传感器信号调理电路的设计方法,同时也能够独立完成一定难度的传感器应用样机设计。
在实验中,学生还通过小组合作的方式进行了实验,提高了学生的团队合作能力。
传感器实验台与虚拟仪器系统的使用也为学生提供了更多的实验操作机会,提高了学生的实验操作能力。
基于传感器实验台与虚拟仪器系统的实验教学效果,可以进一步推广其在传感器课程中的应用。
未来可以采用更多的新型传感器模块,设计更多复杂的传感器应用样机,以及引入更多的实验案例,丰富传感器实验内容,提高传感器实验的趣味性和挑战性。
传感器大作业第1章工程振动测试方法在工程振动测试领域中,测试手段与方法多种多样,可是按各样参数的丈量方法及丈量过程的物理性质来分,能够分红三类。
1、机械式丈量方法将工程振动的参量变换成机械信号,再经机械系统放大后,进行丈量、记录,常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪,它能丈量的频次较低,精度也较差。
但在现场测试时较为简单方便。
2、光学式丈量方法将工程振动的参量变换为光学信号,经光学系统放大后显示和记录。
如读数显微镜和激光测振仪等。
3、电测方法将工程振动的参量变换成电信号,经电子线路放大后显示和记录。
电测法的重点在于先将机械振动量变换为电量(电动势、电荷、及其余电量),而后再对电量进行丈量,从而获取所要丈量的机械量。
这是当前应用得最宽泛的丈量方法。
上述三种丈量方法的物理性质固然各不相同,可是,构成的丈量系统基真相同,它们都包含拾振、丈量放大线路和显示记录三个环节。
图1 基本丈量系统表示图拾振环节把被测的机械振动量变换为机械的、光学的或电的信号,达成这项变换工作的器件叫传感器。
丈量线路丈量线路的种类甚多,它们都是针对各样传感器的变换原理而设计的。
比方,专配压电式传感器的丈量线路有电压放大器、电荷放大器等;别的,还有积分线路、微分线路、滤波线路、归一化妆置等等。
信号剖析及显示、记录环节从丈量线路输出的电压信号,可按丈量的要求输入给信号剖析仪或输送给显示仪器(如电子电压表、示波器、相位计等)、记录设施(如光芒示波器、磁带记录仪、X—Y记录仪等)等。
也可在必需时记录在磁带上,而后再输入到信号剖析仪进行各样剖析办理,从而获取最后结果。
1第2章传感器的机械接收原理振动传感器在测试技术中是重点零件之一,它的作用主假如将机械量接收下来,并变换为与之成比率的电量。
因为它也是一种机电变换装置。
所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。
图2 振动传感器的工作原理振动传感器其实不是直接将原始要测的机械量转变为电量,而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量,而后由机械接收部分加以接收,形成另一个适合于变换的机械量,最后由机电变换部分再将变换为电量。
传感器与虚拟仪器大作业题目:信号选择姓名:***班级:通信 111学号: **********2014年10月24日目录目录 (I)第1章信号选择的背景及意义 (1)1.1 背景及意义 (1)1.2 设计目的 (1)第2章程序框图主要功能模块介绍 (2)2.1 “选择信号”介绍 (2)2.2 “仿真信号”的介绍 (4)第3章信号选择的具体操作过程 (7)3.1 前面板的设计 (7)3.2 程序框图的编辑 (9)3.3 程序运行 (10)第4章信号选择的原程序 (11)第5章信号选择的运行结果 (12)总结 (13)参考文献 (14)第1章信号选择的背景及意义1.1 背景及意义盲源信号分离是一种功能强大的信号处理方法,在生物医学信号处理,阵列信号处理,语音信号识别,图像处理及移动通信等领域得到了广泛的应用。
盲源分离(BSS:Blind source separation),是信号处理中一个传统而又极具挑战性的问题,BSS指仅从若干观测到的混合信号中恢复出无法直接观测的各个原始信号的过程,这里的“盲”,指源信号不可测,混合系统特性事先未知这两个方面。
在科学研究和工程应用中,很多观测信号都可以看成是多个源信号的混合,所谓“鸡尾酒会”问题就是个典型的例子。
其中独立分量分析ICA(Independent component analysis)是一种盲源信号分离方法,它已成为阵列信号处理和数据分析的有力工具,而BSS比ICA适用范围更宽。
盲信号分离研究的信号模型主要有线性混合模型和卷积混合模型,盲源分离源信号线性混合是比较简单的一种混合形式,典型的BSS/ICA问题就是源于对独立源信号的线性混合过程的研究。
目前国内对盲信号分离问题的研究,在理论和应用方面取得了很大的进步,但是还有很多的问题有待进一步研究和解决。
信号的选择则是盲源信号的初级阶段,首先,信号选择知道要分离信号源,这样会更有针对性的进行信号分离。
然后,通过已知信号的分离掌握信号分离的方法和经验。
最后,逐步达到最后的盲源信号的分离。
1.2 设计目的本实验是基于LabVIEW 8.2的虚拟平台,使用图形语言编程,利用Express VIs中的仿真信号和选择信号函数节点,创建多个不同的输出信号并显示出来。
然后进行信号选择使信号波形在另一个波形图中显示出来。
第2章程序框图主要功能模块介绍本实验使用Express中的输入和信号操作子选板中的基础函数设计一个信号选择器,使用输入子选板中的“仿真信号”函数生成5中不同类型的信号,并在波形图控件中同时显示出来,同时使用信号操作子选板中的函数将需要显示的波形在另一个控件中显示出来。
在设计过程中,充分利用了仿真信号的配置功能,以产生正弦波、方波和三角波等。
2.1 “选择信号”介绍如图2-1所示,信号操作子选板位于函数选板的“Express→信号操作”中,包含合并信号、拆分信号、选择信号、采样压缩和提取部分信号等函数。
图2-1 信号操作子选板和“合并信号”函数、“选择信号函数”其中,“选择信号”函数用于接收多个信号作为输入,返回用户选中的信号作为输出,用户可以指定输出中包含的信号,也可改变输出的顺序,它的调用路径为“函数→Express→信号操作→选择信号”。
表2-1和表2-2给出了“选择信号”函数的输入/输出参数说明。
表2-1 “选择信号”函数的输入参数说明输入参数说明信号包含一个或多个输入信号选择器输入从信号输入中选择信号。
该输入可以是一组信号,每组信号的最后一个点表示真或假。
当信号的最后一点代表真时,相应的信号就被包括在内。
该输入也可以是一个信号,每个数据点表示真或假,数值大于或等于0.5的为真,小于0.5的为假。
如果选择器输入没有被连接,VI将使用配置对话框中所指定的所选信号错误输入描述该VI或函数运行前发生的错误情况表2-2 “选择信号”函数的输出参数说明输出参数说明信号输出返回输出信号错误输出包含错误信息。
如果错误输入表明在该VI或函数运行前已出现错误,则错误输出将包含相同错误信息,否则将表示VI或函数中出现的错误状态当用户将“选择信号”函数添加到程序框图编辑区时,立刻弹出“配置选择信号【选择信号】”对话框,如图2-2所示。
表2-3对此对话框中各选项的含义进行了详细的介绍。
图2-2 “配置选择信号【选择信号】”对话框表2-3 “配置选择信号【选择信号】”对话框各选项的介绍参数说明选择信号(1)未选中信号——显示所有输入信号。
每个信号相关的索引号反映了信号在信号输入线中的顺序(2)所选信号——按选择顺序列出已选信号。
原索引号仍与信号相关。
如果连接选择器输入端,VI将使用该输入端指定的信号(3)选中——将未选中信号列表中的一个信号移至所选信号列表中(4)取消选中——将所选信号列表中的一个信号移至未选中信号列表中(5)排序——根据索引号的数字顺序,对所选信号列表中的信号进行排序2.2 “仿真信号”的介绍如图2-3所示,输入子选板位于函数选板的“Express→输入”中,帮扩DAQ Assistant、仪器I/O助手、仿真信号、仿真任意信号、色和声音采集等。
图2-3 输入子选板和“仿真信号”函数其中,“仿真信号”函数可模拟正弦波、方波、三角波、锯齿波和噪声,其调用路径为“函数→Express→输入→仿真信号”。
表2-4和表2-5给出了“仿真信号”函数的输入/输出参数说明和具体含义。
表2-4 “仿真信号”函数的输入参数的说明表2-5“仿真信号”函数的输出参数的说明输入参数说明信号返回输出信号错误输出包含错误信息。
若果错误输入表明在该VI或函数运行前已出错。
则错误输出将包含相同错误信息。
否则,将表示VI或函数中出现的错误状态。
当用户将“选择信号”函数添加到程序框图编辑区时,立刻弹出“配置仿真信号【仿真信号】”对话框,如图2-4所示。
图2-4 “配置仿真信号【仿真信号】”对话框第3章信号选择的具体操作过程本设计主要包括3个部分:仿真波形生成部分、信号选择实现部分和波形显示部分。
其设计思路是:使用“仿真信号”函数生成5种波形,将5个经过配置的“仿真信号”节点的信号输出端与“信号选择”节点的信号输入端相连,并将由“选择器输入”控制的信号输出到波形图中。
3.1 前面板的设计3.11在启动主界面的“新建”项中创建新VI,命名为lab81.vi。
在桌面找到labview软件,双击启动主界面就会打开。
如图3-1所示。
然后,点击VI就会新建一VI文档,弹出前面板和程序框图两个窗口,如图3-2所示。
最后,点击“文件→保存”输入“lab81”,点击确定即可。
图3-1 LabVIEW主界面图图3-2 程序框图窗口和前面板窗口3.12放置数组控件、图形控件和停止按钮。
(1)执行“控件→新式→数组、矩阵和簇→数组”操作,添加1个数组控件,接着添加“开关按钮”控件并拖入数组控件中,将创建成的开关按钮数组命名为“选择信号”,此一维数组包括5个元素。
然后将对应元素分别命名以示区别,依次为“Sine Wave”,“Square Wave”“Triangle Wave”“Sawtooch Wave”和“Sine Wave&Uniform White Noise”。
右键单击数组控件,在弹出的快捷菜单中取消“显示项→索引框”的选择,如图3-3所示。
图3-3 数组控件的显示项设置(2)执行“控件→Express→图形显示控件→波形图”操作,添加2个波形图控件并分别命名为“全部信号”和“选择信号”。
其中,对前者将X标尺范围更改为0-0.2,取消自动调整X标尺的选择;对后者将X标尺范围更改为0-0.1,取消自动调整X标尺的选择;(3)执行“函数→编程→布尔→停止按钮”操作,添加1个“停止”按钮用于控制VI的终止。
信号选择实例的前面板设计完毕后,如图3-4所示。
图3-4 信号选择实例的前面板3.2 程序框图的编辑3.2.1打开程序框图编辑框口,与前面板中控件对应的端子图标已经出现在程序框图编辑窗口中。
3.2.2放置While循环、仿真波形和合并信号等节点图标。
(1)执行“函数→Express→执行过程控制→While循环”操作,将所有节点放置在While循环中,整个程序在While循环中进行。
(2)执行“函数→Express→输入→仿真信号”操作,在图所示的“配置仿真信号”对话框中对仿真信号节点进行配置,使输出正弦波、方波、三角波锯齿波和正弦+均匀白噪声5种信号,如表3-1所示。
表3-1 不同类型信号的参数设置(3)将他们与选择信号部分相连。
当将5个信号与选择信号节点连接时,要用到合并信号节点。
合并信号的作用是将两个或多个信号合并到一个信号输入端,通过调整该函数的大小添加输入。
将一个信号输出连往另一个信号分支时,程序框图会自动显示该函数。
其调用路径为“函数→Express→信号操作→合并信号”。
(4)当将“选择信号”数组与选择信号节点的选择器输入端子连接时,程序框图会自动为两者之间的连接添加“转换至动态数据”函数。
信号选择实例过程框图设计完毕后如图3-5所示。
图3-5 信号选择实例的程序框图3.3 程序运行单机运行按钮,如图3-6所示,在前面板的“选择信号”控件中选择需要显示的波形的开关,由此就可以在“选择信号”图形控件中看到输出波形了,包括“Sine Wave”,“Square Wave”“Triangle Wave”“Sawtooch Wave”和“Sine Wave&Uniform White Noise”。
改变“选择信号”控件的控制开关,右侧波形图中的波形会发生相应的变换。
单机中止执行按钮或者“停止”按钮即可使程序停止运行。
图3-6 程序运行图本设计主要包括3个部分:仿真波形生成部分、信号选择实现部分和波形显示部分。
其设计思路是:使用“仿真信号”函数生成5种波形,将5个经过配置的“仿真信号”节点的信号输出端与“信号选择”节点的信号输入端相连,并将由“选择器输入”控制的信号输出到波形图中。
按照之前的详细设计步骤,信号选择实例的程序框图可以设计完成,完整的程序框图如图4-1所示。
图4-1 基本函数发生器实例的程序框图点击运行程序按钮以后,前面板中“全部信号”波形图显示5种波形信号的叠加。
未进行信号选择,所以,“选择信号”波形图中没有信号输出,如图5-1所示。
然后,点击“选择信号”开关按键对信号进行选择,相应的在“选择信号”波形图中就会输出所选择的信号波形,如图5-2所示。
图5-1 运行后未进行信号选择图5-2 运行后不同信号选择下的波形输出总结在老师和同学的帮助下,实验终于成功,在此特别感谢王丽老师和苗凤娟老师的耐心指导。
通过此次LabVIEW课程设计,我感觉收获非常大。
在电路仿真的过程中总会出现一些问题,需要我们细心解决,通过此次课程设计,我对设计所用到的软件有了更加深刻地了解,这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。