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基于虚拟仪器技术的柴油发动机测控系统
2007-03-09 19:03:27 作者 :吴伟斌洪添胜来源 :互联网
摘要 :
介绍了采用 NI 公司的 DAQ 卡、 SCXI 信号调理模块及 PC 机构成的一个基于虚拟仪器技术的柴油发动机制测控系统。它通过 LabVIEW 的编程 ,使用户界面直观地显示在显示器上 ,方便了调试。该系统已应用在柴油发动机燃用柴油和十六种植
物油的稳态性能测试试验上 ,运行情况良好 ,且各测量参数的误差与发送机试验图家标准对比 ,都满足了要求。
关键词 :
虚拟仪器数据采集卡信号调理模块测功器 LabVIEW 发动机测试仪器经历了模
拟仪器、数字化仪器和智能仪器三个阶段。模拟仪器的基本结构是由磁机械式的 , 采用模拟器件组成各种电路 ,精度低、速度慢、适应性差 ;而数字化仪器如数字转速表等 ,主要由数字电路来实现 ,在测试精度、速度和仪器寿命等方面都比模拟仪器有
较大的提高。随着数字信号处理技术及大规模集成电路的发展 ,出现了以微机为核心的智能仪器 ,但由于其是以功能模拟的形式存在的 ,无论开发还是应用 ,都缺乏灵活性。 20 世纪 80 年代后期 ,微机性能是得到极大提高 ,而向测试分析的通用软件开发平台的成功应用 ,使得虚拟仪器应运而生。利用虚拟仪器技术 ,用户可以自定认义仪器的功能 ,创建 32 位编译程序 ,从而提高了常规数据采集和测试等任务的运行速度。 W40 型电涡流测功器是华南农业大学从德国进口的测功设备。该测试设备的数字
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化水平较低 ,控制台均采用机械式按钮 ,且经过近二十年的连续运转 ,设备已严重老化 , 出现明显的零点漂移 ,部分测试电路板已出现故障 ,经多次修理仍不正常 ,严重影响了测试工作的正常进行。为此 ,在确保数据采集的精度和实时性、改善数据处理功
能、提高易操作性和整个测试设备数字化水平的原理下 ,充分利用虚拟仪器的优势 ,
对原有设备进行了更新和扩充 ,形成了一个测控系统。
1 系统硬件设计 系统硬件组成测试系统的硬件组成主要包括 NI 公司的
PCI-6024E 型 DAQ 卡和 SCXI 信号调理模块。 SCXI 信号调理模块包括机座模块SCXI-1000、热电偶模块组 SCXI-1125 和 SCXI-1328、应力应变模块组 SCXI-1520
和 SCXI-1314 等。系统结构图
如图 1 所示。测功能即为德国 SCHENCK 公司的 W40 型电涡流测功器 ,可测发动机最大功率 40kW 。测耗仪是自动设计的 ,利用电子天平称量燃油消耗量 ,通过RS232C(25芯接插件与 PC机连接。可烟度计和空气流量计均为第三方仪器 ,通过RS232C(9芯接插件与 PC 机连接。 各组成单元功能及工况点控制 DQA 卡
NI 公司的 PCI-6024E 型 DAQ 卡是基于 PCI 总线的 12 位多功能数据采集卡 ,最高采样速率为 200kS/s,具有 16 个单端模拟输入 (或 8 个差分模拟输入 ,8 个数字输入 /输
出 ,2 个模拟输出 ,2 个 20MHz 、 24 位计数器 /定时器。 SCXI 信号调理模块 NI 公司的 SCXI 信号调理模块为 DAQ 卡提供一个完善的信号调理系统 ,有效高的灵活性和配置性能。机座 SCXI-1000 是一个结构紧凑、低哭声的机箱 ,为调理模块提供电
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源、定时和触发等功能。热电偶模块组 SCXI-1125 和 SCXI-1328 提供最高
300Vrms 的隔离、 1~2000的增益、 4Hz 或 10kHz 的可编程模拟滤波器、冷端补偿
等功能 ,终端还有铝质温板防止温度从接线紧杆传递 ,提高了冷端补偿的精度。应力
应变模块组 SCXI-1520 和