實驗一 A/D、D/A 轉換實驗

一、實驗目的

1.了解溫控系統的組成。

2.了解NI 測量及自動化瀏覽器的使用并對數據采集卡進行設置。

3.了解Dasylab 軟件的各項功能，并會簡單的應用。

4.通過實驗了解計算機是如何進行數據采集、控制的。

二、實驗設備

微型計算機、NI USB 6008 數據采集卡、溫度控制儀、溫箱。

三、實驗內容

1．了解溫度控制系統的組成。

2．仔細觀察老師對數據采集卡輸入輸出任務建立的過程及設置還有dasylab 基本功能的演示。

3．仔細閱讀dasylab 相關文檔，學習幫助文件tutorial 了解其基本使用方法。

4．動手實踐，打開范例，仔細揣摩，并獨立完成數據采集卡輸入輸出任務的建立并建立并運行單獨的AD 及DA 系統，完成之后，按照自己的需要及興趣搭建 幾個簡單的系統運行。

四、溫控系統的組成

計算機溫度控制系統由溫度控制儀與計算機、數據采集卡一起構成，被控對象為溫箱, 溫箱內裝有電阻加熱絲構成的電爐，還有模擬溫度傳感器AD590。系統框圖如圖1-1 所示：

五、溫控儀基本工作原理

溫度控制儀由信號轉換電路、電壓放大電路、可控硅移相觸發器及可控硅加熱電路組成。 被控制的加熱爐允許溫度變化范圍為0～100℃.集成電路溫度傳感器AD590(AD590 溫度傳感器輸出電流與絕對溫度成正比關系,靈敏度為1uA/K).將爐溫的變化轉換為電流的變化送入信號轉換、電壓放大電路.信號轉換電路將AD590送來的電流信號轉換為電壓信號,然后經精密運算放大器放大、濾波后變為0～5V的標準電壓信號，一路送給爐溫指示儀表,直接顯示爐溫值。另一路送給微機接口電路供計算機采樣.計算機通過插在計算機USB總線接口上的NI USB 6008 12位數據采集卡將傳感器送來的0～5V測量信號轉換成0～FFFH的12位數字量信號,經與給定值比較,求出偏差值,然后對偏差值進行控制運算,得到控制溫度變化的輸出量,再經過NI USB 6008將該數字輸出量經12位D/A轉換器變為0～5V的模擬電壓信號送入可控硅移相觸發器,觸發器輸出相應控制角的觸發脈沖給可控硅,控制可控硅的導通與關斷,從而達到控制爐溫的目的。

六、思考題

1.數據采集系統差分輸入與單端輸入有些什么區別？各有什么優缺點？

單端輸入：輸入信號以共同的地線為基準，判斷信號與GND的電壓差。

優點：連接較短，所有輸入信號與信號源共地

缺點：抗干擾能力差

差分輸入：判斷兩個信號線的電壓差，每個輸入信號都有自己的基準地線。

優點：可以有效抑制共模干擾信號，提高采集精度

缺點：接線較單端復雜

2.dasylab相對于ni其他軟件有什么優缺點？

Dasylab都是用一些功能模塊來建立系統，模塊間用“導線”連接，相對于NI其他軟件而言編程更方便，效率更高，功能更直觀，圖形化的界面，無需繁瑣的編程工作，滿足非專業編程人員的測試需要，通過多種功能模塊的搭建可方便完成數據采集、顯示、存儲、分析、統計、運算、控制、觸發等各種功能

3.利用你的發散思維，羅列出dasylab的應用場合，越多越好。

利用Dasylab可以應用于各種工業控制場合進行控制系統的搭建、測試，如溫度控制，液面控制，壓力控制，流量控制等。

4.給出一個你心目中dasylab的理想應用，用簡單的dasylab模塊畫出來并輔以簡潔的說明。

利用Dasylab設計一游泳池溫度液面高度控制系統

模塊如圖1-2 所示：

圖1-2

說明：利用Slider分別設置給定的液面高度和溫度，并通過Scaling進行換算，通過Recorder顯示給定液面高度和溫度，Analog Input對水池溫度、液面高度進行數據采集輸入，通過Scaling進行換算通過Recorder顯示當前液面高度和溫度，通過對PID參數設置來調節泳池液面高度和溫度，通過選擇合適的參數獲得最佳的響應曲線，最后通過模塊Analog Output進行輸出，從而達到溫度液面高度控制作用。

七、實驗總結

通過本次實驗了解了溫控儀的組成和基本工作原理，如何對數據采集卡進行設置，以及對Dasylab有了簡單的認識，通過閱讀相關幫助文件學會了如何用Dasylab設計簡單的控制系統，通過實驗了結了計算機是如何進行數據采集控制的，對計算機在工業控制領域的應用有了一定了解。

實驗二 基于DASYLab的的溫度控制系統設計實驗

一、實驗目的

利用Dasylab軟件實現基本的PID溫度控制算法。

二、實驗設備

同實驗一。

三、實驗內容

1．利用NImax建立數據采集卡的輸入輸出任務。

在前面實驗的基礎上，在DASYLab工作區搭建完整的P、PI、PD、PID控制電路，設置相應的參數，運行程序查看控制效果。

2．分別搭建模入、模出通道并驗證其

總結

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