硬件结构设计
发布时间:2014/6/16 20:44:36 访问次数:597
采用虚拟仪器技术的测控系统在硬件方面不需要底层的开发,在需求分析已经非常明确的基础上,PI3A3159TEX主要需要完成以下工作:
1.选择传感器和执行器
传感器把被测量的物理量转变为电量,这是整个测控系统的基础。有时需求方为你提供传感器,这当然是求之不得的;但是大多数情况下需要我们自己到市场上去选择,而这个市场又太大太复杂了。举一个例子,一个压力传感器的价格可以从几百元到几万元,那么我们怎么选择呢?大体上考虑量程、精度、速度、有无特殊环境要求、测控系统的重要性这几个方面。
对于需要执行控制功能的场合,还要考虑执行器的问题,例如速度调节装置、压力调节装置、流量调节装置等。
本书后面的工程实例中我们尽可能结合具体的系统为读者介绍一些我们用过的传感器和执行器。
2.选择或开发信弓调理设备
信号调理设备是要根据传感器来选择的,例如热电阻需要恒流源激励,热电偶需要冷端补偿、压电传感器需要电荷放大器等。美国NI公司提供了各种各样质量非常好、使用非常方便的信号调理设备,但是如果你的项目经费不多、或者你的项目不是非常重要,那么可以考虑其他公司的产品;有一些硬件开发基础的人也可以自己动手开发一些简单的信号调理设备。总之,只要能把传感器输出的电信号转换为-5V~+5V的电压信号,转换的精度和可靠性符合需求方的要求就可以。
3.选择数据采集设备
如果项目经费不是特别紧张,我们建议采用NI公司的数据采集硬件,他们有非常丰富的产品,包括各种总线、各种结构、各种特殊功能、各种价位,也可以信任他们的工程师帮助你进行选择。在LabVIEW环境中用NI公司硬件最大的好处是软硬件无缝集成,开发效率大大地提高。如果退一步用中国台湾研华公司的产品,也可以得到研华公司提供的VI,嵌入LabVIEW环境直接驱动研华的硬件。当然还有很多其他公司的产品读者可以自行尝试。
4.选择通信设备
如果系统有数据传输的需求,还要考虑通信设备选择。选择通信设备需要考虑现场的基础设施、通信距离、通信速度、可靠性、一次性投入赞用、日常维护费用几方面因素。我们把几种常用的通信方式列表定性比较一下供参考,如表1-1所示。
采用虚拟仪器技术的测控系统在硬件方面不需要底层的开发,在需求分析已经非常明确的基础上,PI3A3159TEX主要需要完成以下工作:
1.选择传感器和执行器
传感器把被测量的物理量转变为电量,这是整个测控系统的基础。有时需求方为你提供传感器,这当然是求之不得的;但是大多数情况下需要我们自己到市场上去选择,而这个市场又太大太复杂了。举一个例子,一个压力传感器的价格可以从几百元到几万元,那么我们怎么选择呢?大体上考虑量程、精度、速度、有无特殊环境要求、测控系统的重要性这几个方面。
对于需要执行控制功能的场合,还要考虑执行器的问题,例如速度调节装置、压力调节装置、流量调节装置等。
本书后面的工程实例中我们尽可能结合具体的系统为读者介绍一些我们用过的传感器和执行器。
2.选择或开发信弓调理设备
信号调理设备是要根据传感器来选择的,例如热电阻需要恒流源激励,热电偶需要冷端补偿、压电传感器需要电荷放大器等。美国NI公司提供了各种各样质量非常好、使用非常方便的信号调理设备,但是如果你的项目经费不多、或者你的项目不是非常重要,那么可以考虑其他公司的产品;有一些硬件开发基础的人也可以自己动手开发一些简单的信号调理设备。总之,只要能把传感器输出的电信号转换为-5V~+5V的电压信号,转换的精度和可靠性符合需求方的要求就可以。
3.选择数据采集设备
如果项目经费不是特别紧张,我们建议采用NI公司的数据采集硬件,他们有非常丰富的产品,包括各种总线、各种结构、各种特殊功能、各种价位,也可以信任他们的工程师帮助你进行选择。在LabVIEW环境中用NI公司硬件最大的好处是软硬件无缝集成,开发效率大大地提高。如果退一步用中国台湾研华公司的产品,也可以得到研华公司提供的VI,嵌入LabVIEW环境直接驱动研华的硬件。当然还有很多其他公司的产品读者可以自行尝试。
4.选择通信设备
如果系统有数据传输的需求,还要考虑通信设备选择。选择通信设备需要考虑现场的基础设施、通信距离、通信速度、可靠性、一次性投入赞用、日常维护费用几方面因素。我们把几种常用的通信方式列表定性比较一下供参考,如表1-1所示。