基于Labview的压力测试系统

U0?R1R3?R2R4 US (2)

?R1?R2??R3?R4?由上式可知,若R1R3=R2R4,则输出的电压必为零,此时电桥处于平衡状态,称为平衡电桥。应变片工作时,其电阻变化?R,此时有不平衡电压输出:

U0?U?R (3) 4R上式表明,若相邻两桥臂的应变极性一致,即同为拉应变或压应变时,实处电压为两者之差,若不同时,则输出电压为两者之和。

电桥供电电压U越高,输出电压U0越大,但是,当U大时,电阻应变片通过的电流也大,若超过电阻应变片所允许通过的最大工作电流,传感器就会出现蠕变和零漂现象。基于这些原因可以合理的进行温度补偿和提高传感器的测量灵敏度。利用不平衡电桥来连接电路可以有效的进行温度补偿和提高传感器的测量灵敏度。

4.2 信号处理电路 4.2.1 信号放大电路

信号放大电路用于将传感器或经基本转换电路输出的微弱信号不失真地加以放大,以便于进一步加工和处理。图4-2为差动减法放大电路,该电桥的放大电路由差动减法电路来实现,将单臂传感器的电阻变化转换成输出电压的变化。

图4-2 差动减法放大电路

如图4-3为压力测量电路的二级放大电路,滑动变阻器0602和0603分别调节AD620和OP07的放大倍数。

图4-3 放大电路

4.2.2 信号滤波原理

滤波电路是只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而限制另一部分频率成分通过的电路。滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联电容C,或与负载串联电感器L,以及由电容、电感组成的各种复式滤波电路。

在该硬件接线电路中,在多处地方采用了滤波电路来对信号进行调整。具体接线图见图4-4所示。

4.3压力测量的总电路图

当加在应变片上的压力变化时,应变片的阻值发生变化,桥式电路输出由此产生的电压信号,电位器w0601为空载调零电阻,可以提高系统的精确度。由于压力传感器输出的信号比较微弱,该信号经由AD260进行一级放大后,再进入OP07进行二级放大。电位器RW0602和RW0603分别为一级放大和二级放大反馈电阻。压力测量的实验原理如下图所示:

图4-4 压力测量的硬件电路图

五、Labview软件设计

5.1 程序流程图的设计 开始 系统初始化

5.2 前面板的设计系统等待设定各参数值 开始实验 模拟数据产生 输出波形并统计 停止实验 退出 N Y 退出登录 结束

图5-1 软件程序流程图设计

5.2.1 登陆和界面图如下所示:

如下图1,这是得到压力测试的实验数据的时域波形。

图1

图2:该部位的功能是用来对测量数据的上下限参数的设置,以及测量数据超过上下限的一个报警提醒功能。超过界限后,相应的提示灯会变为绿色。

图2

图3:该部位的功能是得到模拟量压力的平均值和标准差。

图3

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