基于LabVIEW的液位测控系统标准设计.doc

摘要液位计算机测量和控制试验系统是为西北工业大学航空学院民航工程系综合试验平台而开发课程教学试验系统。液位测量和控制系统集传感器信号采集、调理、转换、检测和控制为一体，是实时交互式图形界面应用系统。该系统采集液位信号并用计算机可视化界面实时显示液位高度改变过程；经过交互式对话框设置期望液位高度，在检测目前液位基础上控制进/出水阀门，从而对实际液位高度进行控制。论文介绍了液位计算机测量和控制系统结构和功效；分析了硬件系统中测量和控制电路组成及工作原理；计算了信号调理电路中测量放大器增益及各元件参数；使用PROTEL软件绘制了信号调理电路图；介绍了多功效数据采集卡NIUSB-6008特点、功效及软件开发平台LabVIEW；分析了系统软件程序；介绍了液位计算机测控系统用户使用界面所能实现功效。针对试验系统对液位进行开关控制所带来问题，提出了用PID控制方法进行改善方法。关键词：液位测控，压力传感器，信号调理，NIUSB-6008，LabVIEWABSTRACTTheliquidlevelmeasurementandcontrolcomputerexperimentalsystemisacourseteachingexperimentalsystemwhichisusedtodevelopthecomprehensiveexperimentalplatformforAviationInstituteofCivilEngineeringofNWPU.Theliquidlevelmeasurementandcontrolsystemwithreal-timeinteractivegraphicalinterfaceisofthesensorsignalacquisition,conditioning,conversion,testingandcontrolfunctions.Thesystemacquiresthesignalsofliquidlevelandcomputerinterfacereal-timetoshowtheliquidlevelchangingprocess.Throughaninteractivedialogbox,thedesiredwaterlevelisset.Theactualwaterleveliscontrolledbasedonthecurrentliquidleveldetectionthroughtheimport/outletvalves.Thestructureandfunctionoftheliquidlevelmeasurementandcontrolcomputerexperimentalsystemisintroducedatfirst.Thehardwaresystemcompositionandworkingprincipleisanalyzed,andthegainandeachcomponentsparametersofmeasuringamplifierinsignalconditioningcircuitarecalculated.ThesignalconditioningcircuitisdrawnwithPROTEL,andthefeaturesandfunctionsofthemulti-functiondataacquisitioncardNIUSB-6008andsoftwaredevelopmentplatformLabVIEWareintroduced.Thesystemsoftwareprogramisalsoanalyzed.Forthecontrolproblemsofimport/outletvalvesoftheliquidlevelmeasurementandcontrolcomputerexperimentalsystem,aPIDcontrolmethodisproposedtoimprovethesystemperformances.KEYWORDS：liquidlevelmeasurementandcontrol，pressuresensor，signalconditioning，NIUSB-6008，LabVIEW目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1课题背景11.2系统组成11.3系统工作原理21.4本文关键内容2第二章传感器及信号调理32.1数据采集32.1.1数据采集技术32.1.2数据采样32.2传感器42.2.1传感器选择42.2.2压阻式压力传感器基础原理52.2.3传感器存在问题及其处理方法52.3信号调理电路72.3.1第一级数据放大器72.3.2第二级放大器82.4整体电路8第三章液位控制回路113.1基础组件