实验一 A/D、D/A 转换实验

一、实验目的

1.了解温控系统的组成。

2.了解NI 测量及自动化浏览器的使用并对数据采集卡进行设置。

3.了解Dasylab 软件的各项功能，并会简单的应用。

4.通过实验了解计算机是如何进行数据采集、控制的。

二、实验设备

微型计算机、NI USB 6008 数据采集卡、温度控制仪、温箱。

三、实验内容

1．了解温度控制系统的组成。

2．仔细观察老师对数据采集卡输入输出任务建立的过程及设置还有dasylab 基本功能的演示。

3．仔细阅读dasylab 相关文档，学习帮助文件tutorial 了解其基本使用方法。

4．动手实践，打开范例，仔细揣摩，并独立完成数据采集卡输入输出任务的建立并建立并运行单独的AD 及DA 系统，完成之后，按照自己的需要及兴趣搭建 几个简单的系统运行。

四、温控系统的组成

计算机温度控制系统由温度控制仪与计算机、数据采集卡一起构成，被控对象为温箱, 温箱内装有电阻加热丝构成的电炉，还有模拟温度传感器AD590。系统框图如图1-1 所示：

五、温控仪基本工作原理

温度控制仪由信号转换电路、电压放大电路、可控硅移相触发器及可控硅加热电路组成。 被控制的加热炉允许温度变化范围为0～100℃.集成电路温度传感器AD590(AD590 温度传感器输出电流与绝对温度成正比关系,灵敏度为1uA/K).将炉温的变化转换为电流的变化送入信号转换、电压放大电路.信号转换电路将AD590送来的电流信号转换为电压信号,然后经精密运算放大器放大、滤波后变为0～5V的标准电压信号，一路送给炉温指示仪表,直接显示炉温值。另一路送给微机接口电路供计算机采样.计算机通过插在计算机USB总线接口上的NI USB 6008 12位数据采集卡将传感器送来的0～5V测量信号转换成0～FFFH的12位数字量信号,经与给定值比较,求出偏差值,然后对偏差值进行控制运算,得到控制温度变化的输出量,再经过NI USB 6008将该数字输出量经12位D/A转换器变为0～5V的模拟电压信号送入可控硅移相触发器,触发器输出相应控制角的触发脉冲给可控硅,控制可控硅的导通与关断,从而达到控制炉温的目的。

六、思考题

1.数据采集系统差分输入与单端输入有些什么区别？各有什么优缺点？

单端输入：输入信号以共同的地线为基准，判断信号与GND的电压差。

优点：连接较短，所有输入信号与信号源共地

缺点：抗干扰能力差

差分输入：判断两个信号线的电压差，每个输入信号都有自己的基准地线。

优点：可以有效抑制共模干扰信号，提高采集精度

缺点：接线较单端复杂

2.dasylab相对于ni其他软件有什么优缺点？

Dasylab都是用一些功能模块来建立系统，模块间用“导线”连接，相对于NI其他软件而言编程更方便，效率更高，功能更直观，图形化的界面，无需繁琐的编程工作，满足非专业编程人员的测试需要，通过多种功能模块的搭建可方便完成数据采集、显示、存储、分析、统计、运算、控制、触发等各种功能

3.利用你的发散思维，罗列出dasylab的应用场合，越多越好。

利用Dasylab可以应用于各种工业控制场合进行控制系统的搭建、测试，如温度控制，液面控制，压力控制，流量控制等。

4.给出一个你心目中dasylab的理想应用，用简单的dasylab模块画出来并辅以简洁的说明。

利用Dasylab设计一游泳池温度液面高度控制系统

模块如图1-2 所示：

图1-2

说明：利用Slider分别设置给定的液面高度和温度，并通过Scaling进行换算，通过Recorder显示给定液面高度和温度，Analog Input对水池温度、液面高度进行数据采集输入，通过Scaling进行换算通过Recorder显示当前液面高度和温度，通过对PID参数设置来调节泳池液面高度和温度，通过选择合适的参数获得最佳的响应曲线，最后通过模块Analog Output进行输出，从而达到温度液面高度控制作用。

七、实验总结

通过本次实验了解了温控仪的组成和基本工作原理，如何对数据采集卡进行设置，以及对Dasylab有了简单的认识，通过阅读相关帮助文件学会了如何用Dasylab设计简单的控制系统，通过实验了结了计算机是如何进行数据采集控制的，对计算机在工业控制领域的应用有了一定了解。

实验二 基于DASYLab的的温度控制系统设计实验

一、实验目的

利用Dasylab软件实现基本的PID温度控制算法。

二、实验设备

同实验一。

三、实验内容

1．利用NImax建立数据采集卡的输入输出任务。

在前面实验的基础上，在DASYLab工作区搭建完整的P、PI、PD、PID控制电路，设置相应的参数，运行程序查看控制效果。

2．分别搭建模入、模出通道并验证其