資料介紹
我們開發氮氧化物化學發光法分析儀時,整個系統有三處需要溫度測控:反應室,鉬轉換室,光子計數器 PMT。反應室中的溫度對化學反應(一氧化氮與臭氧反應)有一定的影響,我們要找到最佳溫度,使反應效率最大。鉬轉換室的溫度影響二氧化氮轉換為一氧化氮的效率,因此也需要效率最大時的溫度。溫度測量與控制的要求是:反應室的測控溫度范圍為:30— 70OC,波動:±0.5 OC;鉬轉換室的測控范圍為:250—370 OC,波動:±3 OC。光子計數器 PMT 受溫度的影響很大,溫度越高光子計數器 PMT 的暗計數越高。在對光子計數器 PMT 制冷的同時,對它的溫度也進行監視,以確定其是在低溫(約 5OC)環境下工作。系統要求測溫精度為 0.05OC。為保證系統要求,縮短系統開發時間,我們采用了美國國家儀器公司(National Instruments)的圖形化編程軟件系統 LabVIEW 和數據采集卡 Lab-PC-1200,構建了分析儀的整個溫度測控系統。在構建系統過程中,解決了數據采集卡的多路測量與輸出控制的問題,在一定的硬件條件下,優化程序進一步提高系統測控性能。對于基于虛擬儀器構建多路測控系統進行了初步的探討。
溫度測控系統組成
該系統將計算機,強大的圖形化編程軟件和模塊化硬件結合在一起,建立起具有靈活性的基于計算機的測量與控制應用方案,最終構建起滿足自己需求的系統。系統由以下幾個部分組成:計算機,LabVIEW,數據采集卡,溫度傳感電路,加熱控制電路。溫度信號由傳感器轉換為電壓信號,再經數據采集卡進入計算機,在計算機上運行的 LabVIEW 程序對輸入的數據進行分析處理,將結果由計算機顯示出來,同時通過數據采集卡輸出控制信號給外部加熱控制電路,達到測量與控制溫度的作用。
其中數據采集卡 Lap-PC-1200 是一種低廉的, 在計算機上使用的板卡。它可以采集模擬信號,數字信號,擁有定時器的功能,同時還具有模擬輸出的功能。該數據采集卡具有高性能的數據采集與控制能力,可用于實驗室測試,生產測試,以及工業監視和控制。我們主要使用的是該卡的模擬輸入與模擬輸出的功能。Lab-PC-1200 數據采集卡具有八個模擬輸入通道,兩個模擬輸出通道。八個模擬輸入通道 ACH0-ACH7,其內部模數轉換器是 12bit 逐步逼近式,你可以將其設定為八個單端信號輸入方式或四個差動信號輸入方式。該卡具有三種不同的模擬輸入模式:RSE,NRSE,DIFF 輸入模式。我們設置的是 RSE 輸入模式,RSE 輸入模式是指所有輸入信號都是參考公共地 AGND(公共地在這里是指模擬輸入地)。Lab-PC-1200 的模擬輸入還可以選擇單極性或雙極性。選擇單極性,輸入電壓范圍為 0 to 10 V,0V 對應 0 hex,而 10 V 對應 FFF hex(4095 decimal)。選擇雙極性,輸入電壓范圍為 -5 to +5 V。我們設置模擬輸入為單極性。兩個模擬輸出通道 DAC0OUT 與 DAC1OUT,你可以設置模擬輸出通道為單極性或雙極性輸出。單極性輸出范圍為 0 to 10 V,數值范圍為 0 to 4095 (0 to FFF hex)。雙極性輸出范圍為 -5 to +5 V,數值范圍為 -2048 to 2047 (F800 hex to 7FF hex)。我們設置的是模擬輸出為單極性。刷新模擬輸出的電壓,這共有兩種方式:一種叫立即刷新模式(immediate update mode),當你一有數據寫入數模轉換器(DAC)時,其輸出電壓就刷新。另一種叫延遲刷新模式(delayed update mode),只有探測到計數器 A2 或 EXTUPDATE 是低電平時,其輸出才會開始刷新。我們設置的是立即刷新模式。 DAC0OUT 對應模擬輸出通道 0,DAC1OUT 對應模擬輸出通道 1。AGND 是這兩個模擬輸出端的參考地。
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