【2017年整理】实践项目1温度预警系统.docVIP

第2章 实践项目 温度预警系统引子-CPU温度 你的电脑蓝屏过吗？ CPU温度过高，电脑系统是如何监测？ 对于CPU而言，什么样的温度范围才算是正常的？ 大家几乎每天都会接触的电脑，你关注过它的工作温度吗？CPU散热性能，是一台电脑质量好坏的重要的参考因素。CPU的正常温度，期望值是保证温度变化在20到30度的范围内。如，CPU的耐受温度为60度，按夏天最高35度来计算，CPU温度应该为55度，不能超过65度。按此类推，若环境温度是20度，CPU温度最好不要超过50度。不管超频到什么程度，都不要使CPU高过环境温度30度以上。 因为CPU长时间工作在高温度下，容易缩短使用时间，而且可能导致CPU损害。 日常生活中，常使用的测温仪器是温度计，目测查看温度值。若设备具有过温保护功能，必然需要将温度变为电信号传送至电脑中，并作进一步的分析和响应。如何将温度信号转换为电信号传送至电脑呢？这个过程需要什么样的传感器、什么样的设备？在实验室中，如何实现温度测量、显示和记录？项目目标 1. 了解常用温度传感器 2. 了解LabVIEW中的数据采集编程方式 3. 了解一个数据采集系统的完整组成 4. 了解实验平台nextboard、nextpad 5. 学习使用LabVIEW做数据采集的程序编写 任务要求 测试当前温度，根据设定的温度上限值及下限值，判定当前有无警报：高温警报/无警报/低温警报。每种警报，都有文字提示，有不同颜色的警报灯显示（如高温为红色，低温为蓝色，正常为绿色。）当前温度数值用多种方式显示，如数值形式、波形图、温度计。 实践环境 硬件：nextboard实验平台、NI PCI-6221数据采集卡、 说明：NI PCI-6221数据采集卡已经安装在电脑主机箱中，并且与nextboard实验平台连接。使用时，只需要把选定的模块安置在nextboard平台模相应的槽位上即可。 软件平台：LabVIEW（以上版本） 操作步骤1、Ω电用导线连接到R2、R4上，此时增益Gain=R2/R1=200 。选择一个J型热电偶连接到A、B两个接线柱上。 2、将nextsense_0模块安置在nextboard平台模拟信号槽位上Dev1/ai6、冷端温度通道号为Dev1/ai7。 4、根据任务要求，编写VI 5、运行调试 6、进行测试，记录数据、截取图片；7、数据分析整理、完成项目报告。2.1 知识点 2.1.1常见的温度传感器 温度传感器（temperature transducer）是指能够感受温度并能将其转换为可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。 1、热电偶 热电偶（thermocouple）是温度测量中最常用的温度传感器。优点是宽温度范围和适应各种大气环境,且结实、价低，无需供电。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。 　　不过，所测电压和温度间是非线性关系，因此需要为参考温度(Tref)作第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以最终获得热偶温度(Tx)。 　　常见的热电偶种类有：T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型 2、热电阻 热电阻（thermal resistor）是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。其主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。 本实验中，使用的是J型、K型两种热电。使用时，请注意不同阻值的热电阻使用不一样的备选电阻搭建电路。 3、红外温度传感器 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm 的红外线，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。 热传感器是利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的，当器件接收辐射后，引起一非电量的物理变化，也可通过适当变化变为电量后进行测量。2.1.3 数据采集 数据采集（DAQ）是使用计算机测量电压、电流、温度、压力或声音等电子、物理现象的过程。一个数据采集系统由传感器