基于虚拟仪器的锁相放大器远程实验系统设计

2012-02-23 08:50:10来源: 现代电子技术 关键字:虚拟仪器  放大器  实验系统

  O 引言

  20世纪80年代末美国成功研制了虚拟仪器,虚拟仪器的发展标志着自动测试电子测量仪器领域技术发展的一个崭新方向。虚拟仪器是利用PC机的显示模拟传统仪器的控制面板,以多种形式表达输出检测结果,由PC机的强大软件功能实现信号数据的运算、分析、处理,由I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理,从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。

  基于互联网的远程实验是远程教育的一个新的发展方向。远程实验从远程计算机上进行实验操作和观察,所得到的实验结果与本地得到的完全相同,如同在实验室真实操作实验设备一样,突破了时空限制,极大地提高了实验教育的灵活性。将虚拟仪器技术和网络技术相结合,实现网络化虚拟仪器,并结合电路其他元件的远程控制,可实现基于虚拟仪器的远程实验。

  1 LabVIEW简介

  LabVIEW(laboratory virtual instrument engineering workbench)是美国NI公司推出的一种基于G语言(graphics language)的虚拟仪器软件开发工具,具有各种功能强大的函数库,包括数据采集、网络通信、串口控制、数据显示及数据存储等。采用旋钮、开关、波形图等构造用户界面

  LabVIEW提供了强大的网络通信功能,TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol)协议是Internet最基本的协议。函数库的CommunicaTIon子模板中提供了TCP节点,可以实现客户机/服务器模式下的双机通信。

  2 远程实验系统总体设计

  本文开发了基于虚拟仪器的锁相放大器远程实验系统,实现了远程测量热敏电阻温度特性,远程实验系统结构框图如图1所示。

远程实验系统结构框图

  用户打开客户机,运行程序,在虚拟面板上可以设置锁相放大器的相位调节、积分时间等参数。同时,通过虚拟面板可以改变加热按钮的状态,用户在客户机的虚拟面板上点击加热按钮,接通加热电源,控制继电器闭合,加热电路开始给热敏电阻加热,该状态值通过Intern-et和服务器送往实验机。实验机将接收到的加热控制状态通过串口送入单片机,通过单片机调节继电器的状态,从而控制热敏电阻的加热状态。热敏电阻的温度由DSl8B20数字式温度传感器测得,送往单片机系统,通过串口将被测热敏电阻温度值读入到实验机中;音频输入电缆采集信号发生器输出的参考方波和桥式电路输出的电压值,经声卡模/数转换器送入实验机。实验机中的被测信号通过服务器和Internet反馈给客户机。用户通过虚拟锁相放大器和虚拟温度计进行观察和测量,得到热敏电阻温度特性曲线。

  3 远程实验系统的软件设计

  远程实验系统采用C/S(client/server)模式,其典型运作过程为:

  (1)服务器监听相应端口的输入;
  (2)客户机发出一个请求;
  (3)服务器接收到此请求;
  (4)服务器处理此请求,并把结果返回给客户机;
  (5)重复上述过程,直至完成一次会话过程。

  客户机与实验机的通信利用TCP/IP协议实现。TCP协议是一个可靠的、基于连接的协议,能保证网络间的可靠传输。C/S模式要分别编写客户机和实验机程序,采用TCP协议可正确传送控制命令和数据。

  锁相放大器远程实验系统需要实现远程控制继电器的状态,声卡采集输入信号和参考信号,串口采集温度值,并用锁相放大器测量热敏电阻输出电压,用虚拟温度计测量热敏电阻的温度。在LabVIEW环境下分别编写客户机和实验机程序,实现测量热敏电阻温度特性曲线远程实验。

  3.1 客户机程序

  3.1.1 客户机程序的用户界面

  客户机程序的用户界面如图2所示,集成了锁相放大器的全部功能以及虚拟温度计,波形图实时显示了锁相放大器工作过程中各个中间过程的波形。热敏电阻的温度值也实时显示在虚拟温度计上。

客户机程序的用户界面

  用户点击加热按钮,接通加热电源,其状态值经由网络送往实验机,从而改变实验室内测温电路的继电器状态,加热电路开始对热敏电阻进行加热。实验电路中桥式电路的输出信号和热敏电阻的温度值,经由网络反馈给客户机,用户通过虚拟仪器面板观察各个点波形的显示,同时读取温度值,完成热敏电阻温度特性测量。

  服务器一栏设置为实验室内服务器的IP地址,剩余时间一栏显示用户可用的时间。本实验控制真实的实验元件,每次只能有一位用户操作。规定每位用户的实验时间为30 min。30 min后,此客户机与实验机的连接自动断开。

[1] [2] [3]

关键字:虚拟仪器  放大器  实验系统

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0223/article_4691.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:基于LabVIEW的数字虚拟芯片构建方法及应用
下一篇:基于LabVIEW8.6和S3C2440的手持数字波形表的界面设计

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
虚拟仪器
放大器
实验系统

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved