基于虚拟仪器技术的霍尔测频系统设计

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1、目录1.课程设计任务书31.1、设计任务31.2、设计目的41.3、设计要求51.4、设计内容51.5、设计报告要求51.6、设计进度安排61.7、设计考核办法62.总体设计方案72.1虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别：72.1.1虚拟仪器的定义及组成72.1.2虚拟仪器的特点92.2虚拟仪器LabVIEW图形化程序的组成和特点102.2.1LabVIEW的图形显示102.2.2图形化编程环境LabVIEW102.3霍尔传感器测速的基本原理122.3.1转速测量原理122.3.2转速控制原理122.3.3硬件设计132.3.4软件设计132.3.5频率测量原理172.4测控系统的总体结构

2、图173.系统硬件设计193.1霍尔器件测频的基本原理193.2器件的选择203.2.1霍尔元件3053203.2.2直流电机203.2.3比较器213.3信号调理电路的设计224.系统软件设计244.1系统软件程序流程图244.1.1初始化软件设计244.1.2等待实验254.1.3开始试验254.1.4采样时钟的设定274.1.5单频测量的说明314.1.6滤波器的使用说明324.1.7DAQmx停止任务344.1.8DAQmax清除任务354.1.9退出454.2前面板的设计464.3调试运行475.课程设计个人小结506.章参考文献52第1章课程设计任务书《测控系统综合设计》设计任

3、务书(三)题目：基于虚拟仪器技术的霍尔测频系统设计一、设计任务本课题要求通过直流电机的转动带动了磁钢的转动，通过霍尔元件采集磁场的变化，将直流电机的转速转换成具有周期性的矩形脉冲电压信号，送入NIELVISII数据采集平台的模拟输入通道，然后利用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW来开发系统软件，以实现对直流电机转速和频率信号的采集、分析、处理与报表生成等。具体指标与要求如下：(一)硬件设计要求1、理解霍尔器件测频的基本原理，通过霍尔将电机的转速转换成具有周期性的矩形脉冲信号，实现对电机转速和频率的测量。要求对霍尔测频器件进行选型，对霍尔器件测频信号调理电路进行设计与调试，说明其工作原理。2

4、、理解NIELVISII数据采集平台的工作原理，通过NIELVISII数据采集平台对霍尔传感器及其调理电路出来的电压信号进行采集、分析与处理。(二)软件设计要求要求采用状态机的软件设计结构来设计霍尔测频系统软件。系统软件具有“系统初始化”、“系统等待”、“数据采集”、“报表生成”“打开报表”、“退出”等功能。具体要求如下：1、系统初始化霍尔测频系统软件运行后，首先进入系统初始化状态。系统初始化状态主要可以对NIELVISII数据采集平台，所用的数据采集通道及软件界面上的所有控件进行初始化。系统初始化结束后，软件进行等待状态中，等待其他功能的选中与运行。2、系统等待在系统等待状态下，用户可选

5、择其他功能并运行。要求系统等待状态采用事件驱动结构来实现。3、数据采集要求系统可以对霍尔测频信号进行连续的实时采集、分析与显示。包括对所用NIELVISII数据采集平台物理通道，电压最大值、最小值、采样速率、每通道采样点数等参数的设置。将采集到的时域波形、频率(Hz)、电机转速(rpm)等参数进行实时显示。对信号进行频谱分析并显示其频谱波形。要求系统可以对霍尔测频信号进行连续的实时采集、分析与显示。4、报表生成报表生成功能可以实现对霍尔测频信号连续采集与分析过程中的相关参数包括所用NIELVISII数据采集平台物理通道，电压最大值、最小值、采样速率、每通道采样点数、时域波形、频率(Hz)、

6、电机转速(rpm)、频谱波形等参数或波形作为报表的内容进行保存。5、打开报表打开报表功能可以对保存的报表进行打开以便进行离线进行分析和处理。6、退出按下“退出”键，将退出系统软件。要求系统软件界面设计友好，方便操作。在系统软件界面即前面板上必须有状态显示栏，以显示软件当前运行的状态。二、设计目的通过本次设计使学生具备：(1)初步了解测控系统的设计步骤，掌握系统设计方法，加深对专业理论知识的理解，能够综合运用所学的《传感器原理与检测技术》、《虚拟仪器技术》、《测控电路》、《测控系统原理与设计》等专业知识设计测控系统各个单元，并组成系统。(2)通过制定测控系统设计方案，合理选择传感器及其他元件

7、，正确计算、选择各电路和元件参数，确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，达到了解和掌握测控系统综合设计过程和方法的目的。(3)进行设计基本技能的训练。如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和数据处理及计算机应用的能力。(4)了解现代仪器科学与技术的发展前沿，学习和掌握基于虚拟仪器技术的测控系统组成和工作原理；进一步掌握虚拟仪器LabVIEW图