励器信号调理设备通常能够为些传感器提供所需的激励信号，比如应变传感器热敏电阻等需要外界电源或电流激励信号的传感器。线性化许多传感器对被测量的响应是非线性化的，因而需要对其输出信号进行线性化，并补偿传感器带来的误差。多路复用功能多路复用是使用单个测量设备来测量多个信号的常用技术。模拟信号的信号调理硬件常对如温度这样缓慢变化的信号使用多路复用方式。采集个通道后，转换到另个通道并进行采集，然后再转换到下个通道，如此往复。由于同个可以采集多个通道而不是个通道，每个通道的有效采样速率和所采样的通道数呈反比。信号调理电路的设计信号调理的任务比较复杂，除了小信号放大滤波等外，还有诸如零点校正温度补偿误差修正等，不过其中很多任务可以通过软件来实现，作为数据处理部分的内容而信号调理的重点是小信号放大信号滤波等。本系统是通过传感器采集风机的性能参数，各个信号通过信号调理电路变换后以模拟量或数字量输出，然后输入光电隔离的卡，由卡进行转换等处理，最后由机进行数据处理显示等功能。在该系统中加入前置放大电路对传感器的输入小信号进行放大和加入低通滤波电路滤去高频噪声。根据系统要求，设计如下调理电路，如图所示图调理电路如果现场传感器到卡的距离比较远，放大电路般接在靠近传感器的端。实际上对刚从传感器输出信号进行放大比较好，这样可以有效地抑制信号在导线的传输过程中引入的噪声。而滤波电路则可接在靠近采集卡的端，对数据采集卡要采集的信号先进行滤波，滤去信号在传输过程中引入的噪声如的工频的干扰噪声。直流电源简介电子设备中所用的直流电源，通常由电网提供的交流电经过整流滤波和稳压以后得到的。这种电源虽然可以考虑直接使用干电池，但比较经济实用的办法是利用由交流电源经过变换而得到的直流电源。般直流电源组成如图所示。其中包括了四个组成部分电源变压器整流电路滤波器和稳压电路。电网负电压载图直流电源的组成电源变压器电网提供的交流电般为或，而各种电子设备所需要的直流电压的幅值却各不相同。因此，常常需要将电网电压先经过电源变压器，然后将变换以后的副边电压再去整流滤波和稳压，最后得到所需的直流电压幅值。整流电路整流电路的作用是利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压。但是这种单向脉动电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差得很远。滤波器滤波器由电容电感等储能元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中的脉动成分滤掉，是输出电压成为比较平滑的直流电压。但是，当电网电压或负载电流发生变化电源变压器整流电路滤波器稳压电路时，滤波器输出直流电压的幅值也将随之而变化，在要求比较高的电子设备中，这种情况是不符合要求的。稳压电路稳压电路的作用是采取些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。电路原理图此直流电源为传感器提供和电源。由以上分析得其电路原理图如下图所示。由图可知它主要由变压器单相桥式整流电路电容滤波电路和三端集成稳压器组成。图电路原理图数据采集卡数据采集卡的结构框图根据系统要求得出数据采集卡的结构框图如图所示图数据采集卡结构框图由图可知，本系统数据采集卡主要由多路开关转换器接口芯片和可编程逻辑控制器组成。数据采集卡主要特性有采用总线供电。可以采集通道模拟信号，最高采样频率为。输入信号幅值范围,转换位数为位。多路开关本系统选用的多路开关为。它为单向多路开关，具有个通道。由于本系统所采集模拟量有多个，所以采用两个并联。其连接方式如图所示。为路模拟输入通道。为控制端，控制路模拟输入路选通。为模拟量输出端。多路开关模拟输入端口的配置为路风速传感器。为大气压传感器。为负压传感器。为温湿度传感器。为转速传感器。为钳形互感电压传感器。为钳形互感电流传感器。图连接方式模数转换器在系统中的作用它负责对路输入信号进行转换。的输入电压范围有两种模式和连接和连接，转换完毕后输出的位结果被直接送入外部存储器中，以供接口芯片读取。工作于连续采样模式，管脚的上升沿将启动次转换管脚电平由低到高跳变表示转换完成用于指示结果是否溢出。系统采用电压转换模块得到电压，之后使用得到电压，以为芯片供电。另外使用两片，并对它进行为扩展，以得到位数据总线用于接收的位转换结果，用于接收管脚状态。可编程逻辑器件外形结构可编程逻辑器件的外形结构如图所示。图可编程逻辑器件的外形结构系统中作用它负责产生硬件系统所需的各种时序控制信号，如,等。的和管脚用于以串行数据方式接收发出的位采集控制字位首通道号,位末通道号，位采集模式控制位,位外部触发控制位为表示硬件系统工作于触发采集模式，为表示工作于连续采集模式为表示外部触发信号上升沿有效，为表示下降沿有效。的和管脚用于接收发出的采样频率控制字，以决定硬件系统采样频率。接口芯片的是世界上第款集成了接口的微控制器。通过集成收发器串行接口引擎，增强的微控制器以及可编程成的外部接口于个单片中，为决策者获取产品快速上市利益建立了个真正的高效解决方案。虽然在小到脚封装内仍然使用低成本的微控制器，但由于独特的体系结构，使数据传输速率可以达到允许的最大带宽规定通风机进口处气流的状态参数如下按照风机检测技术手册的规定，风机特性曲线必须是在标准进气状态下绘制的，因此为了将测绘出来的风机特性曲线与厂家提供的特性曲线进行对比，应把风机检测系统在各工况的实测数据换算到标准状态下。换算公式如下算系数计算空气密度换算系数通风机转速换算系数通风机风量换算通风机风压换算④通风机功率换算轴功率换算输出全压功率换算输出静压功率换算曲线拟合与风机性能参数值相比，风机性能曲线更能全面连续地反映其性能特性。所以曲线拟合的结果作为风机性能曲线的数学表达式最为合理。关于曲线拟合的方式有种，如指数拟合最小二乘法拟合正交多项式拟合以及切比雪夫拟合等，选何种方法，应根据原始数据所描绘的图形来决定。对于风机，由于其特性曲线的形状为抛物线型，所以采用最小二乘法原则来拟合性能参数。所谓最小二乘法就是用数学计的方法处理试验观测值，使试验观测值的期待值等于它的理论值，达到观测值的校最小二乘法的基本原理假定有两个随即变量和，是独立的随机变量，是的函数，他们的函数关系可以写成如何确定函数，实际上就是确定个未知参数的问题。对不同的随机变量和,未找到引用源。取值式中未找到引用源。是误差变量，因此，实验得到的观测值和他们的期待值间的误差为如何从方程中解出未知参数使得误差的平方和达到极小值，即是最小二乘法的任务。误差平方和达到最小值的条件是对参数求阶导数，并使得到的结果等于，即解线性方程组得到参数的估计值，将代入即可求出本系统中性能曲线的拟合采样函数库中的广义最小二乘线性拟合，其图标位于函数选板数学拟合广义最小二乘线性拟合其图标如图所示图最小二乘法线性拟合图标本系统最小二乘法线性拟合图标中，为试验测得的流量值，分别代表静压全压轴功率有效功率和效率，最佳拟合为拟合曲线的值。通过最小二乘法合函数，最后得到流量静压流量动压流量全压流量轴功率流量有效功率流量效率曲线。本系统的曲线拟合模块的前面板设计如图所示。图曲线拟合模块的前面板设计参数设置模块在检测系统之中有许多的固定参数和些不需要传感器就能测得参数需要输入那么就需要个窗口把这些数据输入进去，所以系统就设计了个可供用户输入这些参数的模块叫输入参数模块，此检测系统的参数设置包括提升机的所要采集的各主要参数，如传动效率进口面积饱和水压电动机效率等，如图所示图检测系统的参数设置历史速度曲线存储和查询模块数据记录和查询是检测系统的个重要功能。历史数据存储和查询的程序图如图所示图历史数据存储和查询的程序图报表输出模块报表是通风机检测系统中的个重要环节，用书面文件记录通风机检测结果和判定，不仅需要上交到有关部门，还为以后的系统分析提供个重要的依据，所以报表输出功能也是检测系统的个重要环节。本系统提供打印和网页格式输出。本模块如图所示图报表输出模块图本章小结本章针对风机性能检测的研究，在风机性能试验台和检测硬件的基础上，利用化虚拟仪器系统的构建方案，开发个基于虚拟仪器的检测平台。本章着重对开发的检测平台进行了研究，主要是数据的采集，信号的分析处理等第六章结论概述测试通风机性能参数是项技术性强且较繁杂的工作,过去使用分立式仪表分别测量各类运行参数,工作量大,参与人员多,涉及面宽,指挥协调较困难,有时还影响正常生产,而且难于准确可靠地获得全部测定结果。现应用该测试系统,不需其它仪表,所有参数全部由传感器自动采集。测定中人负责指挥,协调辅助人员进行调风作业等人操作计算机,大大减少了参与人员,且测定速度快,数据准确。测试完毕可在现场打印出结果报表和绘出风机的性能曲线。利用它来测试通风机的性能参数,再配合矿井阻力测量和通风网路解算等工作,即可制定出合理的风机运行方案,提高其综合运行效益,具有重要的现实意义。系统的优点系统使用了图形化软件，与传统测试仪器相比具有如下优点图形化软件平台操作简单功能强大开发效率高，以为软件依托开发现代测试平台，可以提高我国设备综合性能的测试水平，节省大量的硬件投资，为我国测试行业注入新的活力。设备的自动化测试是测试技术发展的必然产物，采用以为平台的虚拟仪器开发的关键设备性能测试系统，与传统测试仪器相比提高了