NI-myDAQ开放式虚拟仪器实验实训系统

一、概述

本实验系统以NI专为教学所设计的myDAQ为核心数据采集卡，提供了基础的、验证性、设计性、应用性、创新性的各种实验。

myDAQ性能优异，功能强大，软件上使用方便，其功能中包含了模拟信号输入、模拟信号生成、数字信号输入与输出、计数器相关的输入与输出），其开发方式与其他NI数据采集设备完全相同。2路差分输入输出通道，16位的分辨率，200kS/s的采样率，8路数字IO口满足了大多数的学生实验中的检测跟控制的需求。

myDAQ自带8个基于计算机的通用实验室仪器。仪器包括数字万用表、示波器、函数发生器。另外，学生可直接使用仪器软面板进行实验和练习，包括波特图分析仪、任意波形发生器、动态信号分析仪（快速傅里叶变换）、数字输入和数字输出。通过这些的仪器设备，结合LabVIEW软件，可以实现基础理论验证、专业原理仿真和综合设计项目开发，用于测试测量、虚拟仪器、传感器实验等课程教学和学生创新实践中

通过本套实验系统平台，能够对虚拟仪器的技术概念、LabVIEW软件、仪器接口的规范和技术、传感器技术与计算机技术、通信技术及微电子技术等相关技术有了进一步的了解。从而掌握LabVIEW的使用和编程方法，会编写软件，掌握常见物理量如温度、湿度、力度、光度、速度等检测方法和电路设计，达到能够根据被测对象及测量要求，合理选用传感器及相应测量电路，运用LabVIEW构建设计相应的自动化的测试测量系统，认识到常见测控系统中传感器电路工作原理及其在测量与控制中的作用，认识到虚拟仪器技术在工业控制、信息技术应用的重要性，使得独立设计自动化测试测量系统和智能化仪器仪表的能力得到提高。

二、功能与参数

一、电源部分：

1、 固定电压输出电源：

八个输出端，分别是

+15V、-15V、+5V，200mA电流能力（由板载电路稳压提供）

+15V、-15V、+5V，总功率500mW输出能力（由myDAQ提供）

+24V，3A电流能力（由开关电源提供）

-24V，0.5A电流能力（由开关电源提供）

2、 程控电压输出电源：

两路输出，分别是，

0～+15V，0～-15V，200mA电流能力（由板载电路提供）

3、各路电源输出均有过载保护

二、平台扩展仪器部分：

1、示波器

1、通道：2个

2、分压比：1：3

3、带宽：200K

2、二极管特征分析仪：

1、输入电压：-10V～+10V

2、驱动电流：0～5mA

3、三极管特征分析仪：

1、输入电压：-10V～+10V

2、扫描电流：20uA～2mA

4、双路继电器：

1、控制电平：TTL

2、额定电压：5V

3、触电容量：10A/250VAC

4、触点形式：1H,1Z

5、信号源：

1、频率：300hz～20Khz

2、种类：方波，角波，正弦波；

3、幅度：0～24Vpp

三、myDAQ采集卡参数：

1、模拟输入：

2个差分模拟输入通道。可被配置为通用高阻抗差分电压输入或音频输入。模拟输入为多路复用，即通过一个模数转换器(ADC) 对两个通道进行采样。在通用模式下，测量信号范围为±10 V，分辨率16位，200K/s采样率。在音频模式下，两个通道分别表示左右立体声信号输入。

2、模拟输出：

2个模拟输出通道。可被配置为通用电压输出或音频输出。两个通道均可用作数模转换器(DAC)，因此可进行同步更新。在通用模式下，生成信号范围为±10 V，分辨率16位，200K/s采样率。在音频模式下，两个通道分别表示左右立体声信号输出。

3、数字输入输出：

8个DIO数据线。每条数据线为一个可编程函数接口(PFI)，表示其可被配置为通用软件定时数字输入或输出，或可用作数字计数器的特殊函数输入或输出。

5、电源：

3个可供使用的电源。+15 V和–15 V可用于电源模拟组件。例如，运算放大器和线性稳压器。+5 V可用于电源数字组件。例如，逻辑设备。

6、数字万用表(DMM)：

提供测量电压（直流和交流）、电流（直流和交流）、电阻和二极管电压压降的函数。

DC电压：60 V、20 V、2 V和200 mV范围

AC电压：20 V、2 V和200 mV范围

DC电流：1 A、200 mA和20 mA范围

AC电流：1 A、200 mA和20 mA范围

 电阻：20 MW、2 MW、200 kW、20 kW、2 kW和200 W范围。

 二极管：2 V范围

 音频连续性测试

 分辨率 （显示的有效位）：3.5

四、实验模块：

一、温度（热敏电阻）检测与调理硬件模块

1、实验温度：0～150摄氏度

2、输出电压：0～10V

3、电源：正负15V、正5V

二、温度（铂电阻电阻）检测与调理硬件模块

1、实验温度：0～350摄氏度

2、输出电压：0～10V

3、电源：正负15V、正5V

三、温度（热电偶电阻）检测与调理硬件模块

1、实验温度：0～350摄氏度

2、输出电压：0～10V

3、电源：正负15V、正5V

四、湿度（电阻式）检测与调理硬件模块

1、湿度范围：0～100RH%

2、输出频率：0～100Hz

3、电源：正5V

五、湿度（电容式）检测与调理硬件模块

1、湿度范围：0～100RH%

2、输出频率：7351～6033Hz

3、电源：正5V

六、压力(重力)检测与调理硬件模块

1、测量范围：0～2Kg

2、输出电压：0～10V

3、电源：正负15V、正5V

七、光强度(光敏电阻)检测与调理硬件模块

1、测量范围：0～65535Lx

2、输出电压：0～10V

3、输出频率：0～65535Hz

4、电源：正负15V、正5V

八、光强度(光敏二极管)检测与调理硬件模块

1、测量范围：0～65535Lx

2、输出电压：0～10V

3、输出频率：0～65535Hz

4、电源：正负15V、正5V

九、光强度(光敏三极管)检测与调理硬件模块

1、测量范围：0～65535Lx

2、输出电压：0～10V

3、输出频率：0～65535Hz

4、电源：正负15V、正5V

十、线性霍尔磁敏检测与调理硬件模块

1、测量范围：0～1000G

2、输出电压：0～10V

3、电源：正负15V、正5V

十一、开关霍尔磁敏检测与调理硬件模块

1、输出方式：TTL

2、输出高电平：4.5V以上

3、输出低电平：0.7V以下

4、输出频率：5K以内

5、电源：正负15V、正5V

十二、声音（电容式）检测与处理硬件模块

1、响应频率：20～20KHz

2、失真度：小于1%

3、电源：正5V

十三、电热温度模块

1、控制方式：模拟输入、PWM方式

2、温度范围：室温～350摄氏度

3、电源：5V～24V

五、实验内容：

每个实验由以下内容组成：

一、实验目的

二、实验内容

三、实验原理

四、电路说明

五、程序说明

六、实验准备

七、实验过程

八、实验总结

注意事项

误差分析

系统误差：

随即误差：

九、扩展与思考

基本实验

实验一   myDAQ数据采集卡测试实验

实验二   系统平台各部分测试实验

应用实验

温度测量与控制实验      

实验一   以热敏电阻为感温元件的温度测量与控制实验

实验二   以PT100铂电阻为感温元件的温度测量与控制实验  

实验三   以PT1000铂电阻为感温元件的温度测量与控制实验

实验三   以K型热电偶为感温元件的温度测量与控制实验       

实验六   以CU50铜电阻为感温元件的温度测量与控制实验    

实验七   红外方式为感温元件的温度测量与控制实验      

实验八   声波方式的温度测量与控制实验

实验二   以二极管为感温元件的温度测量与控制实验      

湿度测量与控制实验      

实验一   电容式的湿度测量与控制实验     

实验二   电阻式的湿度度测量与控制实验

力的测量与控制实验      

实验一   电阻应变片式的重量测量与控制实验

实验二   电阻应变片式的气压测量与控制实验

实验三   电容式的加速度测量与控制实验

光照测量与控制实验

实验一   以光敏电阻为感光元件的光照测量与控制实验

实验二   以光敏二极管为感光元件的光照测量与控制实验      

实验三   以光敏三极管为感光元件的光照测量与控制实验      

磁场强测量与控制实验

实验一   线性霍尔式的磁场强感应与控制实验

实验二   开关霍尔式的磁场强感应与控制实验

声音测量与控制实验      

实验二十  驻极体式的声音测量与控制实验        

自接电路实验

实验一   二极管的温度测量实验

实验二   碳膜电阻的温度系数实验

实验四   金属膜电阻的温度系数实验

实验五   三极管的温度漂移实验

实验六   TL431 LM385等电压基准准确度稳定性实验

实验七   STC单片机内部ADC/DAC转换器精度测试

实验八   741运放参数测试实验

实验九   CD4066模拟开关实验

实验十   斩波稳零放大器ICL7650实验

六、实验配件：

实验配件附带如下：

1、 热敏电阻探头一只

2、 铂电阻一只

3、 K型热电偶一只

4、 砝码一套（5g-100g共计200g）

5、 USB供电的LED灯一只

6、 各种规格的电阻、电容、LED、二极管、三极管、运放、单片机等分立元器件一套

7、 220V电源线一条

8、 示波器探头2条

9、 硬质器件间连接线一盒

10、公对公软导线20根

七、配套资料：

1  LabVIEW安装包

2  实验程序

3  原理图

4  元器件手册

5  其他应用实验参考

6  技术文档

7  操作视频

其他

NI软件安装说明

实验指导书

光盘目录说明