数 据 采 集 系 统
实验指导书
杭州电子科技大学自动化学院
二OO三年六月
实验一 :Agilent34970A数据采集仪基本操作实验
一、实验目的
1.了解Agilent34970A数据采集仪的基本结构和功能。
2.了解Agilent34901A测量模块的基本功能和工作原理。
3.学习Agilent34970A数据采集仪使用面板进行数据采集的方法。
二、实验要求
1.根据Agilent34970A数据采集仪用户手册,掌握各开关、按钮的功能与作用。
2.通过Agilent34901A测量模块,分别对J型热电偶、Pt100、502AT热敏电组、直流电压、直流电流进行测量。
三、实验
内容
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与步骤
1.实验准备
1.1 Agilent34970A数据采集仪的基本功能与性能。
Agilent 34970A数据采集仪是一种精度为6位半的带通讯接口和程序控制的多功能数据采集装置,外形结构如图1、图2所示:
图1 Agilent34970A数据采集仪外形
图2 Agilent34970A数据采集仪后背板
其性能指标和功能如下:
1. 仪器支持热电偶、热电阻和热敏电阻的直接测量,具体包括如下类型:
热电偶:B、E、J、K、N、R|T型,并可进行外部或固定参考温度冷端补偿。
热电阻:R0=49Ω至2.1kΩ,α=0.000385(NID/IEC751)或α=0.000391的所有热电阻。
热敏电阻:2.2 kΩ、5 kΩ、10 kΩ型。
2. 仪器支持直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、二线电阻、四线电阻、频率、周期等11种信号的测量。
3. 可对测量信号进行增益和偏移(Mx+B)的设置。
4. 具有数字量输入/输出、定时和计数功能。
5. 能进行度量单位、量程、分辨率和积分周期的自由设置。
6. 具有报警设置和输出功能。
7. 热电偶测量基本准确度:1.0℃,温度系数:0.03℃。
8. 热电阻测量基本准确度:0.06℃,温度系数:0.003℃。
9. 热敏电阻测量基本准确度:0.08℃,温度系数:0.003℃。
10. 直流电压测量基本准确度:0.002+0.005(读数的℅+量程的℅)。
11. 直流电流测量基本准确度:0.08+0.01(读数的℅+量程的℅)。
12. 电阻测量基本准确度:0.008+0.001(读数的℅+量程的℅)。
13. 交流电压测量基本准确度:0.05+0.04(读数的℅+量程的℅)(10Hz~20kHz时)。
14. 交流电流测量基本准确度:0.1+0.04(读数的℅+量程的℅)(10Hz~5kHz时)。
15. 频率、周期测量基本准确度:0.01(读数的℅)(40Hz~300kHz时)。
16. 具有系统状态、校准设置和数据存储等功能。
1.2 Agilent34970A数据采集仪的面板按钮功能与作用。
1.
在所显示的通道上配置测量参数:
● 在显示的通道上选择测量功能(直流电压、电阻等);
● 选择温度测量的传感器类型;
● 选择温度测量的单位(℃、℉、K);
● 选择测量量程或自动量程设置;
● 选择测量量程分辨率;
● 将测量配置复制和粘贴到其它通道。
2.
为所显示的通道配置定标参数:
● 为所显示的通道设置增益(“M”)和偏移(“B”)值;
● 进行零测量并将它作为偏移量存储;
● 为所显示的通道指定自定义标记(RPM、PSI等);
3.
在所显示的通道上配置报警:
● 选择四个报警之一来
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所显示的通道上的报警条件;
● 为所显示的通道配置上限、下限或两者;
● 配置将启动报警的位模式(只适于数字输入)
4.
配置四个报警输出的硬件线路:
● 清除四个报警输出线路的状态;
● 为四个报警输出线路选择“Latch(锁存)”或“Track(跟踪);”模式;
● 为四个报警输出线路选择斜率(上升沿或下降沿)。
5.
配置控制扫描间隔的事件或动作:
● 选择扫描间隔方式(间隔、手动、外部或报警);
● 选择扫描计数。
6.
在所显示的通道上配置高级测量特性:
● 在所显示的通道上配置测量的积分时间;
● 设置扫描时的通道至通道延时;
● 允许/禁止热电偶检查功能(只适于T/C测量);
● 选择参考结来源(只适于T/C测量);
● 允许/禁止偏移补偿(只适于电阻测量);
● 为数字操作选择二进制或十进制方式(只适于数字输入/输出)
● 配制计数器复位模式(只适于计数器);
● 为计数器操作选择所检测的沿(上升或下降)。
7.
配置系统相关的仪器参数:
● 设置实时系统时钟和日历;
● 查询主机和所安装模块的固件版本;
● 选择仪器的开机配置(上一个或出厂复位值);
● 允许/禁止内部数字万用
表
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;
● 加密/解密仪器以便校准。
8.
查看读数、报警和错误:
● 从存储器中查看最后100个扫描读数(最后、最小、最大和平均);
● 查看报警队列中的前20个报警(出现报警的读数和时间);
● 选择仪器的开机配置(上一个或出厂复位值);
● 查看错误队列中的10个错误;
l 读取所显示继电器的开关次数(继电器维护特性)。
9.
存储和调用仪器状态:
● 在非易失性存储器中存储5种仪器状态;
● 为每个存储位置指定一个名称;
● 调用所存储的状态、关机状态、出厂复位状态或预置状态。
10.
监视所选的通道。
11.
运行扫描并将读数存储在存储器中:
12.
读取数据。
13.
编辑数据数据。
14.
选择通道、参数。
15.
选择槽数、查看多个数据
16.
打开多路转换器上的所定的通道(即断开通道)。
17.
关闭多路转换器上的所定的通道(即闭合通道)。
2.实验内容:
分别将1个J型热电偶、1个P t100(α=0.000385)型热电阻、1个5 kΩ型热敏电阻、1个直流电压(0.2~1.5V)、1个直流电流(10~100mA)接到Agilent34901A测量模块(如图3所示)的01、02、03、05、21通道中,并分别对它们进行通道配置,最后采样扫描、读取数据。
图3 Agilent34901A测量模块
3.实验步骤:
3.1 按实验内容的要求将上述传感器和信号引线接到规定通道的接线端,并拧紧固定。具体方法如图4所示:
a.用一字螺丝刀拧开盖板螺丝。 b.将引线接到规定通道的接线端。
c.将引线沿槽绕出到出孔处。 d.重新盖好盖板并拧紧螺丝。
图4 模块接线图
3.2 将Agilent34901A测量模块插入Agilent34970A数据采集仪背部的最上面的槽中(即1#槽)。如图5所示:
图4 模块安装图
3.3 打开电源开关按钮,设置各通道配置:(以J型热电偶配置为例)
1.用 和 按钮、旋扭选择101通道(在显示屏的CHANNEL框中显示出该通道为止);
2.按键,再通过旋转 旋扭,直到显示屏出现TEMPERATURE(温 度)。
3.再按键(表示确定并继续设置),再通过旋转 旋扭,直到显示屏出现THERMOCOUPLE(热电偶)。
4.再按键(表示确定并继续设置),再通过旋转 旋扭,直到显示屏出现J TYPE T/C(J型热电偶,并带冷端补偿)。
5.再按键(表示确定并继续设置),再通过旋转 旋扭,直到显示屏出现UNITS ℃ (度量单位为摄氏度)。
6.再按键(表示确定并继续设置),再通过旋转 旋扭,直到显示屏出现DISPLAY 0.1 ℃ (显示精度0.1 ℃)。
7.再按键,即可完成设置并退出。
其余各通道配置类似上述操作,具体步骤略。
3.4 配置各通道后,按按钮开始扫描。
3.5 按按钮,再通过旋转 旋扭,直到显示屏出现READINGS (读数)。
3.6 按按钮(表示确定),即可在显示屏上看到刚才扫描得到的读数,通过旋转 旋扭,可以看到各通道的数据。此外,还可以通过 按钮查看该各通道的最后值、最小值、最大值、平均值等数据。
3.6 将各温度和直流信号的大小,重新采样并观测数据的变化情况。
四、实验报告
1. 总结Agilent34970A数据采集仪基本功能,并分析与A/D采集卡的区别
2. 写出Pt100热电阻和直流电流通道配置的步骤。
实验二 :Agilent34970A数据采集仪远程操作实验
一、实验目的
1.了解Agilent34970A数据采集仪的远程接口的功能。
2.了解GPIB总线的结构和工作原理
3.学习Agilent34901A远程程控指令—SCPI语言和程控控制的基本操作方法。
4.学习VB6.0开发软件控制Agilent34970A数据采集仪的编程方法
二、实验要求
1.掌握仪器远程接口的面板设置方法。
2.采用VB6.0开发软件进行编程,实现对Agilent34970A数据采集仪进行远程通道配置、数据采集、显示等功能。
三、实验内容与步骤
1.实验准备
1.1 Agilent34970A数据采集仪的远程接口的基本情况
Agilent 34970A数据采集仪带有RS-232C和GPIB两种通讯接口,在高精度测量的场合,采用GPIB接口进行通讯时,不但数据通讯质量高、性能稳定,而且传送数据的速度高(大约是RS-232C的10倍)。
GPIB是一个数字化的 24脚并行总线,它包括 8条数据线、5条控制信号线、3条挂钩线、 7条地线、1条屏蔽线,使用 8位并行、字节串行的双向挂钩和双向异步通讯方式。由于GPIB的数据单位是字节 (8位 ),数据一般以ASCⅡ码字符串方式传送,传送速度一般可达250~500KB/S,最高可达1MB/S。
GPIB的一个重要特点是联接方式为总线式联接,仪器直接并联在总线上,一个接口可连接14个GPIB接口的仪器,它们相互之间可以直接进行通讯。GPIB有一个控者 (PC机)来控制总线,在总线上传送仪器命令和数据,控者寻址一个讲者、一个或者多个听者,数据串在总线上从讲者向听者传送。