技術(shù)頻道

      RIGOL DM3064試用手記(II)


      ——高速數(shù)據(jù)采集與任意傳感器功能結(jié)合多普勒效應的應用

      在上篇文章中,大家共同體驗了RIGOL DM3064臺式數(shù)字萬用表豐富的功能與人性化的設(shè)計,本文中將繼續(xù)與它的高速數(shù)據(jù)采集、任意傳感器測量功能親密接觸。
      高速數(shù)據(jù)采集、任意傳感器,這些新增且非常實用的功能對萬用表而言可謂具有劃時代意義,讓項目測試開發(fā)工作更加得心應手。為了體會首款國產(chǎn)高性能六位半數(shù)字萬用表的魅力,筆者把DM3064應用到了多普勒測速實驗系統(tǒng)的開發(fā)中。

      實驗系統(tǒng)設(shè)計如下:
      運動物體反射的超聲波信號經(jīng)模擬乘法器與原信號相乘,濾波得到差頻信息后采樣進行信號處理,進而得到可靠可用的信息,最終計算出移動物體的速率。
      系統(tǒng)中應用多普勒效應測量移動物體速率,發(fā)射器與接受器全部靜止,運動物體反射聲波。由多普勒效應公式推導并簡化得:
      其中 為實驗中的待測量即移動物體速率, 為多普勒頻移。 為聲速, 為聲波頻率。
      為了快速開發(fā)這套系統(tǒng),應用RIGOL DM3064數(shù)字萬用表進行可行性驗證。

      預期項目待測信息:
      1. 環(huán)境溫度。因為聲速和溫度息息相關(guān),所以這里要測得準確的溫度信息計算出聲速,即 的大小。
      2. 經(jīng)乘法器后的差頻信息。即多普勒頻移值 的大小。
      3. 光電門觸發(fā)檢測。為了把多普勒測速值與經(jīng)典光電門測速值進行比對,需要在物體通過光電門測速的同時啟動萬用表,捕獲此刻的測速信息。即用光電門作為測量的外部觸發(fā)源。

      系統(tǒng)的搭建與測量
      系統(tǒng)框架如圖:

      圖1. 多普勒測速系統(tǒng)

      圖2. 引入DM3064的多普勒測速實驗系統(tǒng)
      1.聲速測量
      在實驗室條件下,采用鉑金電阻溫度探頭作為溫度傳感器。應用DM3064的任意傳感器功能,結(jié)合鉑金電阻溫度探頭的阻值溫度對照表配置溫度傳感器功能:
      進入任意傳感器菜單,命名后選擇類型為兩線電阻(2WR),單位為 。之后添加參考值。

      圖3. 任意傳感器設(shè)置
      添加完畢后進行清零操作。開始測量。
      這種測量方式在獲得溫度信息后還需要計算得出聲速,故改進為電阻->聲速映射的傳感器,只需要在DM3064上簡單的更新參考值對應即可,方便、快捷。
      2.差頻信息測量
      本系統(tǒng)測速的關(guān)鍵是得到準確的差頻信息 ,而且為了繪制連續(xù)的速度曲線,需要對差頻信息連續(xù)快速采集。
      RIGOL DM3064數(shù)字萬用表巡檢軟件Ultralogger提供2個測量功能選擇,分別為多通道多測量任務巡檢(Scan)和高速單通道大批量數(shù)據(jù)采集 (Data Log)。針對當前監(jiān)測需求,采用后者。
      首先建立一個任務工程,在工程建立的同時,系統(tǒng)會自動建立一個對應于該工程的數(shù)據(jù)庫,用于存放用戶定制的任務項目和測量數(shù)據(jù)。

      圖4. DataLog 設(shè)置

      圖5. DataLog差頻波形
      通過USB連接RIGOL DM3064數(shù)字萬用表到PC,單擊下載按鈕,將上面步驟中制定好的任務表下載到RIGOL DM3064數(shù)字萬用表中保存,單擊開始按鈕后任務開始。(在第一次連接時,如果萬用表的狀態(tài)為空閑,PC將自動同步萬用表中的RTC時間,以防兩者時間不一樣出現(xiàn)誤差。)
      任務保存在RIGOL DM3064數(shù)字萬用表中,如果不需要當前PC執(zhí)行操作或顯示采集數(shù)據(jù),可以斷開連接,對萬用表的操作不會產(chǎn)生影響。
      RIGOL DM3064數(shù)字萬用表按照制定的任務去采集測量值,PC能夠通過USB或LAN讀取測量值,保存到PC中,同時萬用表中的FLASH也能保存測量值,不過其存儲空間相對于自然要比PC小很多。
      PC讀取數(shù)據(jù)后保存到數(shù)據(jù)庫中,該數(shù)據(jù)庫在建立工程的同時自動建立,所以不需要額外去開發(fā)數(shù)據(jù)庫。對于讀取的數(shù)據(jù),軟件提供表格和圖像兩種顯示方式,如果軟件處于監(jiān)視狀態(tài),表格和圖像都會自動刷新。出現(xiàn)報警情況將會有顯示和聲音的報警提示。
      按照上述方法,可測得連續(xù)的高精度差頻波形,同時整個過程數(shù)據(jù)被記錄在數(shù)據(jù)文件中,便于分析、處理。
      這樣,應用高速數(shù)據(jù)采集得到的結(jié)果可以為各種處理算法提供原始數(shù)據(jù),比如直接傅立葉變換、快速傅立葉變換以及等效濾波法等等。但是,不能應用其直接繪出差頻量曲線。這時,如果想要得到直觀的速度曲線,可以繼續(xù)應用DM3064強大的任意傳感器功能,建立頻率-速度型傳感器,進而可得到速度曲線。

      圖6. 頻率-速度傳感器曲線
      3.光電門觸發(fā)檢測
      為了比對速度,這里測量通過光電門時多普勒頻移。把DM3064表筆接到多普勒系統(tǒng)的差頻輸出端,按照任意傳感器的設(shè)置方法設(shè)置好頻率->速度對應關(guān)系。選擇觸發(fā)源為外部觸發(fā),并把觸發(fā)電纜引到光電門的整形輸出端。
      配置好后,每經(jīng)過光電門一次,DM3064顯示此刻的速度值,可與光電門測速值進行比對。

      系統(tǒng)中的問題分析
      按照上述方案搭建的系統(tǒng)符合預期要求,能夠較好的完成精準的多普勒測速功能。但在測量中發(fā)現(xiàn)速度曲線的起始段發(fā)生畸變。借助DM3064強大的高速采集功能分析初始段波形。發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的是尖峰干擾。分析得知是啟動有刷電機瞬間所致的干擾,調(diào)整電刷兩線與地間電容后,使用Data Log功能再次查看,干擾有效的得到解決。
      總結(jié)
      RIGOL RIGOL DM3064的引入大大加快了系統(tǒng)的開發(fā)進程,更便于系統(tǒng)各部分功能模塊的測試與故障分析。任意傳感器與高速數(shù)據(jù)采集功能使臺式數(shù)字萬用表與系統(tǒng)融為一體,承擔起系統(tǒng)的功能,在可行性驗證以及系統(tǒng)調(diào)試時是十分必要的。
      作為工程師的一把利器,北京普源精電科技有限公司的DM3064有著廣闊的應用前景,強大且完善的功能可以勝任更多創(chuàng)新任務!





      文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

      主站蜘蛛池模板: 日本一区二区三区中文字幕| 国产福利日本一区二区三区| 日产精品久久久一区二区| 精品福利一区二区三区精品国产第一国产综合精品| 97精品一区二区视频在线观看| 一区二区三区在线播放视频| 韩国一区二区三区| 国产精品一区12p| 亚洲AV无码国产一区二区三区| 无码精品人妻一区| 久久精品日韩一区国产二区| 亚洲一区二区三区无码中文字幕 | 国产伦精品一区二区三区视频小说| 大伊香蕉精品一区视频在线| 天天视频一区二区三区| 亚洲日本久久一区二区va| 在线观看国产区亚洲一区成人| 午夜在线视频一区二区三区 | 国产熟女一区二区三区四区五区 | 激情无码亚洲一区二区三区| 精品无码一区在线观看| 精品日产一区二区三区手机| 国产一区二区视频在线观看| 色一乱一伦一区一直爽| 国产在线观看91精品一区| 国模无码视频一区| 国产综合精品一区二区| 国语对白一区二区三区| 日本免费一区二区三区最新| 无码午夜人妻一区二区不卡视频 | 日本一区二区在线不卡| 波多野结衣在线观看一区| 国产精品538一区二区在线| 日韩精品一区二区三区中文版| 亚洲AV无码一区二区三区网址 | 免费无码AV一区二区| 国产在线观看91精品一区 | 亚洲福利秒拍一区二区| 中文字幕一区二区三区5566| 久久伊人精品一区二区三区| 精品无码一区二区三区爱欲九九|