实验三 交流电流数据采集系统设计

一、 实验目的

1．熟悉Labview软件的基本使用方法;

2．了解数据采集的基本原理、LabVIEW在数据采集方面的应用；

3．掌握利用单片机、霍尔传感器测量交流电流的原理与技术。

二、 实验原理

数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析、处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。

本实验选用Arduino、ACS712设计交流电流测量模块并在Proteus软件中实现仿真，在仿真环境中通过串口模块发送交流电流采样数据。采用LabVIEW设计上位机数据采集软件，该软件接收来自串口的数据。利用free virtualserialport tools在电脑中虚拟一对串口，Proteus与Labview中串口元件分别跟这一对串口连接。交流电流测量模块、数据采集软件组成交流数据采集系统，如图1-1所示。

图1-1a交流电流数据采集系统-Proteus交流电流测量模块

图1-1b交流电流数据采集系统-LabVIEW上位机数据采集软件

三、 实验仪器设备和器材

1. 计算机 １台

2. Labview 1套

3. Proteus 1套

4. Free virtual serial port tools 1套

四、 实验要求

1. 预习要求：

1，安装Proteus、arduino-1.8.19-windows、Free virtual serial port tools这三款软件。

2，安装Labview、ni-visa。

2. 实验内容：

在Proteus软件中利用Arduino、ACS712搭建交流电流测量模块并编写程序实现交流数据采集与发送，采用Labview实现上位机数据采集软件。

3. 注意事项：

a) 确定Arduino的AD采样率应综合考虑交流电流频率和Arduino的运算速度。

b) 正确配置串口波特率，可以利用串口调试助手分别调试Proteus仿真项目和Labview上位机软件。

五、 实验步骤

1，软件安装

首先，安装Proteus、arduino-1.8.19-windows、Free virtual serial port tools这三款软件。为了在Proteus

中仿真运行Arduino程序，需要对Proteus进行如下设置。

第一步：在proteus中打开arduino仿真示例，点击“Source Code”选项卡。

第二步：点击“系统”菜单下的“编译器配置”，打开编译器配置对话框，配置ArduinoAVR的编译器安装路径，即arduino-1.8.19-windows的安装路径。

2，在Proteus中编写程序

示例AC measure with accumulate-16.dsprj中的程序已实现了采集交流电流，参考该项目，实现将采集到的交流电流采样值发送到上位机软件。

3，采用Labview实现上位机数据采集软件

参考示例Serial Data Acquisition.vi，利用Labview设计上位机数据采集软件。

六、 实验思考题

数据采集软件在本实验中有什么作用？你是否能利用通信协议(比如Modbus)传输数据？

七、实验报告要求

实验报告除填写“实验目的”外，在内容栏应主要包括如下几部分：

1.“实验原理”简述；

2.“实验系统硬件结构”描述；（要求图文并茂，包括电路图、整个系统结构图，并有对应的文字说明。）

3.“检测软件功能”说明；

4.“实验步骤和实验数据”记录；

5.“实验数据处理分析”；（对实验数据统计、整理，将实验结果用图表和文字进行分析，并给出结论。）

6.“其他”；可以提出该实验存在的问题、本人尚不明白的问题、建议和意见等。