基于LabVIEW的恒壓式氣體微流量計(jì)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了恒壓式氣體微流量計(jì)的測(cè)量與控制系統(tǒng)，使計(jì)算機(jī)可以對(duì)流量計(jì)的工作全過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，提高了流量計(jì)的自動(dòng)化水平和測(cè)量精度，可在載人飛船艙體氣密性測(cè)試、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑泄漏監(jiān)測(cè)、空間環(huán)模設(shè)備真空度測(cè)量等航天任務(wù)中發(fā)揮重要作用。 采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡、電機(jī)控制卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡、位置控制卡等計(jì)算機(jī)控制設(shè)備以及伺服電機(jī)、平動(dòng)機(jī)構(gòu)、精密絲杠、精密細(xì)活塞、鉑電阻溫度計(jì)等部件組成測(cè)控系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，可對(duì)變?nèi)菔覊毫?、氣體溫度和變?nèi)菔殷w積變

2、化率進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)數(shù)字PID和壓力鋸齒波動(dòng)(△p/p=1‰)兩種恒壓控制模式，對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和速度(最小為3 μ m/s)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了微小氣體流量的測(cè)量。該設(shè)計(jì)方案在國(guó)內(nèi)尚屬首次，具有創(chuàng)新性。 測(cè)控系統(tǒng)工作軟件在美國(guó)NI公司的LabVIEW圖形化軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，通過(guò)安裝調(diào)試專用驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了在LabVIEW中直接調(diào)用計(jì)算機(jī)板卡的各項(xiàng)功能。采用了結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，編寫了完整的功能子模塊，使工作軟件具有數(shù)據(jù)采集、流量

3、計(jì)算與保存、動(dòng)畫顯示實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、實(shí)時(shí)分析測(cè)量曲線等多種功能，軟件界面友好、操作方便，提高了工作效率。 開(kāi)展了測(cè)控系統(tǒng)的性能試驗(yàn)研究，分析了流量測(cè)量不確定度，并采用流量比對(duì)、真空規(guī)校準(zhǔn)以及小孔流導(dǎo)測(cè)量等多種方法進(jìn)行測(cè)控系統(tǒng)性能驗(yàn)證。結(jié)果表明，應(yīng)用測(cè)控系統(tǒng)后流量計(jì)測(cè)量范圍為(2.809×10<'-8>～4.758×10<'-4>)Pa·m<'3>/s，測(cè)量不確定度小于1.1％。經(jīng)國(guó)防技術(shù)鑒定，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際同類裝置的先進(jìn)水平。