土槽室温虚拟测试系统设计

　　引言

　　土槽室内温度的变化对土槽实验用土物理机械参数的影响必将对与土壤相关实验的试验结果产生较大影响，为进一步提高土壤实验测量结果的准确性，在试验前期的土壤处理期间，可利用温度虚拟测试系统对土槽室温进行长时间的测量与分析，以期找出实验用土的含水量、坚实度等物理机械参数与室温变化之间的关系，为使用这种关系，在试验过程中和试验后期，都实时进行了土槽室温的测量与存储I’，2，31。基于计算机技术的虚拟仪器在测试领域的广泛应用，其具有功能多样、自动操作、通道可调、系统开放、占地空间小及开发和扩展费用低等诸多优点，在测试领域逐步得到了认可。另外，虚拟仪器素有“软件即仪器”之称，所以软件设计是虚拟仪器的核心[’.5·6]。基于图形化软件DASYLab设计的温度虚拟测试系统可实现试验数据的实时采集与分析、数据的在线运算、结果的实时显示、数据的实时存储及相应的控制功能等，该测试系统己被多次用于土槽室温的测试与分析试验。

　　2温度虚拟测试系统设计

　　温度虚拟测试系统在进行土槽室温测试试验时，按信号传输顺序，系统的测试原理及在各个阶段误差消除措施的原理流程框图如图1所示。为使设计的温度虚拟测试系统有较高的测量精度，测试系统还需满足如下两点要求:a.具有较强的抗干扰性能。b.采样频率可调，以使得测试系统可长时间连续工作。

　　2.1硬件构成与设置

　　在硬件方面，温度虚拟测试系统由信号调理模块5B34一02、信号扩展模块DBK42、数据采集模块DAQBOO刃120和笔记本电脑构成。图1中所示的信号调理与转换功能由信号调理模块5B34一02、信号扩展模块DBK42和数据采集模块DAQB0o玲120共同实现。温度虚拟测试系统的硬件构成简图如图2所示。另外，DAQBOOK/120具有s路差分16路单端输，可扩展到256个通道，板上有512个地址的内存供用户定义各通道的增益和采样顺序。温度信号调理模块5B34一02是单通道信号调理模块，其可对所采信号进行放大、滤波、隔离及拟合等处理，试验时可直接将5B34一02插入多功能信号扩展模块DBK42的小巧通道的任一插槽内，二者间具有热插拔性。5B34一02与温度传感器Pt100热电阻(Rl，D)相连，其信号输入端子如图3所示，5B34一02的温度输入范围为O℃到100℃，测量误差为士0.13℃。多功能信号扩展模块DBK42每个共有16个通道，根据具体试验要求，可选用具有不同信号调理功能的SB系列模块与DBK42相连以实现多通道不同信号的同时测试，如可测试应力、电流、电压以及电阻等信号，所以本套虚拟测试系统具有功能多和易扩展等优点。