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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:曾士豪
論文名稱:LabVIEW應用於感測元件平台之研究
指導教授:石文傑石文傑引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:工業教育與技術學系
學門:教育學門
學類:專業科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:圖形化監控系統通用性串列匯流排輸入輸出埠虛擬儀表感測器資料擷取
外文關鍵詞:Graphical monitoring and control systemUniversal serial bus I/OLabVIEWSensorsData capture
相關次數:
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本研究主要在發展以圖形化監控系統為基礎的感測器模組。本系統運用通用性串列匯流排輸入輸出埠的快速、即插即用、熱拔插與可連接眾多設備等特點,搭配虛擬儀表建構出一套可量測不同感測元件的系統,且對所量測之訊號做資料擷取。透過本系統可瞭解不同感測元件之功能、特性與應用外,本研究可在設計圖形化檢測系統中,瞭解如何將軟硬體結合,更能從擷取到之資料發現感測元件的狀態與瞭解現場的狀況。現今自動化控制系統與感測器元件應用越來越廣泛及發展多元化的狀況下,本研究對感測器之教學、檢測、及維修能有所幫助。
This research aims primarily to develop sensor platforms based on the graphical monitoring and control system. This system applies the characteristics of the Universal Serial Bus, Plug-and-play USB I/O, which is fast, hot-pluggable and connectable to many devices, to collocate a virtual LabVIEW to construct a system through which different components of the sensor systems can be measured, and to capture the information from the signal data measured. Through this system, we found different sensing functions, characteristics and applications of the sensing components. While designing the graphics monitor system, we also learned how to combine hardware and software. Moreover, from the data captured, we can also discover the conditions of the sensor components and the status quo of the sensor system. Nowadays, the automatic control system and sensor components have been increasing and widely used. The results of this research are beneficial for the training, detecting, monitoring, and maintenance of the sensors.
目錄
謝誌 I
中文摘要 II
英文摘要 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 5
1.4 論文架構 6
第二章 感測器 7
2.1 光感測器 7
2.2 溫度感測器 15
2.3 感測開關 19
第三章 研究系統架構 27
3.1 USB I/O模組 27
3.2 LabVIEW簡介 33
3.3 系統架構 35
第四章 實驗與驗證結果 43
4.1 光感測器實驗與驗證結果 45
4.2 溫度感測器實驗與驗證結果 56
4.3 感測開關實驗與驗證結果 62
4.4 相關應用實例 71
第五章 結論與建議 79
5.1 結論 79
5.2 建議 80
參考文獻 81

圖目錄
圖2.1 光敏電阻 8
圖2.2 光電晶體 9
圖2.3 太陽電池 10
圖2.4 光耦合器 11
圖2.5 光遮斷器 12
圖2.6 反射式光電開關 13
圖2.7 光纖傳輸感測器 14
圖2.8 熱敏電阻 16
圖2.9 PT-100溫度感測器 17
圖2.10 熱電偶溫度感測器 18
圖2.11 雙金屬溫度開關 19
圖2.12 電磁式近接開關之檢出電路 20
圖2.13 電容式近接開關之檢出電路 21
圖2.14 近接開關 21
圖2.15 極限開關 22
圖2.16 磁簧開關 23
圖2.17 水銀開關 24
圖2.18 水平開關 25
圖2.19 蜂鳴器 26
圖3.1 USB - 4716 31
圖3.2 USB - 4716接腳 32
圖3.3 類比訊號系統架構圖 36
圖3.4 類比訊號系統架構之人機介面圖 36
圖3.5 類比訊號系統架構之程式方塊圖 37
圖3.6 數位訊號系統架構圖 39
圖3.7 數位訊號系統架構之人機介面圖 40
圖3.8 數位訊號系統架構之程式方塊圖 40
圖4.1 類比訊號系統架構之USB I/O型號選擇 43
圖4.2 類比訊號系統架構之USB I/O類比輸入通道選擇 44
圖4.3 類比訊號系統架構之預量測範圍選擇 44
圖4.4 數位訊號系統架構之USB I/O型號選擇 45
圖4.5 光敏電阻實驗電路圖 46
圖4.6 光敏電阻資料擷取波形圖 46
圖4.7 光敏電阻實驗設備圖 46
圖4.8 光電晶體實驗電路圖 47
圖4.9 光電晶體資料擷取波形圖 47
圖4.10 光電晶體實驗設備圖 48
圖4.11 太陽電池實驗電路圖 48
圖4.12 太陽電池資料擷取波形圖 49
圖4.13 太陽電池實驗設備圖 49
圖4.14 光耦合器實驗電路圖 50
圖4.15 光耦合器實驗圖 50
圖4.16 光耦合器實驗設備圖 51
圖4.17 光遮斷器實驗電路圖 51
圖4.18 光遮斷器資料擷取波形圖 52
圖4.19 光遮斷器實驗設備圖 52
圖4.20 反射式光電開關實驗電路圖 53
圖4.21 反射式光電開關資料擷取波形圖 53
圖4.22 反射式光電開關實驗設備圖 54
圖4.23 光纖傳輸感測器實驗電路圖 54
圖4.24 光纖傳輸感測器資料擷取波形圖 55
圖4.25 光纖傳輸感測器實驗設備圖 55
圖4.26 熱敏電阻實驗電路圖 56
圖4.27 熱敏電阻資料擷取波形圖 56
圖4.28 熱敏電阻實驗設備圖 57
圖4.29 PT-100溫度感測器實驗電路圖 57
圖4.30 PT-100溫度感測器初始之資料擷取波形圖 58
圖4.31 PT-100溫度感測器溫度上升後之資料擷取波形圖 58
圖4.32 PT-100溫度感測器實驗設備圖 59
圖4.33 熱電偶實驗電路圖 59
圖4.34 熱電偶資料擷取波形圖 60
圖4.35 熱電偶實驗設備圖 60
圖4.36 雙金屬溫度開關實驗電路圖 61
圖4.37 雙金屬溫度開關資料擷取波形圖 61
圖4.38 雙金屬溫度開關實驗設備圖 62
圖4.39 近接開關實驗電路圖 62
圖4.40 近接開關實驗圖 63
圖4.41 近接開關實驗設備圖 63
圖4.42 極限開關實驗電路圖 64
圖4.43 極限開關實驗圖 64
圖4.44 極限開關實驗設備圖 65
圖4.45 磁簧開關實驗電路圖 65
圖4.46 磁簧開關實驗圖 66
圖4.47 磁簧開關實驗設備圖 66
圖4.48 水銀開關實驗電路圖 67
圖4.49 水銀開關實驗圖 67
圖4.50 水銀開關實驗設備圖 68
圖4.51 水平開關實驗電路圖 68
圖4.52 水平開關實驗圖 69
圖4.53 水平開關實驗設備圖 69
圖4.54 蜂鳴器實驗電路圖 70
圖4.55 蜂鳴器實驗圖 70
圖4.56 蜂鳴器實驗設備圖 71
圖4.57 二位置擺動模組圖 72
圖4.58 二位置擺動模組之動作流程圖 72
圖4.59 本應用之實驗電路圖 73
圖4.60 本應用之人機介面圖 74
圖4.61 本應用之程式方塊圖 74
圖4.62 吸盤手臂向左擺實驗圖 75
圖4.63 吸起物料實驗圖 76
圖4.64 吸盤手臂向左擺實驗設備圖 76
圖4.65 吸盤手臂向右擺實驗圖 77
圖4.66 放下物料實驗圖 77
圖4.67 吸盤手臂向右擺實驗設備圖 78

表目錄
表3.1 USB比較表 29
表3.2 傳統專用儀器與虛擬儀表之比較 34
表3.3 類比訊號系統架構之函數圖介紹 37
表3.4 數位訊號系統架構之函數圖介紹 41
表4.1 增加函數圖介紹 75
81
參考文獻
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