基于LabVIEW的LED结温与光衰监测系统
2.2 数据采集卡
本系统采用的是由美国NI 公司的USB-6009 型号的多功能数据采集卡,其最高采集速率为48kS/s,8 路模拟输入通道,14 位分辨率,12 条数字I/O 线,2 路模拟输出,以及1个计数器。为了得到更精确的采集数据,避免外界干扰,本系统采用差分式的方式进行电压采集。由六个输入接口形成三个采集通道,同时对三个电压信号采集。可以通过软件对相应的通道进行配置,如:采样频率、电压采集范围等。
2.3 工作电流的采集
由于采集卡的信号输入是电压信号,在LED 电路中串联一个电阻,通过采集电阻上的压降,换算出电流。这里采用0.1 Ω 小电阻,可忽略对系统的影响。监测工作电流的目的是为了直接观测到LED 灯工作于恒流状态,结电压的变化只取决于结温的变化。
2.4 LED 工作电压采集及结温的换算
根据正向电压法原理,由其他实验得到本实验中LED 的结温Tj 与电压Vj 之间的关系式为:本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/169119.htm
式中Vj 为LED 结电压(mv);Tj 为结温(℃)。在18 只LED 中任意选取5 只LED,测量两端电压求平均值即得到单只LED 工作电压。采集的电压信号到结温温度值的标度变换由LabVIEW 程序来实现,标度变换公式为(1)式。
2.5 光照度的采集
由于光照度与发光强度之间的光度学关系式[3]E=I/R2,在轴向定距监测LED 光照度的变化,即监测LED 光强变化。利用采集卡采集照度计探头的电压信号,通过光照度同电压的函数关系由LabVIEW 换算得到光照度。通过实验及曲线拟合,得出光照度E(lx)与照度计探头输出电压V(mv)的函数关系式为:
3.系统软件设计
本系统以LabVIEW程序作为控制软件。LabVIEW程序是目前国际广泛应用于仪器控制、自动化测试、数据分析处理等领域的编程平台。它是基于图形化的程序语言G的开发软件,使用这种语言编程时,基本上不写程序代码,取而代之的是流程图。LabVIEW程序将计算机与采集卡结合,控制采集卡采集电压模拟信号,并对信号进行分析处理,把信号转换为相应的数据后,以文本形式在计算机中储存和以多种形式在前面板上显示。
3.1 程序框图
LabVIEW 程序应用平铺式顺序结构进行编程,分为两帧。第一帧实现数据的采集、记录和实时显示,如图2。第二帧实现光照度波形回放和各个数据最大最小运算,如图3。
图2 第一帧程序框图
图3 第二帧程序框图
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