【正文】 ............................................................... 16 附錄Ⅱ ................................................................................................................ 17 第 一 章 緒 論 1 第一章 緒 論 引言 測(cè)控技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和國防科技等諸多領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，它的現(xiàn)代化已被認(rèn)為是科學(xué)技術(shù)、國防現(xiàn)代化的重要條件和明顯標(biāo)志。 20 世紀(jì) 70 年代以來，計(jì)算機(jī)、微電子等技術(shù)迅猛發(fā)展，在其推動(dòng)下，測(cè)控儀器與技術(shù)不斷進(jìn)步，相繼誕生了智能儀器、 PC 儀器、 VXI 儀器、虛擬儀器及互換性虛擬儀器等微機(jī)化儀器及其自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化儀器設(shè)備間的界限日漸模糊，測(cè)控領(lǐng)域和范圍不斷拓寬。 近年來，以計(jì)算機(jī)為中心、以網(wǎng)絡(luò)為核心的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)得到越來越 多的應(yīng)用，尤其是在航空航天等國防科技領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控系統(tǒng)大體上由兩部分組成：測(cè)控終端與傳輸介質(zhì)，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，測(cè)控終端的位置越來越多的被個(gè)人計(jì)算機(jī)所占據(jù)，其中，軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，甚至是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的靈魂，應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)稱為監(jiān)控軟件。傳輸介質(zhì)組成的通信網(wǎng)絡(luò)主要完成數(shù)據(jù)的通信與采集，這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的主體，是完成測(cè)控任務(wù)的主力。因此，這種“監(jiān)控軟件－數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”構(gòu)架的測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，并形成了一套完整的理論。 課 程 設(shè) 計(jì) 背景 傳統(tǒng)靠 人工控制的溫度、濕度、液位等信號(hào)的測(cè)壓﹑力控系統(tǒng)，外圍電路比較復(fù)雜，測(cè)量精度較低，分辨力不高，需進(jìn)行溫度校準(zhǔn) (非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器標(biāo)定等 )；且它們的體積較大、使用不夠方便，更重要的是參數(shù)的設(shè)定需要有其它儀表的參與，外界設(shè)備多，成本高，因而越來越適應(yīng)不了社會(huì)的要求。在對(duì)多類型、多通道信號(hào)同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)和控制中，傳統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)能力有限。如何將計(jì)算機(jī)與各種設(shè)施、設(shè)備結(jié)合，簡(jiǎn)化人第 一 章 緒 論 2 工操作并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，滿足社會(huì)的需求，成為一個(gè)很迫切的問題。溫度檢測(cè)是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分， 在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn) 等方面起著關(guān)鍵的作用。由單片 機(jī)與 LabVIEW 成電路構(gòu)成的溫度傳感器的種類越來越多，測(cè)量的精度越來越高，響應(yīng)時(shí)間越來越短，因其使用方便、無需 變換電路等特點(diǎn)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生產(chǎn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活，以 虛擬儀器 為核心的溫度采集系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油 等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 虛擬儀器 具有處理能強(qiáng)、運(yùn)行速度快、 檢查精度高 等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在溫度測(cè)量與控制方面，控制簡(jiǎn)單方便，測(cè)量范圍廣，精度較高。 虛擬儀器（ VI）是計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)的儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。 LabVIEW 是一個(gè)基于圖形化編程語言的虛擬儀器軟件開發(fā)工具。本文重點(diǎn)介紹了虛擬儀器的界面， LabVIEW 應(yīng)用，并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于虛擬儀器的數(shù)字化溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)開發(fā)過程中數(shù)據(jù)的采集和軟 硬件的設(shè)計(jì)， 虛擬儀器設(shè)備可以由使用者自己定義，這意味著可以自由地組合計(jì)算機(jī)平臺(tái)，硬件（包括傳統(tǒng)儀器），軟件，以及各種實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所需要的附件。這種靈活性在由供應(yīng)商定義，功能固定，獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器上是很難達(dá)到的。常用的數(shù)字萬用表，示波器，信號(hào)發(fā)生器，數(shù)據(jù)記錄儀，以及溫度和壓力監(jiān)控儀器就是這種傳統(tǒng)儀器的代表。從傳統(tǒng)儀器設(shè)備向虛擬儀器設(shè)備的轉(zhuǎn)變，為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)帶來了更多實(shí)際的利益，同時(shí)也促進(jìn)著實(shí)驗(yàn)手段不斷更新。 第 二 章 虛擬儀器介 紹 3 第二章 虛擬儀器介紹 虛擬儀器的概念與特點(diǎn) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的儀器儀表結(jié)合成為一種趨勢(shì)，虛擬儀器是在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，用戶根據(jù)自己的需求來定義和設(shè)計(jì)測(cè)試功能的儀器系統(tǒng)。也就是說虛擬儀器是由用戶利用一些基本硬件及軟件編程技術(shù)組成的各種各樣的儀器系統(tǒng)。 軟件是虛擬儀器的核心 虛擬儀器的硬件確立后，它的功能，如抗混淆濾波、小波分析等主要是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的軟件在虛擬儀器中具有重要的地位。美國國家儀器公司就曾提出一個(gè)著名的口號(hào)軟件就是儀器。 虛擬儀器的性價(jià)比高 一方面，虛擬儀器能同時(shí)對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的測(cè)量，同時(shí)，由于信號(hào)的傳送和數(shù)據(jù)的處理幾乎都是靠數(shù)字信號(hào)或軟件來實(shí)現(xiàn)的， 所以還大大降低了環(huán)境干擾和系統(tǒng)誤差的影響。此外，用戶也可以隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)整虛擬儀器的功能，大大縮短了儀器在改變測(cè)量對(duì)象時(shí)的更新周期；另一方面，采用虛擬儀器還可以減少測(cè)試系統(tǒng)的硬件環(huán)節(jié)，從而降低系統(tǒng)的開發(fā)成本和維護(hù)成本，因此，使用虛擬儀器比傳統(tǒng)儀器經(jīng)濟(jì)。 虛擬儀器具有良好的人機(jī)界面 在虛擬儀器中測(cè)量結(jié)果是通過由軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上生成的、與傳統(tǒng)儀器面板相似的圖形界面由軟面板來實(shí)現(xiàn)的。 第 二 章 虛擬儀器介 紹 4