【正文】 ..................... 32 數(shù)據(jù)處理模塊 ........................................................................................................... 35 數(shù)字濾波 ........................................................................................................ 35 線性化 ............................................................................................................ 36 標度變換 ........................................................................................................ 37 轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù) ............................................................................................ 38 數(shù)據(jù)存 取模塊 ........................................................................................................... 39 數(shù)據(jù)保存 ........................................................................................................ 39 寫入測量文件保存數(shù)據(jù) ....................................................................... 40 數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù) ................................................................................. 41 數(shù)據(jù)讀取 ........................................................................................................ 43 數(shù)據(jù)回放 .............................................................................................. 43 歷史數(shù)據(jù)查詢 ..................................................................................... 44 數(shù)據(jù)報警模塊 ........................................................................................................... 46 數(shù)據(jù)顯示模塊 ........................................................................................................... 46 報警記錄查詢模塊 ................................................................................................... 47 第七章 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................................................................................... 49 系統(tǒng)硬件調(diào)試 ........................................................................................................... 49 系統(tǒng)軟件調(diào)試 ........................................................................................................... 49 總結(jié) .......................................................................................................................................... 51 參考文獻 .................................................................................................................................. 53 附錄 .......................................................................................................................................... 55 致謝 .......................................................................................................................................... 56 第一章 緒論 課 題 研究背景 、目的及意義 課題 研究背景 溫度檢測在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研等工作中占有重要地位，溫度檢測儀器的功能和質(zhì)量對于溫度測試的結(jié)果有著很大影響，因此開發(fā)高性能的溫度測試儀是十分必要的。 目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡化的方向飛速發(fā)展，小型、低功耗、高可靠性、低成本的溫度傳感器已經(jīng)越來越受到關(guān)注 ，并廣泛應用于工業(yè)控制和自動化測量系統(tǒng)中。因此如何能將熱電偶溫度測量及技術(shù)有效的與 LabVIEW 虛擬儀器相結(jié)合就 成 了 溫 度 測 試 領(lǐng) 域 的 一 個 新 課 題 。 虛擬儀器技術(shù)從八十年代末開始，已經(jīng)經(jīng)歷十幾年的發(fā)展歷程。 論文的設計任務 虛擬溫度巡檢儀系統(tǒng)是基于虛擬儀器平臺 所開發(fā)的 應用系統(tǒng)， 論文的設計任務主要是 利用 虛擬儀器平臺 的功能構(gòu)建一個集溫度信號的采集、存儲、分析、處理和顯示為一體的溫度檢測系統(tǒng)，對工藝流程中各點的溫度達到實時、可靠檢測的目的。 在數(shù)顯示模塊：采用波形 顯示 ， 數(shù)值顯示 ， 使 溫度 數(shù)值 更加直觀的顯示給用戶，同時可以顯示實時溫度值 與 實時 溫度 曲線 ，可以 使 用戶 對檢測點的溫度情況有更深入的了解。通過這個開關(guān)的掃描切換，實現(xiàn)多通道的采樣。 虛擬儀器是計算機技術(shù)和儀器儀表技術(shù)結(jié)合的產(chǎn) 物。用戶在使用過程中可以根據(jù)需要添加或刪除儀器功能，以滿足各種需求，并且能充分利用計算機豐富的軟硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、表達、傳送、存儲方面的限制?！败浖褪莾x器”是虛擬儀器概念最簡單，也是最本質(zhì)的表述。 虛擬儀器的特點及應用 (1) 虛擬儀器特點 虛擬儀器是計算機技術(shù)介入儀器領(lǐng)域所形成的一種新型的、富有生命力的器種類。從總體而言，虛擬儀器是測量 /測試領(lǐng)域的一個創(chuàng)新概念，改變了人們對儀器的傳統(tǒng)觀念，適應了現(xiàn)代測試系統(tǒng)網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展趨勢。計算機和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。以通用的計算機硬件 及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能，虛擬儀器主要是指這種方式。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器設計日趨模塊化、標準化，設計工作量大大減小。 P C D A QG P I B 儀 器串 口 儀 器V X I 模 塊P X I 模 塊計 算 機被 測 信 號 圖 虛擬儀器構(gòu)成方式 (1) DAQ 歸（ Data Aequisition)數(shù)據(jù)采集卡指的是基于計算機標準總線 (如 ISA、 PCI、USB 等 )的內(nèi)置 功 能插卡。 動態(tài)信號分析儀、任意波形發(fā)生器等。 (2) GPIB(Generae Purpose Irafce Bus)通用接口總線，是計算機和儀器 間 的標準通信協(xié)議。系統(tǒng)中的儀器可以增加、減少或更換，只需對計算機的控制軟件作相應的改動。 (4) Pxl(PCI extension for Instrumentation)是 Compact PCI 總線在儀器領(lǐng)域的擴展，是Nl 公司于 1997 年發(fā)布的一種新的開放性、模塊化儀器總線規(guī)范。PXI 兼容 Compact PCI 機械規(guī)范，并增加了空氣冷卻裝置、環(huán)境測試 (溫度、濕度、振動和沖擊實驗 )等要求。 虛擬儀器的軟件結(jié) 構(gòu) 虛擬儀器技術(shù)的核心是軟件，其軟件基本結(jié)構(gòu)如圖 所示。隨著軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件開發(fā)的模塊化、復用化，和各種硬件儀器驅(qū)動軟件的模塊化、標準化，虛擬儀器軟件開發(fā)將變得更加快速、方便。這些工作對于那些不熟悉這方面知識的工程設計人員來說，要花費大量時間和精力，這樣直接影響了系統(tǒng)開發(fā)的周期和性能。除此以外還有 HP 公司的 HP— VEE， HP— TIG 開發(fā)平臺，美國 Tektrornix 公司的 EzTest， TekTNs 平臺軟件，這些都是國際上公認的優(yōu)秀的虛擬儀器開發(fā)軟件平臺。這是一個功能強大且靈活的軟件。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標和概念，因此， LabVIEW 是一個面向最終用戶的工具。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW 提供了 Windows、 UNIX、 Linux、 Macintosh 的多種版本 。還有一個控制對象—— 開關(guān)，可以啟動和停止工作。流程圖中包括前面板上的控件的連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。 如果將 VI 與標準儀器相比較，那么前面板上的東西就是儀器面板上的東西，而流程圖上的東西相當于儀器箱內(nèi)的東西。如通過使用數(shù)據(jù)探針、高亮執(zhí)行調(diào)試等多種方法，程序以較慢的速度運行，使沒有執(zhí)行的代碼顯示灰色，執(zhí)行后的代碼會高亮顯示，同時在線顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)值，完全跟蹤數(shù)據(jù)流的運行。圖標與連接器在這里相當于圖形化的參數(shù)，在設計大型自檢系統(tǒng)時，一步完 成一個復雜系統(tǒng)的設計是相當有難度的。同時也對于將來系統(tǒng)的維護提供了便利。 虛擬儀器 的 發(fā)展趨勢 及應用 虛擬儀器正在繼續(xù)迅速發(fā)展。虛擬儀器將會在科學技術(shù)的各個領(lǐng)域得到廣泛應用。結(jié)合我國的實際情況，我們必須走引進與自行開發(fā)相結(jié)合的道路。 目前， Nl 提供了多種軟硬件產(chǎn)品，應用遍布電子、機械、通信、汽車制造、生物、醫(yī)藥、化工、科研、教育等各個行業(yè)領(lǐng)域。 第三章 溫度檢測原理 溫度檢測法簡介 自然界中許多物質(zhì)的物理屬性與溫度有關(guān)，如導體的電阻，灼熱物體的顏色和輻射能量都與其本身溫度密切相關(guān)，故溫度檢測的方法也分為多種。但通常我們可把這些對象劃分為固體，液體和氣體狀態(tài)這三 類。固體材料包括金屬材料和非金屬材料。經(jīng)過長期的工程實踐，人們總結(jié)出對固體表面測溫時的幾種提高測試準確度的方法分別為 :等溫線敷設法、平衡加熱法、周期加熱法等。 (3)氣體溫度的測量，實質(zhì)是對氣流溫度的測量。目前，應用最廣泛的溫度傳感器是熱電偶、熱電阻、熱敏電阻、 PN 結(jié)型溫度傳感器以及集成溫度傳感器。使用熱電偶測量溫度時容易引入誤差，由于熱電勢是因不同金屬材料的結(jié)合產(chǎn)生的，故不同材 料連接形成的其他結(jié)也會在電路中引入電壓變化，這一誤差信號稱為冷端誤差。 熱敏電阻由鉆、錳、鎳等金屬的氧化物采用不同的配方高溫燒結(jié)而成，然后采用不同的封裝形式制成珠狀、片狀、桿狀、墊圈狀等形狀，包括三類 :電阻值隨溫度增加而增加的正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻 (PTC)，電 阻值隨溫度增加而減小的負電阻溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC)和在某一特定溫度下電阻值會發(fā)生突變的臨界溫度電阻器 (CTR)。 NP 結(jié)型溫度傳感器利用了在一定的電流模式下， PN結(jié)的正向電壓與溫度之間有很好的線性關(guān)系這一特征，與上述溫度傳感器相比，最大優(yōu)點是輸出特性呈線性，測溫精度高。熱電偶可以用來測量 — 200℃ ～ 1600℃ 范圍內(nèi)的溫度，有些熱電偶甚至可 測 2020℃以上溫度。 熱電偶測溫原理 熱電偶是一種感溫元件 , 它能將溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電勢信號 , 通過電氣測量儀表的配合 , 就能測量出被測的溫度。 如圖 熱電偶測溫原理圖： T 0TAB 圖 熱電偶測溫原理圖 由熱電效應可知，閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢 由兩部分組成，即接觸電勢和溫差電勢，總電勢為 0 0 0 0( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , )AB A B B A B AE t t e t e t t e t e t t? ? ? ?。不同的熱電偶具有不同的分度表。因此在實際應用中，應注意以下兒個方面： (l)避免受到過大的震動和應力作用 ： 當熱敏電阻受到?jīng)_擊、