【正文】 面，我們看到的又是另外一幅場(chǎng)景：整齊的桌面、分明的儀器、有條理的操作，不但能使技師們從復(fù)雜紛亂的儀器堆中解放出來(lái)，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)讀取、自動(dòng)分析、自動(dòng)處理。虛擬采集與控制 數(shù)據(jù)采集卡 GPIB 儀器 PXI VXI 儀器 RS232 儀器 數(shù)據(jù)分析 數(shù)字信號(hào)修理 數(shù)字濾波 統(tǒng)計(jì) 數(shù)字分析 數(shù)據(jù)表 網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫(kù) 硬拷貝輸出 文件 I/O 圖形用戶接口 圖 11 虛擬儀器的功能組成 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 儀器強(qiáng)大的功能和經(jīng)濟(jì)的性能，使他在儀器測(cè)控方面嶄露頭角并有無(wú)限的開(kāi)發(fā)前景。由于虛擬儀器軟件的靈活性，使用者只要更新個(gè)人電腦或測(cè)量硬件，就能以最少的投資或幾乎不用軟件上的升級(jí)就能改進(jìn)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。使用戶的操作十分方便，使用者可以輕松并快捷的配置、創(chuàng)建、存儲(chǔ)、維護(hù)和修改性能高、成本低的一些測(cè)量和控制就能解決的方案。能夠幫助使用者迅速將 多個(gè)測(cè)量設(shè)備組合成單個(gè)的系統(tǒng)，使任務(wù)便的更加輕松。早些時(shí)期的測(cè)量與處理、管理與分析完全風(fēng)馬牛不相及的場(chǎng)景將會(huì)大大不同。 在自動(dòng)控制的方面來(lái)看，虛擬儀器一樣舉足輕重。虛擬儀器超強(qiáng)的計(jì)算能力和龐大的數(shù)據(jù)處理分析功能使他在溫度控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、電子電力儀器、流水線控制等領(lǐng)域中發(fā)揮著強(qiáng)大的能力。所以外掛式虛擬儀器系統(tǒng)成為后測(cè)試系統(tǒng)中的中流砥柱。但是 PXI 平臺(tái)是在PCI 的基礎(chǔ)上的，它有 PCI 的一些優(yōu)點(diǎn)，例如：低成本、持續(xù)提高的高性能、為最終使用者提供主流軟件模型。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在不同位置不同功能作用的分散的測(cè)試設(shè)備聯(lián)系在儀器 上 ，使價(jià)格過(guò)于昂貴的設(shè)備在 Inter 上得以共享。虛擬 儀器在他的構(gòu)成和其獨(dú)特的性能和功能方面性價(jià)比能更上一層樓，他的特性能很好的適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展還有研究方面的深層次問(wèn)題，比如在新的測(cè)量課題和需求。現(xiàn)代生活中很多簡(jiǎn)單的應(yīng)用需 要處理紛繁雜亂的數(shù)據(jù)，特別是數(shù)字、文字、圖像。 數(shù)據(jù)庫(kù)即 Database，是以一定的數(shù)據(jù)模型的組合并能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)存在電腦內(nèi)的大量的可共享數(shù)據(jù)的集合，是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組合、分析、存儲(chǔ)、管理數(shù)據(jù)庫(kù)的倉(cāng)庫(kù)。具有 冗余度小 、獨(dú)立性高和易擴(kuò)展性的特點(diǎn)，然而數(shù)據(jù)能為各種信息的使用者所共享。 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)有以下四個(gè)特點(diǎn)： 1. 面向主題 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的主題是一種數(shù)據(jù)的集合，是一種邏輯概念，是對(duì)分析對(duì)象進(jìn)行較完整的比較和描述。 2. 數(shù)據(jù)集成 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)都有一致的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他們的數(shù)據(jù)源存在很多相對(duì)的 問(wèn)題，然比如同樣的名字卻有不同的意義，數(shù)據(jù)類(lèi)型不一樣，單位相對(duì)字長(zhǎng)的不同。 4. 反映歷史變化 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)被放入其中到最后被刪除掉的整個(gè)時(shí)間段是不斷在變化的，意思是隨著時(shí)間改變有新的東西加入。汽鍋主要由底部加熱絲、汽鍋體、壓力表、安全閥、氣管、電磁閥組成 ，在汽鍋體內(nèi)加入水，通過(guò) 220V 的電源對(duì)底部加熱絲進(jìn)行加熱。通過(guò)這些硬件的連接，便可測(cè)得人們所需要的數(shù)據(jù)，具體操作將在以下說(shuō)明。 DAM3000 與 DAM3039中的 DATA+與（ Y） DATA+、 DATA與（ G） DATA、（ R） +Vs 與（ R） +Vs、（ B） GND與（ B） GND 相連接。 復(fù)位的操作步驟為：在斷電的情況下，將 INIT*與 GND 短接，通電，指示燈由閃爍變成長(zhǎng)亮，則表示模塊復(fù)位完成。 寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 3 軟件 部分 基本 思路與結(jié)構(gòu) 這次課題主要使用的編程軟件是 LabVIEW。前面板 的作用是 人機(jī)交流，也 用于測(cè)控 數(shù)據(jù)的設(shè)定還有輸出 各種 結(jié)果的顯示。所以編程時(shí)只需要從庫(kù)中拿出函數(shù)的圖標(biāo)并編排在儀器，然后再用線連一起就可以。 （ 2）繼承并發(fā)展了結(jié)構(gòu)化和模塊化程序設(shè)計(jì)概念，提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存取、信號(hào)分析處理、算術(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)通信等功能模塊，涵蓋了測(cè)試的各個(gè)環(huán)節(jié)，開(kāi)發(fā)功能高效，可重用性高。 可以在需要偵查的地方加入探針，運(yùn)行程序時(shí)候能夠看到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)值。虛擬儀器系統(tǒng)如此迅速、快捷、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能夠輕松的解決測(cè)控中的一系列問(wèn)題。 LabVIEW 能夠適合各種層次的使用者使用，不僅編程經(jīng)驗(yàn)豐富的人能做好，一些經(jīng)驗(yàn)不足的工程技術(shù)人員也能輕松上手，所以被很多人成為科學(xué)家們的語(yǔ)言。此次測(cè)試系統(tǒng)為多通道，可以選擇 0 到 6 通道之間任意一個(gè)通道進(jìn)行溫度的測(cè)量。并且十分方便的進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的回放和查詢。 溫度采集程序 對(duì)自帶程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改便可以達(dá)到課題所要求的目的。 基于虛擬儀器的汽鍋實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建 20 圖 44 測(cè)溫系統(tǒng)面板 當(dāng)面板 COM1 口下面顯示出 DAM3039 模塊時(shí)，說(shuō)明搜索成功。 創(chuàng)建串口后要進(jìn)行串口的配置，比如地址和波特率。 下圖為程序前面板的整體樣式，顯示了串口號(hào)、模塊地址、波特率、刷新時(shí)間、通道號(hào)、溫度、最大值、最小值、溫幅、操作者、型號(hào)等等很多數(shù)據(jù)。以下為設(shè)計(jì)程序： 圖 48 程序圖 通過(guò)前面板上的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行顯示。此方法只需要一個(gè) Access 數(shù)據(jù)表來(lái)存儲(chǔ)信息以及數(shù)據(jù)文件來(lái)實(shí)現(xiàn) LabVIEW 結(jié)合 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)于數(shù)據(jù)的管理寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 410 數(shù)據(jù)庫(kù)程序 在 access 中建立一個(gè)表格，名稱叫 dataread， 將溫度數(shù)據(jù)、通道號(hào)、操作者存到 dataget這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的 dataread 這個(gè)表格中去 。數(shù)據(jù)源添加完畢后，在 LabVIEW 中即可將測(cè)得的數(shù)據(jù)存入 Access 中。所以在此次課題中，加入了根據(jù)關(guān)鍵字進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢的功能，程序設(shè)計(jì)如圖所示。 在這次研究中，我對(duì)多個(gè)汽鍋進(jìn)行了溫升曲線的檢測(cè)，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，得出了多種不同情況的溫 升曲線，具體情況見(jiàn)圖分析。 下面看看一個(gè)質(zhì)量不是很好的汽鍋溫升曲線，如圖。 基于虛擬儀器的汽鍋實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建 30 圖 419 波形圖 圖中的曲線可以很明顯的 看出，溫度曲線幾乎沒(méi)有任何變化?？梢?jiàn)，這個(gè)汽鍋底部加熱絲的焊接是完全失敗的。更希望以后能有更多的機(jī)會(huì)鍛煉自我。徐建瑜老師在生活和學(xué)習(xí)上給予我無(wú)微不至的關(guān)心和幫助；在科研上，徐 老師一絲不茍的工作精神以及積極樂(lè)觀的人生態(tài)度，讓我學(xué)會(huì)了如何在正確有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)研究、如何積極面對(duì)遇到的各種困難，如何找到克服和解決問(wèn)題的方法等等。 基于虛擬儀器的汽鍋實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建 34 。再次，感謝我一起學(xué)習(xí)和生活的同學(xué)們，對(duì)他們表示由衷的謝意。 Development and application of a multichannel monitoring system for near realtime VOC measurement in a hazardous waste management facility. Science of the Total Environment 382 20xx: 364–374 [10] Kin Yeung, Jie Huang。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中我對(duì) LabVIEW 和 數(shù)據(jù)庫(kù)有了更深層次的了解，通過(guò)這次的課題設(shè)計(jì)，也讓我學(xué)習(xí)到了不少新知識(shí)，鍛煉了獨(dú)自找資料，獨(dú)自學(xué)習(xí)的能力，而且對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中原來(lái)毫無(wú)接觸的學(xué)科有了了解，并且產(chǎn)生了濃厚的興趣，發(fā)現(xiàn)其實(shí)有些解決問(wèn)題的方法。這說(shuō)明了什么問(wèn)題？排除采集卡和 K 線熱電偶的故障，可以說(shuō)明，汽鍋底部加熱絲完全是損壞的。影響了消費(fèi)者的使用，所以這個(gè)是不合格的產(chǎn)品。如圖可見(jiàn)，這個(gè)汽鍋加熱后，達(dá)到最高溫度花了 160 秒左右，曲線的斜率大約為 ，也就是說(shuō)，汽鍋在加熱過(guò)程中，水溫以每秒 攝氏度左右的速度增加。以后如果要查看歷史數(shù)據(jù)， 查詢項(xiàng)目有操作者、型號(hào)、時(shí)間、通道號(hào)等等，可以將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，操作界面如圖所示。 圖 413 程序圖 數(shù)據(jù)顯示在前面板的一個(gè)標(biāo)簽的表格中，具體顯示如圖所示。 基于虛擬儀器的汽鍋實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建 24 圖 411 添加數(shù)據(jù)源 然后點(diǎn)擊 按鈕，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)源驅(qū)動(dòng)選擇的對(duì)話框，選擇 Microsoft Access Driver（ *.mdb） ，如圖所示。 數(shù)據(jù)庫(kù) 的設(shè)計(jì) 本次課題用到了 access 數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)保存測(cè)試的數(shù)據(jù)，可以達(dá)到查詢、回放等功能?？梢园床僮髡吆托吞?hào)進(jìn)行分類(lèi)，可以通過(guò)查找操作者或者型號(hào)，來(lái)查看歷史數(shù)據(jù)，方便快捷。因?yàn)?K線熱電偶的檢測(cè)溫度范圍是 0到 1300攝氏度，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為 0 到 65535，所以將數(shù)據(jù)除以 65535 再乘以 1300，便可以使輸寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 出的溫度為十進(jìn)制。 在前面提到，可以直接通過(guò)調(diào)用 dll 程序來(lái)實(shí)現(xiàn)本次課題的目標(biāo)。因?yàn)?K 線熱電偶的檢測(cè)溫度范圍是0 到 1300 攝氏度，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為 0 到 65535，所以將數(shù)據(jù)除以 65535 再乘以 1300，便可以使輸出的溫度為十進(jìn)制攝氏度。通過(guò)驅(qū)動(dòng)可以進(jìn)行溫度的采集，十分方便。使用 K 線熱電偶對(duì)汽鍋內(nèi)水溫進(jìn)行測(cè)量， K 線的采集溫度范圍是 0 到 1300 攝氏度。在流程圖中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行由數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的，也就是說(shuō)每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有當(dāng)在它之前的所有節(jié)