【正文】 模塊的設(shè)計思路進行，智能模塊的作用是完成特定應(yīng)用的測試功能。這種類型的虛擬儀器具有一定的缺點：由于基于PCI總線的虛擬儀器在插入時都需要打開機箱，操作不方便；并且測試信號直接進入計算機，各種現(xiàn)場的被測信號對計算機安全造成很大的威脅；同時，計算機內(nèi)部的強電磁干擾對被測信號也會造成很大的影向。⑴基于PCI總線的多功能虛擬儀器本類型虛擬儀器由一塊基于PCI的高速數(shù)據(jù)采集卡和相應(yīng)的軟件組成，將它們安裝在一臺運行的PC機上，可構(gòu)成一個功能強大的數(shù)字虛擬儀器。在性能上，隨著A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)、儀器放大技術(shù)、抗混疊濾波技術(shù)與信號調(diào)理技術(shù)的發(fā)展，DAQ 的采樣速率己達1 Gb/s，精度高達24位，通道數(shù)高達64個，并能任意結(jié)合數(shù)字I/O，模擬I/O，計數(shù)器/定時器等通道。PXI具有高度可擴展性，可擴展到256個擴展槽。然而，組建VXI總線要求有機箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價比較高。在價格上，GPIB儀器覆蓋了從比較便宜的到異常昂貴的儀器，但由于GPIB的數(shù)據(jù)傳輸率般低于500kB/s，不適合對于系統(tǒng)速度要求較高的應(yīng)用，現(xiàn)在己經(jīng)逐步退出了市場。GPIB是最早的儀器總線。 (2)虛擬儀器測量功能是通過對圖形化軟件流程圖的編程來實現(xiàn)的。因此，虛擬儀器的出現(xiàn)，模糊了測量儀器與計算機之間的界限。 虛擬儀器是現(xiàn)代儀器技術(shù)和計算機技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物，是當今計算機輔助測試領(lǐng)域的一項重要技術(shù)。在上述的背景下，出現(xiàn)了新的儀器概念—虛擬儀器。使用計算機的多媒體處理能力可以使儀器操作變得更加直觀、簡便、易于理解，測量結(jié)果可以直接進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。 ⑵應(yīng)用性強，系統(tǒng)費用低 應(yīng)用虛擬儀器思想，用相同的基本硬件可構(gòu)造多種不同功能的測試分析儀器，如同一個高速數(shù)字采樣器，可設(shè)計出數(shù)字示波器、邏輯分析儀、計數(shù)器等多種儀器。因為它的運行主要依賴軟件，所以修改或增加功能、改善性能都非常靈活，也便于利用PC的軟硬件資源和直接使用PC的外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)功能。根據(jù)目前單片機儀表的一般特點。這樣取法不僅精度可以得到保證，而且可節(jié)省所占用的內(nèi)存空間，加快計算速度。首先，根據(jù)熱電偶輸出的mV信號分度表，作出一條比較精確的輸入—輸出曲線。在系統(tǒng)設(shè)計時，盡可能地用軟件代替硬件，以減少誤差及干擾來源，提高精度及可靠程度。由于工業(yè)常用的幾種熱電偶的輸出特性曲線存在共同特點，即除了曲線起始部分非線性較嚴重以外，其它部分線性較好。 熱電偶的線性化處理方法 熱電偶作為測溫元件，其輸出信號與溫度之間存在著一定程度的非線性關(guān)系，在進行信號傳送及數(shù)據(jù)處理時，往往希望其特性為線性的，因而有必要對其非線性特性進行線性化處理。 ⑶電橋補償法該法利用不平衡電橋產(chǎn)生的電壓來補償熱電偶T0變化對輸出電勢的影響，是現(xiàn)場常用的冷端補償方法。雖然近年來已出現(xiàn)一種能使溫度恒定在0℃的半導(dǎo)體制冷器件，但此方法通常只適用于實驗室，不便于現(xiàn)場環(huán)境使用。 熱電偶的冷端溫度補償及線性化 熱電偶的冷端溫度補償冷端溫度T0影響熱電偶的熱電勢，為使輸出電勢是被測溫度T的單一函數(shù)，必須使冷端溫度固定。所謂標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。電子密度不僅取決于熱電偶材料特性，而且隨溫度的變化而變化，它們并非常數(shù)。因而，在同一導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生電位差，并阻止電子從高溫端向低溫端擴散，最后使電子擴散達到動態(tài)平衡，此時所形成的電位差稱作溫差電勢。NAT和NAT0為導(dǎo)體A在溫度分別為T和T0時的電子密度，NBT和NBT0為導(dǎo)體B在溫度分別為T和T0時的電子密度。電子擴散的速率與自由電子的密度和所處的溫度成正比。在兩個接點中，接點1是將兩電極焊在一起，測溫時將它放入被測對象中感受被測溫度，故稱之為測量端、熱端或工作端；接點2處于環(huán)境之中，要求溫度恒定，故稱之為參考端、冷端或自由端。 熱電偶測溫原理熱電偶是熱電偶溫度計的敏感元件，它測溫的基本原理是熱電效應(yīng)，又稱塞貝克效應(yīng)。由于熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢與兩端溫度有關(guān)，只需將冷端的溫度恒定，熱電動勢與熱端溫度構(gòu)成單值函數(shù)。如果熱電偶回路中的兩個熱電偶材料相同，無論兩接點溫度如何，熱電動勢均為零。當閉合回路的兩接點也就是熱電偶的工作端和自由端分別處于不同的溫度場中時，回路中將會產(chǎn)生電動勢，產(chǎn)生的電動勢只與工作端和自由端的溫度差有關(guān)。熱電偶作為測溫元件，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、使用方便、測溫精度較高，可就地測量和遠傳。由于作者的專業(yè)技術(shù)經(jīng)驗和理論水平有限，論文中可能存在的一些錯誤和不足之處，懇請有關(guān)專家批評指正。系統(tǒng)的硬件方面，數(shù)據(jù)采集卡選用美國NI公司出品的數(shù)據(jù)采集卡PCI6221，多路選擇開關(guān)選用CD4052，冷端溫度補償選用AD公司出品的集成溫度傳感器AD590。開放式數(shù)據(jù)采集標準將使虛擬儀器走上標準化、通用化、系列化和模塊化的道路?！皼]有測量就沒有鑒別，科學(xué)技術(shù)就不能前進” 。由此可見，熱電偶在現(xiàn)代溫度測量科學(xué)和控制工業(yè)中占有十分重要的地位。迄今為止，人類研究和使用過的熱電偶有300多種，其中的8種己經(jīng)大批量投入生產(chǎn)和使用，成為國際標準化產(chǎn)品。熱電偶是目前工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣泛的溫度測量儀器之一，其工作原理是將溫度信號轉(zhuǎn)換成電勢信號，配以測量電勢信號的儀表，便可以實現(xiàn)溫度的測量或溫度信號的變換，具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)濟耐用、體積小和易于維護等優(yōu)點。80年代后期，國外提出了一種全新的儀器儀表概念—虛擬儀器。國內(nèi)外儀器儀表工業(yè)中最常用的一種測溫元件(或稱溫度傳感器)就是熱電偶。從今天進入信息時代來看，儀器儀表是實現(xiàn)信息的獲取、轉(zhuǎn)化、存取、處理和揭示物質(zhì)活動規(guī)律的必要工具，也是新技術(shù)革命的一項重要內(nèi)容。本設(shè)計完成了基于LabVIEW的熱電偶溫度巡檢儀的前面板及相應(yīng)程序框圖的設(shè)計，可以巡回檢測4路K型熱電偶溫度信號。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）畢業(yè)設(shè)計論文基于LabVIEW的熱電偶溫度巡檢儀的設(shè)計與實現(xiàn)摘 要溫度是表征設(shè)備狀態(tài)的重要物理量，也是傳熱學(xué)中進行分析計算的重要參數(shù)，溫度測試是教學(xué)實驗與工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題。熱電偶溫度信號經(jīng)調(diào)理電路進行相應(yīng)的處理后，通過數(shù)據(jù)采集卡PCI6221送入計算機。 關(guān)鍵詞：熱電偶；巡檢儀；虛擬儀器；LabVIEW；數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）Design and Implementation of Thermocouple TemperatureCycling Measure Instrument Based on LabVIEWAbstractTemperature is an important physical measure that used to characterize equipment state, but also an important parameter of analysis in the heat transfer, temperature testing is a problem that often encountered in teaching experiment and industrial production. Because the traditional temperature testing instrument often requires lots of manual operation and calculation, and there exists some shortings, such as the relatively large size, a single function, unexpansion. According to the shortings of the traditional instrument above, the design works out and develops a kind of thermocouple temperature cycling measure instrument based on virtual instruments using the figurelize programable language LabVIEW that developed by NI corporation in USA. The signal of thermocouple temperature is set to the puter through the data acquisition adapter PCI6221 after some corresponding process through the signal opsonin circuit. The design pletes the PCbased design and corresponding program frame of the thermocouple temperature cycling measure instrument based LABVIEW，which can cyclely measure the K type thermocouple temperature signal on 4 roads .through the PCbased can set the parameters of measured temperature range、the up to bottom limit of alarming temperature、the cold tip temperature etc and show the temperature value and line realtimely，which can give the alarming cue when the temperature is out of the limited whole measure process can proceed automatically without the manpower participation，which simplifies the operation of steps ,improve the measurement accuracy , and system functions can change or expansion according to specific needs at any time, it has more broad applied prospects pared with the traditional instument. Key words: thermocouple, cycling measure instrument, virtual instruments, LabVIEW, data acquisiton adapter 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 研究背景 1 研究概況及發(fā)展趨勢 1 本論文研究的主要內(nèi)容 3第二章 熱電偶概述 5 熱電偶測溫原理 6 熱電偶的分類 9 熱電偶的冷端溫度補償及線性化 9 熱電偶的冷端溫度補償 9 熱電偶的線性化處理方法 10第三章 熱電偶溫度巡檢儀方案選擇與設(shè)計 13 熱電偶溫度巡檢儀 13 基于單片機的溫度巡檢儀 13 基于虛擬儀器的溫度巡檢儀 14 虛擬儀器的基本概念 15 虛擬儀器的類型 16 GPIB總線方式的虛擬儀器 16 VXl總線方式的虛擬儀器 16 PXI總線方式的虛擬儀器 17 DAQ（Data AcQuisition）虛擬儀器 17 虛擬儀器的構(gòu)成 19 虛擬儀器的發(fā)展方向 20 虛擬儀器的應(yīng)用 21 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺 22第四章 基于LabVIEW的熱電偶溫度巡檢儀的設(shè)計 24 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 24 多路選擇開關(guān)CD4052 25 集成溫度傳感器AD590 27 數(shù)據(jù)采集卡PCI6221 27 信號調(diào)理的功能 28 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 30 數(shù)據(jù)采集原理 30 多通道采樣方式 30 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配置 33 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn) 35 常用DAQmx節(jié)點介紹 35 系統(tǒng)軟件設(shè)計與開發(fā) 38 上位機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 39 程序子VI設(shè)計 40參 考 文 獻 47致 謝 49 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）第一章 引 言 研究背景科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，往往是由于新的觀測手段的發(fā)現(xiàn)而獲得的。溫度是一個基本的物理量，它與其他許多物理參數(shù)都有著密切的關(guān)系，因而在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究領(lǐng)域和日常生活當中，都離不開溫度的準確測量和精密控制。一旦定型，多年技術(shù)老套，功能更新緩慢。許多產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、能量和過程控制等都直接與溫度參數(shù)有關(guān)，因此實現(xiàn)準確的溫度測量具有十分