【正文】 pe2 fuzzy neural work (type2 FNN) systems [C]//Proc of 20xx IEEE Int Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation. Piscataway, NJ: IEEE Press, 20xx:1264 1269. 29 致謝 本 文是在導(dǎo)師悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格下完成的，在作者攻讀學(xué)士學(xué)位 期間，不論學(xué)習(xí)、科研、還是日常生活無不得到恩師極大的幫助和關(guān)懷。不積跬步和以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于指導(dǎo)老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，是我能夠很好的把握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。 圖 數(shù)據(jù)圖 系 統(tǒng)程序框圖 1. 系統(tǒng)初始化 圖 系統(tǒng)初始化 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 22 打開 圖 閥門 打開 3 打開，開始充氣 圖 充氣 23 3 關(guān)掉，其余閥開著，兩鍋氣壓平衡 圖 平衡 5. 閥門全部關(guān)掉 圖 閥門關(guān)掉 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 24 6. 設(shè)置采集通道 圖 設(shè)置采集通道 圖 采集差壓信號(hào) 25 8. 線性擬合 . 圖 線性擬合 圖 放氣 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 26 10. 記錄數(shù)據(jù) 存入 數(shù)據(jù)庫 圖 記錄數(shù)據(jù) 11. 復(fù)位 圖 復(fù)位 27 5 總結(jié) 本文用 LabVIEW 開發(fā)一套成熟的數(shù)據(jù)采集與管理、監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示界面。通過曲線斜率的比較判斷汽鍋是否漏氣把結(jié)果提供給用戶，總體結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。點(diǎn)擊 OK 完成設(shè)置。 ． LabVIEW 軟件為 版本，且同時(shí)安裝高級(jí)信號(hào)處理工具包和 LabSQL 工具包。 LabVIEW 具備一個(gè)無與倫比的優(yōu)勢(shì)，只需要一個(gè)硬件加上軟件的改動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)不同儀 器儀表的各個(gè)功能，因此每個(gè)軟件就相當(dāng)于一個(gè)儀器儀表！而且雖然現(xiàn)在的圖形化系統(tǒng)主要是上層的，但是我國已經(jīng)成功的開發(fā)出了圖形化的單片機(jī)編程系統(tǒng)，而且正在進(jìn)行不斷的研發(fā)完善，相信它的未來會(huì)更加的璀璨。它 直接使用儀器進(jìn)行編程，同時(shí)非常方便的使用了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并且極其簡(jiǎn)單的就能夠構(gòu)建起使用者需要的科學(xué)和工程方面的系統(tǒng) 。 可以方便快捷的 利用它 完成 虛擬儀器的建立， 而它的界面是圖形化的，因此編程和使用的過程都不會(huì)顯得枯燥了 。 LabVIEW（ Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它被學(xué)術(shù)界 和 工業(yè)界 以及 研究實(shí)驗(yàn)室所廣泛地 采納 ， 并且認(rèn)為它是 數(shù)據(jù)采集 與 儀器控制的 標(biāo)準(zhǔn) 型 軟件。當(dāng)然虛擬儀器 盡可能 的使用可以 通用的硬件 來實(shí)現(xiàn) ， 而不同的儀器主要是因?yàn)檐浖牟槐M相同造成的。 (4) LabVIEW 包括 了 PCI， GPIB， PXI， VXI， RS232/485， USB 等各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)， 因此設(shè)計(jì)者在驅(qū)動(dòng) 不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口 和 儀器 上用不著任 何的擔(dān)心 。 而 LabVIEW 的圖形化源代碼 又 被稱作程序基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 14 框圖 就是因?yàn)樗目刂品椒ê?流程圖 非常相像。但是 LabVIEW 中的執(zhí)行順序和 VI 則 是按照 程序框圖中 的 節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù) 的 流向決定 的 。 LabVIEW函數(shù)庫 由 數(shù)據(jù) 的 采集、數(shù)據(jù)分析、串口控制、 GPIB 以及 數(shù)據(jù) 的 顯示 和 存儲(chǔ)等 內(nèi)容 。 儀器性能的保證 是較多的硬件實(shí)現(xiàn)的 ， 并且這種 卡式 的 儀器 自身是 沒有面板 的 ， 它的 面板 需要在計(jì)算機(jī)屏幕上虛擬的出現(xiàn) 。 LabVIEW 最新 的 版本 是現(xiàn)在的LabVIEW20xx， 而 LabVIEW20xx 在 98 年的版本 5 中初次 使用了 多線程功能添加 的 更多特性。 虛擬儀器是一個(gè) 以 計(jì)算機(jī) 的 數(shù)據(jù)采集 與數(shù)字信號(hào)的處理為理論基礎(chǔ)而出現(xiàn)的實(shí)現(xiàn) 儀器 特有 需求 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。 13 虛擬儀器的概念 虛擬儀器（ virtual instrument）是基于計(jì)算機(jī)的儀器。 第四種是對(duì)照變送器 和 指針式壓力表 的 偏差 很大 。這種情況的補(bǔ)救方法是取下傳感器后確定零位正常后，對(duì)密封圈進(jìn)行更換。 壓力傳感器常見的故障 最 容易出現(xiàn) 在 壓力傳感器 上的 故障 包括這些 ： 第一種是壓力 已經(jīng) 上去，變送器輸 出卻 上不去。 因此對(duì)于不能輕易更換傳感 器和標(biāo)定傳感器的地方就需要對(duì)它們采取更加嚴(yán)格的要求 ， 保證傳感基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 12 器在長(zhǎng)時(shí)間的使用后的穩(wěn)定性 。 傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性受到自身結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境的雙重影響。 從理論上來說在線性范圍內(nèi)傳感器的 靈敏度 不變，因此，想要測(cè)量信號(hào)的范圍越大，就必須擁有越大的 傳感器線性范圍。 頻率 響應(yīng)特性 傳感器頻率響應(yīng)特性 對(duì) 測(cè)量的 頻率范圍 擁有很高的決定性 ， 它要求系統(tǒng)在不失真的頻率范圍內(nèi)的延遲時(shí)間盡可能的短 。 可惜在傳感器靈敏度越高的同時(shí) 外界 噪聲 也更加容易混入采集的信號(hào)中影像系統(tǒng)測(cè) 量的精確度 。 這是因?yàn)?原理 和 結(jié)構(gòu) 的不同出現(xiàn)了大量種類的 傳感器， 因此可能有多款傳感器同時(shí)適合選用，這個(gè)時(shí)候哪個(gè)傳感器更加適合就需要對(duì)如下的問題進(jìn)行考慮： 量程的 范圍 大?。?測(cè)量位置是否對(duì)體積的大小要求嚴(yán)格 ；測(cè)量 是以 接觸還是非接觸 的 方式 進(jìn)行 ； 輸出信號(hào)是通過有線傳輸還是無線 11 傳輸 ； 對(duì)傳感器價(jià)格和技術(shù)的要求等 。% fs 4. 供應(yīng)電源： 1133VDC 24VAC177。 壓力傳感器因?yàn)橛玫牟牧喜煌玫男?yīng)也有所不同，因此有壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的 壓電傳感器 ，壓阻效應(yīng) 實(shí)現(xiàn)的 壓阻傳 感器 ， 應(yīng)變效應(yīng) 實(shí)現(xiàn)的 應(yīng)變式傳感器 等， 都可以根據(jù)用途的不 同使用場(chǎng)地的不同發(fā)揮各自的特性 。 壓電式傳感器 對(duì)于 發(fā)動(dòng)機(jī) 的 內(nèi)部 的 燃燒壓力 和真空度的測(cè)量 也得到了廣泛的應(yīng)用 。 壓電傳感器 是以 壓電效應(yīng) 作為 工作 的基本 原理， 而應(yīng)力作用產(chǎn)生的電荷因?yàn)榛芈分袥]有無限大的輸入阻抗 進(jìn)行保存，所以無法對(duì)靜態(tài)進(jìn)行測(cè)量，因此也決定了壓力傳感器只能適用于對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力進(jìn)行 測(cè)量。 可惜的是石英的壓電系數(shù)比較低，因此電場(chǎng)隨應(yīng)力的變化太微小 ， 固石英現(xiàn)在基本已經(jīng)不在使用 。而極化效應(yīng)的定義是指一些 晶體 也許會(huì)有 電 在被施加壓力的時(shí)候出現(xiàn) 的效應(yīng)。適合應(yīng)用到人們生活的新技術(shù)必將得到廣泛地發(fā)展，例如不斷出現(xiàn)以及在市場(chǎng)上份額不斷擴(kuò)大的無線傳感器和光纖傳感器以及智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器。傳感器市場(chǎng) 因?yàn)樾屡d的傳感器帶來了不少的增長(zhǎng) 。 通過 調(diào)查 得到東歐和亞太以及加拿大的傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)排在第一 ，傳感器市場(chǎng) 在 美國 和 日本 以及 德國 的 分布地區(qū) 是 最大的。 28．補(bǔ)償溫度范圍 ： 補(bǔ)償傳感器 在 量程和規(guī)定的零平衡 內(nèi) 的溫度范圍。 24．非線 性度 ： 校準(zhǔn)曲線 和 一規(guī)定直線 的 偏離 性 。 20．靈敏度漂移 ： 校準(zhǔn)曲線斜率 根據(jù) 靈敏度 的改變 而 出現(xiàn) 的變化。 16．遲后 ： 輸出 的 信號(hào) 在 輸入信號(hào)時(shí)間 上的 延遲。 12．輸出阻抗 ：傳感器的 輸入端短路時(shí)輸出端的阻抗。 8．零位 ：類似 平衡狀態(tài) 當(dāng)輸出的數(shù)值是最小值時(shí)的狀態(tài) 。 4．精確度 ：最后的真實(shí)結(jié)果和真值的一致性 。 (2)轉(zhuǎn)換 器件：在 傳感器中 可以將 感受 到 （或響應(yīng) 到 ）的被測(cè) 信號(hào)轉(zhuǎn)化成 可用 的方便傳輸?shù)?電信號(hào)的部件 。傳感器 基本上都是在 物理 的 原理 上執(zhí)行任務(wù)完成要求的 。 化學(xué) 類的 傳感器包括主要是測(cè)量與化學(xué)吸附和電化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的各種關(guān)系的傳感器，因此，這類的傳感器可以測(cè)量極其細(xì)微的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸顯示 。 作為一種 檢測(cè) 的 裝置， 傳感器能被測(cè)信號(hào)感受到，并且按照一定的轉(zhuǎn)換規(guī)律將它轉(zhuǎn)換為電信號(hào)等所需的信號(hào)進(jìn)行傳輸顯示等 ， 它在自動(dòng)檢測(cè)及自動(dòng)控制中的所處的環(huán)節(jié)是用永遠(yuǎn)排在第一的。 2) 通過對(duì)差壓傳感技術(shù)的系統(tǒng)研究，分析它在應(yīng)變測(cè)量上是否可行、相比較而言具有哪些不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)的專家強(qiáng)調(diào)，傳感器的相關(guān)技術(shù)會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)的需要和層出不窮的創(chuàng)意不斷的擴(kuò)展和提高，傳感器的開發(fā)是各個(gè)國家目前展開競(jìng)爭(zhēng)的切入點(diǎn)。而無線傳感器的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)在 07 到 10 年會(huì)突破 25%。 傳感器技術(shù)被我國自動(dòng)化方面的專家認(rèn)為是影響我國自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其重要的技術(shù)，甚至提出了 “ 如果傳感器技術(shù)越先進(jìn)，那么自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)則越有生命力 ” 。在日本更有人認(rèn)為“只有將模仿人類大腦的計(jì)算機(jī)和類似人類五官延伸的傳感器科學(xué)合理的協(xié)調(diào)好 , 才能對(duì)未來 技術(shù)發(fā)展的方向指明道路。 在信息社會(huì)對(duì)信息的采集與處理是一門非常重要的技術(shù) , 傳感器主要用于對(duì)信息進(jìn)行采集，計(jì)算機(jī)技術(shù)則主要用于對(duì)信息進(jìn)行處理。美國、歐洲和俄羅斯各自擁有 1500 多家，日本也獨(dú)有 700 多家。 70 年代起，傳感器就開始在全世界掀起了一股 “ 颶風(fēng) ” 。日本的６大國家重點(diǎn)核心技術(shù)就包括了強(qiáng)傳感器技術(shù)。日本各界人士聲稱 “ 新領(lǐng)域的控制必須以傳感器技術(shù)的控制為前提 ” 。 虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是在虛擬儀器技術(shù)的基礎(chǔ)上建立起來的，它因?yàn)閷鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)采集所面臨的一些問題很好的解決，在一定程度上它成為了帶領(lǐng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的 標(biāo)兵。而虛擬儀器卻正是將 PC 機(jī)作為核心，測(cè)量功能軟件隨時(shí)進(jìn)行支持，同時(shí)擁有虛擬 的控制面板以及通信能力與儀器必要硬件的 VXI 儀器或者PC 儀器。 卡式儀器因?yàn)楦鱾€(gè)生產(chǎn)廠家沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)而出現(xiàn)插卡的尺寸標(biāo)準(zhǔn)性差，兼容性極低，因此標(biāo)準(zhǔn)化要求被用戶提出。伯克提出。 可惜的是傳統(tǒng)儀器獨(dú)立使用和手動(dòng)操作的模式在數(shù)字化儀器和智能儀器階段還是沒能擺脫掉，因此對(duì)復(fù)雜化和多任務(wù)的測(cè)量需求基本不能勝任。 1970 初微處理器的問世加速了微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量?jī)x器在它的引導(dǎo)下出現(xiàn)了新的研究方向并且取得了顯著的進(jìn)步。模擬式電壓表、電流表等模擬儀器是為了滿足當(dāng)時(shí)某些量的測(cè)量的。 簡(jiǎn)單的說， 利用計(jì)算機(jī)的硬 /軟件資源軟件化 硬件無法實(shí)現(xiàn) 的技術(shù)， 將 系統(tǒng)的功能 和 靈活性 進(jìn)行 增強(qiáng) 并將系統(tǒng)的成本降低到最低程度，這些就是 虛擬儀器技術(shù) 性能的主要表現(xiàn)。因此虛擬儀器技術(shù)近幾年在國內(nèi)受重視的程度也在不斷提高。開展此項(xiàng)安全檢測(cè)工作，就是要通過對(duì)差壓傳感器數(shù)據(jù)的檢測(cè)及判斷，遲早發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)采取 應(yīng)對(duì)措施，防范于未然，對(duì)人民生命和國家財(cái)產(chǎn)負(fù)責(zé)，把損失降低到最低限度，保證生產(chǎn)過程安全可靠。 近年來隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程在線數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)成為現(xiàn)實(shí)， 而且精度在不斷的提高，這為國民生產(chǎn)帶來了很大的便捷，提高了生產(chǎn)力?；谔摂M儀器 LabvIEW 實(shí)現(xiàn)對(duì)差壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入、標(biāo)度轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理，多路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示 ，實(shí)現(xiàn)差壓變化曲線的顯示和自動(dòng)記錄，并將結(jié)果和信息存入 Access 數(shù)據(jù)庫中，建立數(shù)據(jù)管理和查詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)記錄、回放功能 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) Boiler leak detection system design and implementation based on Virtual Instrument I 誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《基于虛擬儀器的汽鍋檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。它采用 PCI8193 數(shù)據(jù)采集 卡 實(shí)現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)采集。汽鍋漏氣性檢測(cè)的前提是將待測(cè)汽鍋中跟好的汽鍋中間通過差壓傳感器進(jìn)行連接，根據(jù)差壓傳感器上壓力的變化對(duì)汽鍋漏氣與