【正文】 據(jù)的采集、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 放大及模 /數(shù)轉(zhuǎn)換任務(wù)。 定時 I/O 計(jì)數(shù)器 /定時器在許多應(yīng)用中具有很重要的作用，包括對數(shù)字事件產(chǎn)生次數(shù)的計(jì)數(shù)、數(shù)字脈沖計(jì)時，以及產(chǎn)生方波和脈沖。對于要求動態(tài)范圍寬、增量小的模擬輸出應(yīng)用，需要有高分辨率的電壓輸出。由于具有這種靈活性，可以使信號的范圍匹配 ADC 的輸入范圍，從而充分利用測量的分辨率。對于差分輸入，每一個輸入信號都有自有的基準(zhǔn)地線；由于共模噪聲可以被導(dǎo)線所消除，從而減小了噪聲誤差。利用隔離技術(shù)，可以測量帶有較高的共模電壓的信號 。 電子秤的原理框圖 本系統(tǒng)主要由壓力傳感器、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成 ,原理框圖如圖 所示 [4]。 本章小結(jié) 本章主要介紹了虛擬儀器的產(chǎn)生及其產(chǎn)生背景，并且給出詳細(xì)的介紹，同時介紹了虛擬 儀器 圖形化程序設(shè)計(jì)的步驟 。因此基于 Linux操作系統(tǒng)的虛擬儀器更容易滿足多任務(wù)并行處理及現(xiàn)場檢測和控制要求。在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用場合，多任務(wù)并行是經(jīng)常要解決的問題，然而基于 Windows 操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序并不能真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時多任務(wù)并行處理，但是基于 Linux內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序卻更容易滿足上述要求，這是因?yàn)?： ⑴ Linux 是真正的多任務(wù)的操作系統(tǒng)，可以同時執(zhí)行幾個程序。 典型的網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器系統(tǒng)主要由基本功能單元和通訊網(wǎng)絡(luò)組成。 ⑶儀器驅(qū)動層 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 由生產(chǎn)商開發(fā)，針對不同類型的儀器有不同的驅(qū)動程序接口。每個 VI 既可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以被其他 VI 調(diào)用。按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點(diǎn)被執(zhí)行，下一個將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)變內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 為閃爍，指示它將被執(zhí)行。 ⑵ 設(shè)置執(zhí)行程序高亮 在 Labview 的工具條上有一個畫著燈泡的按鈕，這個按鈕叫做“高亮執(zhí)行”按鈕。每個圖標(biāo)代表內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 一類子模板。 ⑹ 圖形編輯器： Labview 軟件是唯一帶有編輯器的圖形化編程環(huán)境，可以產(chǎn)生最優(yōu)化的代碼，其運(yùn)行速度快，利用內(nèi)置的繪圖器，能夠?qū)εc時間很關(guān)鍵的代碼部分進(jìn)行分析和優(yōu)化。接口軟件包中的所有程序都可運(yùn)行于多種普通計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)上。而在 VI 中，專用儀器的軟件也是使用模塊化的可重用代碼，但 VI 的功能軟件是以文件形式儲存在介質(zhì)里的，可以安裝在任何 PC 機(jī)上。因?yàn)橛脩粢呀?jīng)清楚的知道了，使用 PC 機(jī)和數(shù)字化通用設(shè)備連接，就可以實(shí)現(xiàn)信號數(shù)字化，這樣就可以方便的對數(shù)據(jù)做特定分析處理并顯示在 PC 機(jī)屏幕上，畢竟臺式 PC 機(jī)的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的儀器。 虛擬儀器的產(chǎn)生 在上述的背景下，提出了全新概念的儀器 ——虛擬儀器。研究單位研制的專業(yè)測試分析軟件包，可用 PC 機(jī)做許多專業(yè)性的分析處理，但軟件功能仍由研制者確定，用戶較難擴(kuò)充。 面對與國際先進(jìn)水平的差距和我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的大好形勢，我們的態(tài)度應(yīng)該是明確的，就是要從觀念上、技術(shù)上和管理上迅速趕上，瞄準(zhǔn)先進(jìn)、與時俱進(jìn)、迎接挑戰(zhàn)、開拓創(chuàng)新、以提 高制造技術(shù)與制造工藝水平為突破口，主要解決規(guī)模生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)與工藝，提高批量生產(chǎn)能力， 質(zhì)量保證， 使我國的 電子秤 走上健康持續(xù)發(fā)展的軌道。小型或微型儀表主要用于小型生產(chǎn)設(shè)備和移動的稱重系統(tǒng)中 ， 例如定量包裝秤 、 叉車秤 、貨車秤 、 可移動的臺秤等 [1]。微機(jī)式儀表有單片機(jī) 、 P LC、 工業(yè) PC、 嵌入式 PC 等形式。 ⑵ 雙杠桿式秤架 [1] 由對稱的兩組稱量杠桿組成 ， 每組稱量杠桿上支撐了一組或幾組稱量托輥 ， 秤架 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 秤體龐大 ， 但它的兩組稱量杠桿在稱量過程中可以抵消一些水平分力對稱量精確度的影響 ， 所以秤架性能穩(wěn)定 ， 稱量精確度較高 ， 精度通常為 %～ %。 電子秤系統(tǒng)組成 稱重傳感器 稱重傳感器是電子稱重的核心部件 ， 從原理上分為電阻應(yīng)變式 、 壓磁式 、 振弦式等[1]。例如在流量計(jì)量專業(yè)，如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標(biāo)準(zhǔn)大流量測量系統(tǒng)，價格相當(dāng)昂貴。同時還降低了成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭能力。對于低容量的電子平臺秤和電子輪軸秤，可采用將薄型或超薄型的圓形稱重傳感器，直接嵌入鋼板或鋁板底面與稱重傳感器外徑相同的盲孔內(nèi)，形成低外形的秤體結(jié)構(gòu)，稱重傳感器 的數(shù)量和位置由秤的額定載荷和力學(xué)要求計(jì)算決定。 60 年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過 40 多年的不斷改進(jìn)與完善，我國電子衡器從最初的機(jī)電 結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。 關(guān)鍵詞： 電子秤 ； 虛擬儀器 ； 數(shù)據(jù)庫 ； 數(shù)據(jù)采集 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） Design of the electronic scale based on Labview Abstract Electronic scale because of its great variety, and involves to the trade settlement and the protection general consumer39。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 Database。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展 ； 計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。對于大 型電子平臺秤，可利用有限單元法進(jìn)行等強(qiáng)度和剛度計(jì)算，采用抗彎剛度大的型材和輕型波紋夾心鋼板等。其結(jié)構(gòu)原理是經(jīng)過固溶熱處理強(qiáng)化的鋁合金板，或通過在 4 個角上鉆孔和銑槽分別形成4 個懸臂梁型稱重傳感器；或在鋁合金板的底面銑出多個對稱的盲孔和盲槽形成整體剪切梁型 稱重傳感器。這就要求電子計(jì)價秤能與電子計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把稱重系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個完整的綜合控制系統(tǒng)。 ⑵ 壓磁式稱重傳感器 壓磁式稱重傳感器的代表廠家是 ABB 公司 ， 該傳感器輸出功率大 ， 過載能力強(qiáng) ，可在高溫 、 潮濕 、 多塵等惡劣環(huán)境條 件下長期工作。比如美國拉姆齊公司在有 4 組稱量托輥的秤架中 ， 17 型雙杠桿式準(zhǔn)確度指標(biāo)為 %， 而 14 型懸浮式準(zhǔn)確度指標(biāo)為 %。在性能上已能做到 :非線性優(yōu)于 %， 靈敏度優(yōu)于 V/ d， A/ D 轉(zhuǎn)換速度一般為 10～ 30 次 / s， 用于動態(tài)稱重時可達(dá) 100 次 / s 以上。 電子秤 按用途 分為下述幾種類型： ⑴ 容器稱 —— 主要用于對各種液體、粉狀或顆粒狀物料進(jìn)行稱重和配料； ⑵ 吊秤 —— 對各種大型構(gòu)件、集裝箱等在裝卸運(yùn)輸過程中進(jìn)行稱重； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） ⑶ 皮帶秤 —— 對散裝物料在傳輸過程中進(jìn)行稱重； ⑷ 平臺秤 —— 包括各種地中衡、汽車衡、平臺秤等； ⑸ 電子軌道稱 — — 稱量鐵路車輛重量 [2]。 Labview 圖形化編程語言的出現(xiàn)終于把人們 ——尤其是工程師和科學(xué)家們從繁雜的編程工作中解放出來。特別是面向儀器的軟件開發(fā)平臺，如Labview 的成熟和商業(yè)化，使用者在配有專用或通用插卡式硬件、可程控儀器和軟件開發(fā)平臺的個人計(jì)算機(jī)上，可按自己的需要，快捷方便地設(shè)計(jì)和組建各種測試分析儀器和系統(tǒng)。 虛擬儀器的發(fā)展歷程 虛擬儀器發(fā)展至今，大體來說可分為三個階段。儀器設(shè)計(jì)者與用戶一樣，都希望盡可能地提高效率和重復(fù)使用 次數(shù) 。 面向?qū)ο蠹夹g(shù)把用戶構(gòu)建 VI 需要知道的東西封裝起來， VI 將成為一種主流技術(shù)。 Labview 圖形化程序設(shè)計(jì)的步驟 ⑴ 建立方案：建立其前面板接口，利用向?qū)О蚜鞒虉D組 合在一起。 ⑴ 工 具模板 該模板提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試 VI 程序的工具。該模板上的每一個頂層圖標(biāo)都表示一個子模板。 ⑶ 斷點(diǎn)與單步執(zhí)行 為了查找程序中的邏輯錯誤，有時希望流程圖程序一 個節(jié)點(diǎn)一個節(jié)點(diǎn)地執(zhí)行。從 Tools 工具模板選擇探針工具，再 用鼠標(biāo)左建點(diǎn)擊你希望放置探針的連接線。用戶可以把一個應(yīng)用題目分解 為一系列的子任務(wù)，每個子任務(wù)還可以進(jìn)一步分解成許多更低一級的子任務(wù)， 直到 把一個復(fù)雜的題目分解為許多子任務(wù)的組合。虛擬儀器的功能是由用戶軟件定義的 ； ⑷ 虛擬儀器之 “虛擬 ”含義 。 ⑵ 通信網(wǎng)絡(luò)包括測試服務(wù)器、瀏覽服務(wù)器、中央管理計(jì)算機(jī)和網(wǎng)關(guān)等，負(fù)責(zé)對各測控基本功能單元進(jìn)行任務(wù)分配、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理和分析、存儲、系統(tǒng)故障診斷報警和提供瀏覽服務(wù)等。與通常的 windows 系統(tǒng)相比， Linux 允許多個用戶同時登陸，充分利用操作系統(tǒng)的資源 ?？蓮V泛應(yīng)用于電子測量、振動分析、聲學(xué)分析、故障診斷、航天航空、軍事工程、電力工程、機(jī)械工程、建筑工程、鐵路交通、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)療、教學(xué) 及科研等諸多方面。 作為重量測量儀器 ， 智能電子秤在各行各業(yè)中開始顯現(xiàn)其測量精度高 ， 測量速度快 ， 操作簡單易學(xué) ， 可以實(shí)時監(jiān)控的巨大優(yōu)點(diǎn) ， 使其已經(jīng)開始逐漸取代傳統(tǒng)型的機(jī)械杠桿測量稱 ， 成為測重領(lǐng)域的主流產(chǎn)品 。本系統(tǒng)采用的壓力傳感器是電 阻應(yīng)變式傳感器 [4]。 ⑹ 同步采樣 當(dāng)必須在同一時間內(nèi)測量兩個或多個信號，需要同步采樣。 ⑶ 多路復(fù)用 多路復(fù) 用是使用單個模數(shù)轉(zhuǎn)換器來測量多個信號的一種常用技術(shù)。穩(wěn)定時間和轉(zhuǎn)換速率一起決定 數(shù) 模轉(zhuǎn)換器改變輸出信號值的速率。模擬觸發(fā)主要用于模擬輸入操作，當(dāng)一個輸入信號達(dá)到一個指定模擬電壓值時，根據(jù)相應(yīng)的變化方向來起動或停止數(shù)據(jù)采集的操作。通常實(shí)際系統(tǒng)中，放大器的增益是可調(diào)的，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)輸入信號幅值的大小選擇不同的增益倍數(shù)。 至 177。 以上四個部分都處在 PC 的前向通道，是數(shù)據(jù)采集卡的主要組成部分。 通道數(shù)、數(shù)據(jù)速率和握手能力都是很重要的技術(shù)指標(biāo)，需要了解這些指標(biāo)并且它們要與應(yīng)用的要求相匹配。較大的位數(shù)可以縮小輸出電壓增量的量值，因此可以產(chǎn)生更平滑的變化信號。 NI 公司的多功能數(shù)據(jù)采集設(shè)備能對量程范圍進(jìn)行選擇，可以在不同輸入電壓范圍下進(jìn)行配置。 如果信號達(dá)不到這些標(biāo)準(zhǔn)，此時應(yīng)該用差分輸入。 ⑶隔離 具有隔離的信號調(diào)理設(shè)備通過使用轉(zhuǎn)換器、光或電容性耦合技術(shù)而不是物理連接來將輸入信號傳輸至測量設(shè)備，隔離切斷了接地環(huán)路。 這種編程方式強(qiáng)調(diào)信號處理的實(shí)際過程 ， 編程簡單 ， 調(diào)試方便 [4]。所有這些必將加快虛擬儀器的發(fā)展，使它的功能內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 和應(yīng)用領(lǐng)域不斷增強(qiáng)和擴(kuò)大 。每個程序都有自己的主內(nèi)存區(qū)，系統(tǒng)處理主內(nèi)存區(qū)是采取保護(hù)的方式，可以 避免因?yàn)橐粋€程序的執(zhí)行失敗而引起整個系統(tǒng)癱瘓。該系統(tǒng)主要面向大眾用戶，盡管普及面較廣，但基于 Windows 操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序占用內(nèi)存大，系統(tǒng)穩(wěn)定性不理想，常出現(xiàn)“死機(jī)”現(xiàn)象?；谔摂M儀器的網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)是分布式測控系統(tǒng)，它利用網(wǎng)絡(luò)將分散的各 種測控設(shè)備相連接，利用網(wǎng)絡(luò)完成內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸，以實(shí)現(xiàn)信息、資源共享，協(xié)同工作，從而完成復(fù)雜的測控任務(wù)，因而具備以下功能 ： ⑴ 支持遠(yuǎn)程測控 ； ⑵ 支持分布式應(yīng)用 ； ⑶ 支持異地?cái)?shù)據(jù)存取 ； ⑷ 支持異地服務(wù)請求與訪問。 ⑵應(yīng)用（程序）開發(fā)層 由生產(chǎn)商提供的軟件開發(fā)工具，如 NI 公司的 Labview 軟件，用戶可以用這類軟件進(jìn)行深層開發(fā)，以擴(kuò)展儀器原有的功能 。 用 Labview 編制出的圖形化 VI 是分層次和模塊化的。當(dāng) VI 程序運(yùn)行到斷點(diǎn)被設(shè)置處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)，以閃爍表示。點(diǎn)擊它，則 Labview 彈出錯誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個所列出的錯誤，選用 Find 功能，則出錯的對象或端口就會變成高亮。 ⑵ 控制模板 該模板用來給前面板設(shè)置各種所需的輸出顯示對象和輸入控制對象。 ⑸ 模塊化和層次： Labview 軟件模塊化設(shè)計(jì)，使任何虛擬儀器既能獨(dú)立運(yùn)行，又能被用作其他虛擬儀器的一部分，甚至可以創(chuàng)建自己的虛擬儀器圖標(biāo)，可以設(shè)計(jì)由虛擬儀器構(gòu)成的多層系統(tǒng)，并可以改變它以滿足不斷變化的應(yīng)用需要。用戶可以使用其標(biāo)準(zhǔn)硬件接口驅(qū)動程序包去控制數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品。傳統(tǒng)的儀器的相關(guān)軟件都是固化在內(nèi)部 ROM 內(nèi)，只針對專門儀器。與此同時儀器銷售市場上也發(fā)生了巨大的變化，通用的數(shù)字式儀器銷售量猛增，而專用的傳統(tǒng)儀器銷售量大幅度下降。故 人們也稱這類個人儀器為虛擬儀器，稱這種主要由使用者自己設(shè)計(jì)、制造儀器的技術(shù)為虛擬儀器技術(shù)。以 PC 機(jī)為核心的個人儀器（系統(tǒng)），硬件性能有極大提高且日趨標(biāo)準(zhǔn)化。這就要求企業(yè)以技術(shù)為先導(dǎo)、以質(zhì)量為中心、以管理為基礎(chǔ)，努力提高制造技術(shù)與制造工藝水平，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 ， 增強(qiáng)國際市場競爭能力。稱重儀表另一個發(fā)展趨勢是小型化。儀表精度從 %、 %發(fā)展到 %。 稱架 ⑴ 單杠桿式秤架 [1] 只有一組稱量杠桿 ， 其上支撐了一組或幾組稱量托輥 ， 秤架通常由稱量杠桿 、 支點(diǎn) 、平衡重物等組成 ， 結(jié)構(gòu)較簡單 ， 但稱量準(zhǔn)確度不高