【正文】 學(xué)四年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)儲(chǔ)備還不 足 。通過這一階段的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我得到了很多收獲，有很多感想。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 34 圖 輸入 時(shí) 數(shù)據(jù)顯示波形圖 電子秤設(shè)計(jì) 把 采入的 數(shù)據(jù) 在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)記錄了下來，如圖 所示。 下面是程序的登錄框圖 ， 如圖 所示。 其次通過通道輸入數(shù)據(jù)，輸入的數(shù)據(jù)通過比較器與 量程 值 相比較，如果大于 量程 值就報(bào)警，如果 小與 量程值 則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即 采一組數(shù)求其平均值和采入的單值進(jìn)行做差處理，求出誤差；然后在表格上顯示并保存保存數(shù)據(jù)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 30 圖 電子秤前面板 程序 框圖 設(shè)計(jì) 程序 框圖 相當(dāng)于程序的源代碼 ,只有創(chuàng)建了程序 框圖 后 ， 該程序才能真正運(yùn)行 。 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡 本設(shè)計(jì)所用的是 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡， 通過它來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。 （ 5） 集成化與擴(kuò)展性 對(duì) DAQ 儀器來說，一個(gè)較小的儀器系統(tǒng)一般只需一塊或幾塊卡，這時(shí)利用 PC 內(nèi)的擴(kuò)展槽即可實(shí)現(xiàn)，無論從節(jié)約經(jīng)費(fèi)、節(jié)約能源、節(jié)約材料的角度，還是從節(jié)約空間 的角度上看， DAQ 儀器都具有很大的優(yōu)越性。 DAQ 的優(yōu)點(diǎn) 與傳統(tǒng)的智能儀器相比， DAQ 儀器在以下幾方面顯示出巨大的優(yōu)越性 : （ 1） 縮短研制周期，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力 DAQ 儀器不需要像研制智能儀器那樣需要專門制作的微處理機(jī)子系統(tǒng)，在硬件設(shè)計(jì)上只要把精力集中在專用的儀器插件板上，或直接采用成熟的高性能數(shù)據(jù)采集卡 。濾波放大電路是模擬信號(hào)調(diào)理的主要電路。模擬輸入是采集最基本的功能。 為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號(hào)被采集 (A/D)之前，經(jīng)過一個(gè)低通濾波器，將信號(hào)中高于奈奎斯特頻率的信號(hào)成分濾去。所以如果只知道該信號(hào)的采樣值，并不能知道它的采樣率，缺少了時(shí)間尺度，也不可能知道信號(hào) x(t)的頻率。信號(hào)調(diào)理模塊具有濾波、放大、同步采樣等功能。應(yīng)變計(jì)是一種超低電阻的設(shè)備，通常利用一個(gè)電壓激勵(lì)來用于惠斯登電橋配置。 4. 多路 復(fù)用 通過多路復(fù)用技術(shù)，一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可以不間斷地將多路信號(hào)傳輸至一個(gè)單一的數(shù)字化儀表，從而提供了一種節(jié)省成本的方式來極大的擴(kuò)大系統(tǒng)通道數(shù)量。信號(hào)調(diào)理的方法主要包括放大、衰減、隔離、多路復(fù)用、濾波、激勵(lì)和數(shù)字信號(hào)調(diào)理等。這樣，通過測(cè)量電阻應(yīng)變片的電阻值變化，就可以確定被 測(cè)量的大小了。因此，信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路以及所需電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部分。因此在本設(shè)計(jì)中，共采集量組數(shù)據(jù)：一組為數(shù)組，處 理后取平均值作為真實(shí)值；另一組則為一個(gè)數(shù)據(jù)， 當(dāng)作測(cè)量值處理，然后再對(duì)其求誤差。 它不僅提供了幾乎所有經(jīng)典的信號(hào)處理函數(shù)和大量現(xiàn)代的高級(jí)信號(hào)分析工具 ， 而且 LabVIEW程序還很容易和各種數(shù)據(jù)采集硬件集成 ， 可以和多種主流的工 業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通信以及與大多數(shù)通用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫鏈接。利用內(nèi)置的繪圖器，甚至能夠?qū)蜁r(shí)間很關(guān)鍵的代碼部分進(jìn)行分析和優(yōu)化。 4. 數(shù)據(jù)流程序設(shè)計(jì) ： LabVIEW 用一種精巧的數(shù)據(jù) 流程序設(shè)計(jì)模式把用戶從文本式語言的線性化方式構(gòu)建程序的辦法中解放出來。有了交互式控制的軟件系統(tǒng)，用戶可以很方便地建立其前面板接口。數(shù)據(jù)流程序設(shè)計(jì)表示只有在所有輸入都有效時(shí)，一個(gè)對(duì)象 才開始執(zhí)行，同樣，只有當(dāng)對(duì)象的功能完成以后，對(duì)象輸出才有效。 6. LabVIEW 提供了大量的驅(qū)動(dòng)與專用工具，幾乎能與任何接口的硬件輕松連接。通常，使用 LabVIEW 開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的速度比使用其他編程語言快 410 倍。 圖形化的程序語言，又稱為 “ G” 語言。今天，在 推出后的 20 年后，該技術(shù)依然保持著創(chuàng)新的發(fā)展歷程。 虛擬儀器的發(fā)展方向 隨著計(jì)算機(jī)、通信、微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來和信息化要求的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到虛擬儀器領(lǐng)域中是虛擬儀器發(fā)展的大趨勢(shì)。 P C D A QG P I B 儀 器串 口 儀 器V X I 模 塊P X I 莫 塊計(jì) 算 機(jī)被 測(cè) 信 號(hào) 圖 虛擬儀器的構(gòu)成方式 虛擬儀器的現(xiàn)狀 普通的 PC 有一些不可避免的弱點(diǎn)。儀器是測(cè)量的工具，測(cè)量的本質(zhì)是利用儀器儀表獲得定量認(rèn)知的過程，測(cè)量的實(shí)現(xiàn)離不開儀器儀表，測(cè)量技術(shù)的發(fā)展過程，也就是儀器儀表的 發(fā)展過程。這些以 PC 為核心、由測(cè)量功能軟件支持，具有虛擬控制面板、必要儀器硬件和通信能力的 PC 儀器內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 12 或 VXI 儀器就是虛擬儀器。人們發(fā)明制造出 CAMAC、 RS232C 和 GPIB（即 IEEE0488）等多種儀器通訊接口總線，用于將多臺(tái)智能儀器連在一起，以構(gòu)成更復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)。這時(shí)，電子、控內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 11 制、集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)開始融為一體，成為測(cè)量?jī)x器的主要特征。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。與 C 和 BASIC 一樣， LabVIEW 也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫。 本章小結(jié) 本章介紹了電子秤的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其分類，還有電子秤的現(xiàn)狀等。數(shù)字指示秤主要指電子案秤 （ 如電子計(jì)價(jià)秤、電子計(jì)重秤、計(jì)數(shù)秤、條碼打印計(jì)價(jià)秤、電子?jì)雰撼?、電子廚房秤和電子郵政秤等 ） 、電子臺(tái)秤、固定式電子秤 （ 如電子地上衡、電子汽車衡、電子行李秤與電子料斗秤等 ） 、電子吊秤、機(jī)電秤、光柵秤、光柵數(shù)顯靜態(tài)軌道衡與靜態(tài)電子軌道衡等。這就要求電子計(jì)價(jià)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(gè)完整的綜合控制系統(tǒng)。這就使得秤體與稱重傳感器合二為一，即鋁合金板既是秤體臺(tái)面又是一個(gè)大板式稱重傳感器。以 7m 長(zhǎng)的同寬度 3 種標(biāo)準(zhǔn)模塊為例，由單塊、二塊、三塊到四塊分體組合，可以組合成長(zhǎng)度為 528m的 22 種規(guī)格的分體式秤體結(jié)構(gòu)。電子秤屬于日用衡器，為勞動(dòng)密集型產(chǎn)品。目前的電子秤有附加多種計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能 ， 以滿足多種使用的要求。 但就總體而言，我國(guó)電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測(cè)試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等 。 稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展 衡器是通過作用于被測(cè)量物體的重力來確定該物體質(zhì)量的計(jì)量器具。公元前，人們?yōu)榱藢?duì)貨物交換量進(jìn)行估計(jì)，起初采用木材或陶土制作的容器對(duì)交換貨物進(jìn)行計(jì)量。電子測(cè)量技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 ： 電子秤；虛擬儀器； LabVIEW 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） III Design of the intelligent electronic steelyard based on LabVIEW Abstract With the development of science and technology,the requirement on measurement technology is getting more and more application of electronic measurement technology has extended to more fields than to limited functions and big size,traditional electronic measuring equipments are no longer suitable to mon rapid development of integrated circuit and puter technology gives birth to a new kind of instrument,Virtual Instrument(VI).As a result,the testing cost increases by a wide recently years,a new measure technology that bines the technology of electron,technology of puter,technology of work,is developed and this new technology is named various measuring instruments based on puter,they are more widely used because of their excellence such as:lower cost,easily used,etc. This design is to develop and design a kind of electronic steelyard based on LabVIEW，which bines the sensor technology， data gathering technology and the national instrument technology, the system used for ordinary PChost, the use of graphic visual test software for LabVIEW software development platform, the weight will be tested Conversion processing of data acquisition, realtime processing and manifesting. Key words: electronics steelyard。本章簡(jiǎn)述稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展過程，論述提出新型電子秤的意義，關(guān)鍵技術(shù)及工作重點(diǎn)等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 2 我國(guó)電子衡器經(jīng)過 40 多年的不斷改進(jìn)與完善，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。 2. 具有皮重、 凈重顯示等特種功能。 其工作的流程如圖 所示。對(duì)中等或較大容量的電子平臺(tái)秤、電子地上衡，已經(jīng)出現(xiàn)了采用方形或長(zhǎng)方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個(gè)整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體， 4 個(gè)稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi)，安裝在稱重傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承力支點(diǎn)，既減化了承力傳力 機(jī)構(gòu)，又節(jié)省了秤體高度，這是一種很有發(fā)展前途的秤體結(jié)構(gòu)。如秤體與稱重傳感器一體化的便攜式靜動(dòng)態(tài)電子輪軸秤，多用硬鋁合金厚板制成。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(cè)量系統(tǒng)，價(jià)格相當(dāng)昂貴。半自行指示衡器主要指靠銘調(diào)整秤量的度盤秤 （ 如郵包度盤秤 ） 等。 由于近十 幾 年來電子技術(shù)的迅速發(fā)展，商用衡器的加工能力迅速增長(zhǎng)，產(chǎn)品成本大幅度降低，市場(chǎng)穩(wěn)步發(fā)展。 PC機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級(jí)的計(jì)算機(jī)化成為可能，甚至在 Microsoft公司的 Windows 誕生之前， NI 公司已經(jīng)在 Macintosh 計(jì)算機(jī)上推出了 以前的版本。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。模擬儀器主要有模 擬式電壓表、電流表等，這些儀表解決了當(dāng)時(shí)對(duì)某些量的測(cè)量的需求。隨著電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器的智能水平不斷提高。 1997 年美國(guó)國(guó)家儀器公司 （ 簡(jiǎn)稱 NI 公司 ） 推出了一種新的儀器總線標(biāo)準(zhǔn) PXI 總線標(biāo)準(zhǔn)。 在此背景下 ， 1986 年美國(guó)國(guó)家儀器公司 （ National instruments,NI）提出了虛擬儀器 （ Virtual instrument,VI） 的概念。 3. 用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。 VXI 儀器價(jià)格昂貴 ，目前又推出了一種較為便宜的 PXI 標(biāo)準(zhǔn) 。與以 PC 為核心的虛擬儀器相比，網(wǎng)絡(luò)化將對(duì)虛擬儀器的發(fā)展產(chǎn)生一次革命，網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器是儀器發(fā)展史上的一次革命。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用 TCP/IP、 ActiveX 等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。 利用 LabVIEW，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，它是一個(gè)真正的 32 位編譯器。 3. 由于采用數(shù)據(jù)流模型，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的多線程，從而能從分離用處理器尤其是多處理器的處理功能。 該系統(tǒng)的擴(kuò)展性很強(qiáng) ， 下一步將擴(kuò)充其功能 ， 如增加人機(jī)對(duì)話、遠(yuǎn)程測(cè)量等 。利用應(yīng)用程序生成器，用戶能夠產(chǎn)生虛擬儀器，就像獨(dú)立的執(zhí)行程序一樣。 3. 構(gòu)建圖形化的流程圖 :對(duì)虛擬儀器進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，你不必?fù)?dān)心很多傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)所需的語法細(xì)節(jié)，而可自己構(gòu)建流程圖。甚至可以創(chuàng)建自己的虛擬儀器圖標(biāo)，因而可以設(shè)計(jì)由虛擬儀器構(gòu)成的多層系統(tǒng)，并可以改變它，同其他虛擬儀器交換和連接以滿足不斷變化的應(yīng)用需要?？偨Y(jié)了程序設(shè)計(jì) 的 步驟 。 理論上，傳感器上產(chǎn)生的信號(hào)不可避免的有一些干擾信號(hào)，而且采集卡采集數(shù)據(jù)時(shí)也有一定誤差，因此采集的數(shù)據(jù)與真實(shí)的數(shù)據(jù)多少會(huì)有一定的出入。 1. 一般講傳感器由敏感原件和轉(zhuǎn)換元件組成。將電阻應(yīng)變片粘貼到各種彈性敏感元件上，構(gòu)成測(cè)量位移、加速度、力、力矩、壓力等各種參數(shù)的電內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 阻應(yīng)變式傳感器。 電阻應(yīng)變式傳感器主要由電阻應(yīng)變片和測(cè)量電路兩部分組成。這種形式的信號(hào)調(diào)理降低了輸入信號(hào)的幅度，從而經(jīng)調(diào)理的信號(hào)處于ADC 范圍內(nèi)。 6. 激勵(lì) 激勵(lì)對(duì)于一些轉(zhuǎn)換器時(shí)必需的。它是