【正文】 等功能。頻繁與導(dǎo)師討論。畢設(shè)越到最后階段，越要有毅力和狀態(tài)，不能前緊后松，覺得前面做了不少，后面可以放松了?；厥孜迥昵?，初入校園之情景仍歷歷在目，到如今只恍如隔日，不免感慨光陰易逝、韶華難追。正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。而且他待人和藹，學(xué)識(shí)淵博，認(rèn)真處事、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度讓我留下了深刻的印象。整體上一項(xiàng)一項(xiàng)檢查，確保萬(wàn)無(wú)一失。包括畢設(shè)前期讀文獻(xiàn)資料，也不能悶頭讀，要與畢設(shè)緊密聯(lián)系起來(lái)，最好是邊做邊讀，有針對(duì)性的讀。學(xué)習(xí)的過程是痛苦的，是坎坷的，然而結(jié)果卻是快樂喜悅的。圖 611 輸入壓力值不超過輸入壓力上限當(dāng)按右下角的 SAVE TO DISK 鈕時(shí)，系統(tǒng)存盤，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)保存到 EXEL 表格中。圖 67 四通道大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28因?yàn)?4 個(gè)通道對(duì)應(yīng) 4 個(gè)波形顯示窗口因此設(shè)計(jì) 4 個(gè)連接。系統(tǒng)對(duì)被測(cè)量物體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要對(duì)傳感器的輸出電壓進(jìn)行測(cè)量，并顯示出測(cè)量值隨時(shí)間的變化曲線。，降低系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用，縮短技術(shù)更新周期。這樣，在每個(gè)分面板上就可以實(shí)現(xiàn)功能操作的單純化和面板布置的簡(jiǎn)潔化，從而提高操作的正確性和便捷性。使用虛擬儀器產(chǎn)品，用戶可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要重新構(gòu)筑新的儀器系統(tǒng)。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。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)性能不可能太高。它功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號(hào)發(fā)生器等多種普通儀器全部功能，配以專用探頭和軟件還可檢測(cè)特定系統(tǒng)的參數(shù)，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽油標(biāo)號(hào)、爐窯溫度、血液脈搏波、心電參數(shù)等多種數(shù)據(jù)；它操作靈活，完全圖形化界面，風(fēng)格簡(jiǎn)約，符合傳統(tǒng)設(shè)備的使用習(xí)慣，用戶不經(jīng)培訓(xùn)即可迅速掌握操作規(guī)程。大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20 虛擬儀器的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的功能化硬件模塊和計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)成的電子測(cè)試儀器，而軟件是虛擬儀器的核心，如圖 21 所示，其中軟件的基礎(chǔ)部分是設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件，而這些標(biāo)準(zhǔn)的儀器驅(qū)動(dòng)軟件使得系統(tǒng)的開發(fā)與儀器的硬件變化無(wú)關(guān)。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分散在不同地理位置不同功能的設(shè)備聯(lián)系在一起，使昂貴的硬件設(shè)備、軟件在網(wǎng)絡(luò)上得以共享，減少了設(shè)備重復(fù)投資。適用于精確度要求高，但對(duì)計(jì)算機(jī)速率要求和總線控制實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合應(yīng)用。 VI最新發(fā)展的可連接到計(jì)算機(jī)并行口的測(cè)試裝置，其硬件集成在一個(gè)采集盒里或探頭上，軟件裝在計(jì)算機(jī)上，可以完成各種 VI 功能。虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)步驟與一般軟件的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)步驟基本相同 ，只不過虛擬儀器設(shè)計(jì)時(shí)要考慮硬件部分。該技術(shù)把儀器分為計(jì)算機(jī)、儀器硬件和應(yīng)用軟件三部分。大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17第五章 虛擬儀器的概述 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念是由美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments）最先提出的。一些數(shù)字口的參數(shù)用一個(gè)值來(lái)包含每位 I/O 口的信息，每一位 I/O 口在參數(shù)中都有其對(duì)應(yīng)的位（如參數(shù) trisD 中的第 0 位對(duì)應(yīng)設(shè)置數(shù)字口D0 的輸入輸出方向）。每個(gè)LabJack 都有一個(gè)唯一的系列號(hào)，用戶是不能改變它的。大多數(shù)函數(shù)使用了下列兩個(gè)參數(shù)：errorcode–LabJack 特定的錯(cuò)誤碼。安裝光盤會(huì)安裝高級(jí)驅(qū)動(dòng)程序()、高級(jí)驅(qū)動(dòng)程序的 ActiveX 接口和調(diào)用這些動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的 Labview 子程序。如果安裝程序沒自動(dòng)運(yùn)行，你可用鼠標(biāo)雙擊在光盤上的 。如果必要，重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，此時(shí)可能需要視窗的安裝光盤，請(qǐng)確定所提供光盤的視窗版本是否正確。要確定操作系統(tǒng)版本，點(diǎn)擊開始設(shè)置 控制面板 系統(tǒng)常規(guī)，確認(rèn)版本號(hào)是 或更高?；?LabJackU12 數(shù)據(jù)采集器和 LabVIEW 圖形化編程語(yǔ)言組成虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)的硬件和軟件以及儀器的功能特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集測(cè)試的控制與實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析等功能,提高了測(cè)試的精度。 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) 是 結(jié) 合 基 于計(jì) 算 機(jī) 或 者 其 他 專 用 測(cè) 試 平 臺(tái) 的 測(cè) 量 軟 硬 件 產(chǎn) 品 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 靈 活 的 、 用 戶 自 定 義 的 測(cè) 量系 統(tǒng) 。 傳感器的選用 傳感器的選用總結(jié)以 上 本設(shè)計(jì)選用 AK4 型為壓力傳感器。 傳 感 器 的 穩(wěn) 定 性 有 定 量 指 標(biāo) ，在 超 過 使 用 期 后 ， 在 使 用 前 應(yīng) 重 新 進(jìn) 行 標(biāo) 定 ， 以 確 定 傳 感 器 的 性 能 是 否 發(fā) 生 變 化 。 傳 感 器 的 線 性 范 圍 越 寬 ， 則 其 量 程 越 大 ， 并 且 能 保 證 一 定 的 測(cè) 量精 度 。 因 此 ， 要 求 傳 感 器 本 身 應(yīng) 具 有 較 高 的 信 噪 比 ， 盡 量 減 少 從外 界 引 入 的 干 擾 信 號(hào) 。 當(dāng) 傳感 器 確 定 之 后 ， 與 之 相 配 套 的 測(cè) 量 方 法 和 測(cè) 量 設(shè) 備 也 就 可 以 確 定 了 。大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8報(bào)警(綠燈亮)EXCEL 工具箱實(shí)現(xiàn)報(bào)表輸出LABVIEW數(shù)據(jù)處理壓力傳感器接受壓力信號(hào)數(shù)據(jù)采集卡接受模擬信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)壓力信號(hào)（電流信號(hào)）通過接入電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)存儲(chǔ)顯示壓力數(shù)據(jù)的曲線和數(shù)字實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)接收?qǐng)D 22 系統(tǒng)總體細(xì)節(jié)框圖 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9第三章 壓力傳感器 壓力傳感器定義壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，面就簡(jiǎn)單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。以方便習(xí)慣使用現(xiàn)有測(cè)量?jī)x的人員的使用；另一方面也是讓工作人員更容易接受這套系統(tǒng)。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高工作效率。Labview 是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于 C和 BASIC 開發(fā)環(huán)境，但是 Labview 與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而 Labview 使用的是圖形化編輯語(yǔ)言 G 編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式 [3]。因此，準(zhǔn)確測(cè)量壓力意義十分重要。電子測(cè)量技術(shù)作為測(cè)控技術(shù)的一部分，其發(fā)展總是與自然科學(xué)，特別是電子技術(shù)的最新發(fā)展緊密相連。隨著各種現(xiàn)代化設(shè)備的增加，各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)測(cè)量和分析成了通訊企業(yè)工作量較大的內(nèi)容。具體為應(yīng)用 LabVIEW 圖形化編程軟件和 LabJackU12 數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì) 4 通道壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用壓力傳感器，對(duì) 4 路壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析處理、存儲(chǔ)顯示，實(shí)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的曲線和數(shù)字實(shí)時(shí)顯示，并具有超限報(bào)警功能，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用 EXCEL 工具箱實(shí)現(xiàn)報(bào)表輸出。其運(yùn)用配套的虛擬儀器開發(fā)軟件，借助 PC 機(jī)超強(qiáng)的計(jì)算處理能力而被廣泛的運(yùn)用于工廠的各種數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與處理。 而 本 論 文 所 研 究 的 壓 力 不 涉 及 到 醫(yī) 學(xué) ， 而 主 要 關(guān) 注 與 普 遍的 認(rèn) 知 物 體 所 施 加 的 力 。而監(jiān)控的手段就要涉及到我所學(xué)的專業(yè)，測(cè)控技術(shù)。因此，虛擬儀器在產(chǎn)品性能測(cè)試、設(shè)備故障診斷、生產(chǎn)過程控制中得到普遍應(yīng)用。本課題也由此而提出。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。最終收集到的數(shù)據(jù)通過報(bào)表的形式輸出。圖21 為系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。 5． 壓 電 壓 力 傳 感 器 壓 電 傳 感 器 中 主 要 使 用 的 壓 電 材 料 包 括 有 石 英 、 酒 石 酸 鉀 鈉和 磷 酸 二 氫 胺 。2． 靈 敏 度 的 選 擇　 　 通 常 ， 在 傳 感 器 的 線 性 范 圍 內(nèi) ， 希 望 傳 感 器 的 靈 敏 度 越 高 越 好 。 在 動(dòng) 態(tài) 測(cè) 量 中 ， 應(yīng)根 據(jù) 信 號(hào) 的 特 點(diǎn) (穩(wěn) 態(tài) 、 瞬 態(tài) 、 隨 機(jī) 等 )響 應(yīng) 特 性 ， 以 免 產(chǎn) 生 過 火 的 誤 差 。 影 響 傳 感 器 長(zhǎng)期 穩(wěn) 定 性 的 因 素 除 傳 感 器 本 身 結(jié) 構(gòu) 外 ， 主 要 是 傳 感 器 的 使 用 環(huán) 境 ?！?　 如 果 測(cè) 量 目 的 是 定 性 分 析 的 ， 選 用 重 復(fù) 精 度 高 的 傳 感 器 即 可 ， 不 宜 選 用 絕 對(duì) 量值 精 度 高 的 ； 如 果 是 為 了 定 量 分 析 ， 必 須 獲 得 精 確 的 測(cè) 量 值 ， 就 需 選 用 精 度 等 級(jí) 能滿 足 要 求 的 傳 感 器 。 AK4 型壓力傳感器性能技術(shù)指標(biāo)AK4 型壓力傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)如表 31 所示表 31 AK4 型壓力傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)參數(shù) 單位量程0,1,2,5,10,15,20,25,30,40,50,60,100MPa05，15 V輸出信號(hào)420，010 mA精度 %FS %FS遲滯 %FS重復(fù)性 %FS供橋電壓 177。 數(shù)據(jù)采集卡通過以上說(shuō)明我的設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)因此最適合使用 USB 采集，而基于我所設(shè)計(jì)內(nèi)容特點(diǎn)我選用數(shù)據(jù)采集卡 labjackU12 來(lái)完成。LabJackU12 是美國(guó) LabJack 公司研發(fā)、生產(chǎn)的產(chǎn)品 [10]。訪問查尋是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)對(duì)一個(gè) USB 器件進(jìn)行信息讀取的過程，這些信息是用來(lái)描述被查詢器件的名稱及其功能。隨機(jī)提供的安裝光盤將安裝高級(jí)驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用程序和一些范例程序的源代碼。如果運(yùn)行應(yīng)用程序出錯(cuò)，重復(fù)以上安裝直到 LVRTE 正確為止。LabJackDLL 中有 38 個(gè)函數(shù)，OCX 和Labview 子程序中也有相應(yīng)的函數(shù)。每個(gè) LabJack 都有設(shè)備號(hào)和系列號(hào)。這樣的參數(shù)可以是輸入，也可以使輸出，而非指針參數(shù)一定是輸入。 *trisD 所致的值的范圍是 0 到65535。所謂虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的軟硬件測(cè)試平臺(tái)，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，如示波器、信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀等；可集成于自動(dòng)控制、工業(yè)控制系統(tǒng)之中；可自由構(gòu)建成專有儀器系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)豐富的軟、硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器的數(shù)據(jù)的分析、處理、表達(dá)、傳遞、存儲(chǔ)等方面的限制，達(dá)到傳統(tǒng)儀器無(wú)法比擬的效果。這種方式受 PC 機(jī)機(jī)箱、總線限制，存在電源功率不足，機(jī)箱內(nèi)噪聲電平較高、無(wú)屏障，插槽數(shù)目不多、尺寸較小等缺點(diǎn)。在標(biāo)準(zhǔn)情況下，一塊 GPIB 接口卡可帶多達(dá) 14 臺(tái)的儀器，電纜長(zhǎng)度可達(dá) 20m。這種新型模塊化儀器系統(tǒng)是在 PCI 總線內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的，具有多板同步觸發(fā)、精確定時(shí)的星形觸發(fā)、相鄰模塊間高速通訊的局部總線以及高度的可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，適用于大型高精度集成系統(tǒng)。但是 USB 在儀器控制方面上亦有一些缺點(diǎn)。這樣，當(dāng)用戶從一個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)向另一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，就能簡(jiǎn)單地構(gòu)造出新的 VI 系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源 [7]。PC 機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級(jí)別的計(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)上推出了大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21 以前的版本。虛擬儀器研究的另一個(gè)問題是各種標(biāo)準(zhǔn)儀器的互連及與計(jì)算機(jī)的連接。專家們指出，在這個(gè)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，已是大勢(shì)所趨，而虛擬儀器系統(tǒng)正是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器技術(shù)進(jìn)行融合的產(chǎn)物，因此，在 21 世紀(jì)，虛擬儀器將大行其道，日漸受寵，將會(huì)引發(fā)傳統(tǒng)的儀器產(chǎn)業(yè)一場(chǎng)新的革命。大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22，上面布置了種類繁多的顯示和操作元件。、靈活，與計(jì)算機(jī)同步發(fā)展，與網(wǎng)絡(luò)及其他周邊設(shè)備互聯(lián)。 程序主界面本次程序的主界面是對(duì)傳感器輸出測(cè)量進(jìn)行多通道顯示監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)面板，其面板上有四個(gè)壓力波形顯示，可進(jìn)行 4 通道的壓力監(jiān)測(cè)。大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26圖 64 存儲(chǔ)后面板 Labjack 信號(hào)采集下圖為 Labjack 的原件圖標(biāo)。其他接口并無(wú)信號(hào)輸入，但是根據(jù) Labjack的性質(zhì)，不接信號(hào)的電壓為 ，通過萬(wàn)用表得到驗(yàn)證。在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了各種各樣的問題。有問題多問導(dǎo)師，不能自己悶頭做，方向偏了仍不知道，多把自己的想法和思路告訴老師。論文提交的前幾天，要不厭其煩的檢查論文，包括內(nèi)容，格式等。然而這四年帶給我的美好記憶以及在四年里給予我無(wú)數(shù)幫助和關(guān)懷的師長(zhǎng)和同學(xué)是我永遠(yuǎn)不會(huì)遺忘的。謝謝你們。感謝于老師的不僅僅在畢設(shè)期間給予我許多指導(dǎo)與關(guān)照，提出了許多建議和意見，給了我很大的啟發(fā)和幫助。最好是一項(xiàng)一項(xiàng)的檢查：圖、表、字體、行距、對(duì)齊。一定要邊做邊學(xué)軟件，千萬(wàn)不能在做畢設(shè)期間，拿著本軟件教程從第一頁(yè)開始看，這樣效率最低了，最好是根據(jù)已有論文資料中提到的軟件用途，有針對(duì)性的學(xué)。這段時(shí)間我的收獲真的很多。綠燈沒有閃亮。大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27圖 66 幫助顯示 信號(hào)采集的通道設(shè)置此設(shè)計(jì)為 4 通道 ChannelA ChannelB ChannelC Channel