【正文】 端(測(cè)量端和參考端)溫度有關(guān)。只有在參考端溫度恒定的情況下，熱電勢(shì)才能正確反映測(cè)量端溫度大小。此外，熱電偶的分度表以及根據(jù)分度表刻度的溫度儀表，都是以熱電偶參考端溫度等于0℃為條件的。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，為消除參考端溫度變化對(duì)測(cè)量的影響，就必須采取修正或補(bǔ)償?shù)却胧?。作為?shí)驗(yàn)室檢定系統(tǒng)，通常是用清潔的水制成碎冰，然后與清潔的水混合放于保溫瓶中，使其達(dá)到0℃。為了保持溫度在177?！娣秶鷥?nèi)，對(duì)水的純度、碎冰塊的大小，以及冰水混合狀態(tài)都有嚴(yán)格的要求。 計(jì)算機(jī)配置本自動(dòng)檢定系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)的硬件配置要求不高，64M內(nèi)存，20G硬盤空間以上；用來(lái)輸入程序和數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備包括鍵盤和鼠標(biāo)；用來(lái)把各種檢定信息和數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)操作人員的輸出設(shè)備包括顯示器和一臺(tái)打印機(jī)；操作系統(tǒng)基于微軟Windows2000/XP以上視窗平臺(tái)，應(yīng)用軟件包括Microsoft Excel和Word等辦公軟件，以便于檢定記錄的錄入、輸出和整理。第六章 熱電偶檢定系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶自動(dòng)檢定過(guò)程正常運(yùn)行的靈魂，同時(shí)也是本課題研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容。本章將詳細(xì)介紹系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)思想、程序設(shè)計(jì)和編寫、各功能模塊的實(shí)現(xiàn)以及具體應(yīng)用時(shí)的操作方法。 軟件系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件部分包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，軟件設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的檢定規(guī)程，并力求使系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、直觀和方便。[16]。圖6. 1軟件設(shè)計(jì)總流程圖從系統(tǒng)的軟件流程圖上看：系統(tǒng)啟動(dòng)后，如果爐溫正常，則開(kāi)始檢定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、保存數(shù)據(jù)、打印數(shù)據(jù)，最后退出系統(tǒng)；如果系統(tǒng)啟動(dòng)后爐溫不正常，則先進(jìn)行爐溫調(diào)控，調(diào)控完畢后再開(kāi)始檢定；若調(diào)控超時(shí)則直接退出系統(tǒng)。在系統(tǒng)主界面上進(jìn)行初始設(shè)置，具體內(nèi)容為設(shè)置輸入通道、采樣模式、輸入方式配置、每通道采樣點(diǎn)數(shù)、最大值與最小值及選擇熱電偶類型。初始設(shè)置完畢后即開(kāi)始檢定，實(shí)際測(cè)量得到的被檢偶溫度和實(shí)際的爐溫(通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偶測(cè)得)以兩種形式同時(shí)出現(xiàn)檢定界面上，一是二者以數(shù)組形式表示，二是借助溫度計(jì)圖形以直觀表示。然后將被檢偶數(shù)值減去標(biāo)準(zhǔn)偶數(shù)值作為采樣點(diǎn)的誤差量，誤差量再取相反數(shù)即可得到采樣點(diǎn)的修正量，二者同樣以數(shù)組形式表示。待到整個(gè)檢定工作完全完成之后，系統(tǒng)提示請(qǐng)保存數(shù)據(jù)，根據(jù)需要以記事本形式將數(shù)據(jù)保存到PC機(jī)某個(gè)目錄下，打開(kāi)該文件即可進(jìn)行打印?；诎踩紤]，增加了預(yù)警系統(tǒng)，正常情況下，顯示燈為綠色，當(dāng)實(shí)際溫度超過(guò)溫度范圍時(shí)，顯示燈變?yōu)榧t色，同時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始以蜂鳴聲示警[17]。 軟件設(shè)計(jì)依據(jù)系統(tǒng)功能需要，設(shè)計(jì)了登陸系統(tǒng)、初始設(shè)置、預(yù)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄與讀取、溫度曲線、誤差與修正曲線7個(gè)子VI。其總的系統(tǒng)的前面板如附錄A所示，總的數(shù)據(jù)流程圖如附錄B所示。下面對(duì)上面所說(shuō)的7個(gè)子VI分別進(jìn)行介紹。 登陸系統(tǒng)子VI為了維護(hù)系統(tǒng)的安全性和保護(hù)作者的權(quán)利，防止他人隨意使用該系統(tǒng)，本文特意設(shè)計(jì)一個(gè)登陸口，只有通過(guò)正確的用戶名和密碼才能登陸此系統(tǒng)，從而使用該系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的操作。((Front Panel)設(shè)計(jì)窗口，用戶只要在運(yùn)行時(shí)寫入正確的用戶名和密碼，就可以登陸此系統(tǒng)，從而進(jìn)行接下來(lái)的操作。 登陸系統(tǒng)子VI前面板，應(yīng)用一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)用戶名和密碼正確時(shí)為真，顯示登陸成功；為假時(shí)顯示登陸失敗。 登陸系統(tǒng)子VI數(shù)據(jù)流程圖 初始設(shè)置子VI初始設(shè)置子VI是對(duì)熱電偶檢定所需的一些初始項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，具體內(nèi)容如下：((Front Panel)設(shè)計(jì)窗口放置2個(gè)的目的是為了選擇標(biāo)準(zhǔn)偶類型與被檢偶類型，其中列出了現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的8種熱電偶類型(系統(tǒng)默認(rèn)為J型熱電偶)。我們選擇了被檢偶的類型之后，即可進(jìn)行輸入通道、采樣模式、輸入方式、每通道采樣點(diǎn)數(shù)、最大值與最小值的配置。圖6. 4初始設(shè)置子VI前面板(Block Diagram)窗口在流程圖中，根據(jù)任務(wù)需要，添加(DAQmx Create Channel)、(DAQmx Timing)功能圖標(biāo)。3. 數(shù)據(jù)流編程根據(jù)任務(wù)需要，使用連線工具按數(shù)據(jù)流的方向?qū)⒍丝凇⒐?jié)點(diǎn)、圖框依次相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從源頭按規(guī)定的運(yùn)行方式送到終點(diǎn)。 預(yù)警系統(tǒng)子VI在熱電偶檢定爐升溫過(guò)程中，由于一些外界客觀原因的影響，可能會(huì)出現(xiàn)一些異常情況。預(yù)警系統(tǒng)子VI作為一種防范措施，是必不可少的。當(dāng)被檢偶溫度(實(shí)際爐溫)超過(guò)設(shè)定的溫度區(qū)間時(shí)，或者被檢偶溫度值與標(biāo)準(zhǔn)偶溫度值相差太大時(shí)，指示燈會(huì)由綠變紅，并發(fā)出蜂鳴聲。具體內(nèi)容如下：(Front Panel)設(shè)計(jì)窗口在前面板上放置一個(gè)“Round Led”布郎型控件，并且在程序圖中設(shè)定溫度上限與溫度下限。若溫度正常，則指示燈顯示為綠色，否則指示燈顯示紅色。(Block Diagram)窗口在流程圖中，根據(jù)任務(wù)需要，添加 (Great or Equal)、 (Small or Equal)、 (and)、(Not) 、 ()功能圖標(biāo)和條件(Case Structure)結(jié)構(gòu)圖標(biāo)。根據(jù)任務(wù)需要，使用連線工具按數(shù)據(jù)流的方向?qū)⒍丝?、?jié)點(diǎn)、圖框依次相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從源頭按規(guī)定的運(yùn)行方式送到目的終點(diǎn)。圖6. 7預(yù)警系統(tǒng)子VI數(shù)據(jù)流編程這里，需詳細(xì)介紹一下條件(Case Structures)結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的作用。它是執(zhí)行條件語(yǔ)句的一種方法，類似于常規(guī)的文本編程語(yǔ)句中常見(jiàn)的“if ．．．Then．．．Else”語(yǔ)句。當(dāng)被檢偶溫度小于起始溫度或大于最大溫度時(shí)，或者被檢偶溫度值與標(biāo)準(zhǔn)偶溫度值相差太大時(shí)，即條件端子為真時(shí)。反之，條件端子為假時(shí)， ()會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，以示報(bào)警。 條件端子為真時(shí) 數(shù)據(jù)采集子VI數(shù)據(jù)采集是本文的重點(diǎn)。在采集數(shù)據(jù)前，首先要對(duì)輸入通道、采樣模式、輸入方式、每通道采樣點(diǎn)數(shù)、最大值與最小值以及熱電偶類型進(jìn)行配置，當(dāng)配置結(jié)束后，則開(kāi)始進(jìn)行信號(hào)采集，因?yàn)闊犭娕及l(fā)出的信號(hào)為毫伏級(jí)的微弱信號(hào)，所以要將此微弱信號(hào)送入信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行放大、濾波，再通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡PCI6221將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)，然后由計(jì)算機(jī)虛擬儀器平臺(tái)實(shí)現(xiàn)熱電偶的自動(dòng)檢定。由于數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)為電壓信號(hào)，所以要通過(guò)(轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù))將此信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度信號(hào)，最終通過(guò)Waveform Chart顯示出溫度波形圖。添加(轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù))是為了將采集進(jìn)來(lái)的熱電偶電勢(shì)值轉(zhuǎn)換為溫度值，此功能圖標(biāo)內(nèi)部已經(jīng)包含標(biāo)度變換與冷端溫度補(bǔ)償電路。應(yīng)用此圖標(biāo)，人們可以根據(jù)熱電偶類型直接將檢測(cè)到的熱電勢(shì)轉(zhuǎn)換為溫度信號(hào)，而不用再去專門設(shè)置標(biāo)度變換，省去了許多麻煩。 數(shù)據(jù)記錄與讀取子VI數(shù)據(jù)記錄與采集子VI是借助于(Format Into String)將檢定的數(shù)據(jù)保存在記事本里。在此添加(Buil Path)是為了將數(shù)據(jù)保存在當(dāng)前設(shè)定的路徑下。添加在前面板中顯示采集到的數(shù)據(jù)。然后讀取數(shù)據(jù)可以讀取剛才保存到記事本中的數(shù)據(jù)。 溫度曲線子VI溫度曲線子VI是借助于Waveform Chart中兩條不同顏色的曲線來(lái)顯示檢定過(guò)程中被檢偶和標(biāo)準(zhǔn)偶的溫度變化情況。具體內(nèi)容如下：(Front Panel)設(shè)計(jì)窗口前面板有一個(gè)Waveform Chart，用紅色曲線表示標(biāo)準(zhǔn)偶溫度變化情況，藍(lán)色曲線表示被檢偶溫度變化情況。坐標(biāo)橫軸為時(shí)間軸，單位為秒，坐標(biāo)縱軸為溫度軸，單位為℃。使用Advanced菜單中的Auto Scale X和Auto Scale Y可自動(dòng)調(diào)整圖表及圖形中X、Y軸的刻度區(qū)間。此框圖中(轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù))轉(zhuǎn)換出來(lái)的溫度信號(hào)使標(biāo)準(zhǔn)偶溫度曲線與被檢偶溫度曲線在一個(gè)波形圖中顯示出來(lái)。 誤差與修正曲線子VI誤差與修正曲線子VI是借助Waveform Chart來(lái)表示檢定過(guò)程中檢測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的誤差和修正情況。具體內(nèi)容如下：((Front Panel)設(shè)計(jì)窗口前面板有一個(gè)Waveform Chart，用紅色曲線表示誤差和修正曲線，坐標(biāo)橫軸為時(shí)間軸，坐標(biāo)縱軸為溫度軸，單位為℃。使用Advanced菜單中的Auto ScaleX和Auto Scale Y可自動(dòng)調(diào)整圖表及圖形中X、Y軸的刻度區(qū)間。(Block Diagram)窗口在設(shè)計(jì)好前面板后，打開(kāi)流程圖。根據(jù)任務(wù)需要，添加(Wait)、(轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù))、(Negate)等功能圖標(biāo)。這里添加是為了設(shè)置每次循環(huán)的時(shí)間間隔為1000ms。添加是為了將檢測(cè)到的被檢偶溫度值與標(biāo)準(zhǔn)偶溫度值相減，從而得到誤差值，再將誤差值通過(guò)(Negate)從而得到修正值。 檢定結(jié)果分析本設(shè)計(jì)以一支K型熱電偶為例，按照檢定規(guī)程最好應(yīng)在400℃、600℃、800℃三個(gè)檢定點(diǎn)進(jìn)行檢定，但由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限，只能在400℃以下進(jìn)行檢定，：到此為止，基于虛擬儀器的熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)完成，利用此系統(tǒng)就可以檢定熱電偶是否符合標(biāo)準(zhǔn)，從而判定其是否可以繼續(xù)使用[18][19]。第七章 總結(jié)十六周的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也基本上完成了。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫作過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。歷經(jīng)了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。希望以后可以學(xué)以致用，回報(bào)學(xué)校，回報(bào)社會(huì)。參考文獻(xiàn)[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué)，2007.[D].武漢:武漢理工大學(xué)，2005，5.[D].南京:南京理工大學(xué)，2007，11.，李海濤，:電子工業(yè)出版社，2001.，郭會(huì)軍，:電子工業(yè)出版社，2003.—1996工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程.[M].北京:電子工業(yè)出版社，2004，9.，[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社，1993.[D].武漢:武漢理工大學(xué)，2004.，[J].傳感技術(shù)，2004，23(7):5053.，蒙艷玫，[J].現(xiàn)代制造工程，2004，12(5):7173.[D].大連:大連理工大學(xué)，2006，12.[D].四川大學(xué)，2003，10.[D].昆明:昆明理工大學(xué)，2005.[D].吉林:吉林大學(xué)，2005.[D].中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，2004，6.，[J].計(jì)量裝置及應(yīng)用，2006，6(2):2527. User Manual,National Instruments Corporation,2000. Sihai,Chung fiber polymermatrix posite interfaces as thermocouple Interfaces,1999,6(6):19891993...附錄A總系統(tǒng)前面板附錄B總系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖致謝光陰飛逝，十六周的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，回首這半年里的每一個(gè)日子，各種滋味，歷歷在目。在畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要完成之際，特向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們致以最誠(chéng)摯的感謝！在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在此更要感謝我的輔導(dǎo)老師閆俊紅老師，是你的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。閆老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的老師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的輔導(dǎo)老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)半年，感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)給予我們這個(gè)良好的環(huán)境平臺(tái)，給了我們這么好的設(shè)計(jì)環(huán)境，先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備而，幫助我們能夠更好的完成我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，我還要對(duì)測(cè)控專業(yè)所有的老師說(shuō)一聲謝謝，在這四年的學(xué)習(xí)中，我們從你們那里得到了很多，不僅是知識(shí)還有很多做人的道理。臨近畢業(yè)，我無(wú)以回報(bào)，只希望將來(lái)能夠?qū)W有所成來(lái)回報(bào)我的老師和母校。最后請(qǐng)?jiān)试S我再次向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們致以最崇高的敬意。謝謝大家！