【正文】 改善這種情況。而又不必付出像同步采用采樣那樣大的代價。就有了如下的間隔掃描（interval scanning）方式。在這種方式下，用通道時鐘控制通道間的時間間隔，而用另一個掃描時鐘控制兩次掃描過程之間的間隔。通道間的時間間隔實際上由采集卡的最高采樣速率決定，可能是微秒、甚至納秒級的，效果接近于同步掃描。間隔掃描適合緩慢變化的信號，比如溫度和壓力。假定一個10通道溫度信號的采集系統(tǒng)，用間隔采樣，設(shè)置相鄰?fù)ǖ篱g的掃描間隔為5μs，每兩次掃描過程的間隔是1s，這種方法提供了一個以1Hz同步掃描10通道的方法，如圖69所示。1通道和10通道掃描間隔是45μs，相對于1Hz的采樣頻率是可被忽略的。對一般采集系統(tǒng)來說，間隔采樣是性價比較高的一種采樣方式。圖 間隔采樣 數(shù)據(jù)處理模塊 數(shù)字濾波濾波器分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器，分別處理模擬信號和數(shù)字信號，在測試Vl中常使用數(shù)字濾波器。數(shù)字濾波器的基本工作原理是利用離散系統(tǒng)特性去改變輸入數(shù)字信號的波形或頻譜，使有用信號頻率分量通過，抑制無用信號分量輸出。數(shù)字濾波的優(yōu)點是：(1)數(shù)字濾波只是一個計算過程，無需硬件，因此可靠性高，并且不存在阻抗匹配問題，尤其是對頻率很高或很低的信號進行濾波，這是模擬濾波器所不能比的。溫度信號屬于頻率很低的信號，本系統(tǒng)采用低通數(shù)字濾波器；(2)數(shù)字濾波是用軟件算法實現(xiàn)的，因此，在多個輸入通道的應(yīng)用場合可以避免使用多個硬件濾波器，從而降低硬件成本；(3)只要適當改變軟件濾波的濾波程序或運算參數(shù)，就能方便地改變?yōu)V波特性，這對于抑制低頻干擾、脈沖干擾、隨機噪聲等特別有效。數(shù)字濾波器按離散系統(tǒng)的時域特性，可分為無限沖擊響應(yīng)濾波器(IIR)和有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)。IIR濾波器和FIR濾波器之間最基本的差別是:對于FIR濾波器，輸出只取決于當前和以前的輸入值；而對于IIR濾波器，輸出不僅取決于當前和以前的輸入值，還取決于以前的輸出值。FIR濾波器的優(yōu)點在于它的遞歸性，可以減少存儲需求，它的缺點是其相位響應(yīng)非線性。FIR濾波器的優(yōu)點在于容易實現(xiàn)線性相位，可以設(shè)計多通帶(或多阻帶)濾波器，它的缺點是沒有現(xiàn)成公式可循，設(shè)計時都要用迭代法，計算量大。由于本系統(tǒng)中，不需要獲得線性相位特性，故采用IIR濾波器。它可以擴展至多個不同特性的濾波器，例如:巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器、貝塞爾濾波器、橢圓濾波器等類型。根據(jù)濾波要求選擇合適的逼近類型，由于本系統(tǒng)不用考慮溫度信號的相頻特性，并且要求濾波器在通帶內(nèi)沒有波紋，巴特沃斯濾波器具有最大平坦幅度特性，故采用巴特沃斯濾波器濾波器。： 數(shù)字濾波程序框圖 線性化許多傳感器對被測量的響應(yīng)是非線性的，因而需要對其輸出信號進行線性化，以補償傳感器帶來的誤差。線性化采用分段插值算法，分段插值法的基本思想是將被逼近的函數(shù)（或測量結(jié)果）根據(jù)變化的情況分成幾段，為了提高精度及縮短運算時間，各段可根據(jù)精度要求采用不同的逼近公式。最常用的是線性插值法，線性插值法是代數(shù)插值法中最簡單的形式，： 線性插值法示意圖已知y點在x0和x1的對應(yīng)值分別為y0和y1，現(xiàn)在用直線和代替弧線AB,由次可得直線方程： （6—1）根據(jù)插值條件，應(yīng)滿足： （6—2）解方程組（6—2），可求出直線方程的參數(shù)a和b。由此可求出直線方程的表達式為：（6—3）式中，稱為直線的斜率?；? （6—4）式為點斜式直線方程， 式為兩點直線方程。，插值點和之間間距越小，那么在這一區(qū)間和之間的誤差越小。 標度變換測控系統(tǒng)中的被測變量如溫度、壓力等的單位與數(shù)值都不相同。但它們經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號后又經(jīng)信號調(diào)理轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的05V、15V等信號,然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變成00HFFH(8位)或000HFFFH(12位）等的數(shù)字信號。測控系統(tǒng)的監(jiān)測裝置要求按被測變量的工程單位進行顯示，因此，還需把上述的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成帶有不同工程單位的測量值，這項工作由標度變換程序來完成。標度變換采用線性參數(shù)標度變換，因為參數(shù)之前已經(jīng)經(jīng)過線性化了。線性標度變換的公式為： （6—5）式中，—— 一次測量儀表下限； —— 一次測量儀表上限； —— 實際測量值（工程量）； —— 一次測量儀表下限對應(yīng)的電壓值； —— 一次測量儀表上限限對應(yīng)的電壓值； —— 測量值所對應(yīng)的電壓值； 轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù)傳統(tǒng)的溫度測量過程往往需要線性化、標度變換，需要編寫程序操作比較繁瑣。不同的熱電偶需要編寫不同的程序，顯示溫度單位的變化就需要改變程序算法。系統(tǒng)不具有通用性，然而NI公司專門設(shè)計轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù)模塊是集線性化、標度變換為一體的。熱電偶可以選擇不同的類型，溫度單位可以根據(jù)需要顯示不同的格式。這一模塊具有B、E、J、K、R、S、T、N熱電偶溫度與電壓表，熱電偶類型的改變，輸出溫度變成相應(yīng)的熱電偶溫度。減少了大量的編程，使程序簡單明了，通用性強。一個程序可以適應(yīng)多種熱電偶，溫度單位也可以根據(jù)需要選擇不同格式。 轉(zhuǎn)換電偶讀數(shù)模塊溫度單位是VI輸出的溫度的單位。該輸入支持攝氏、華氏、開氏、蘭氏。電壓波形是從熱電偶讀取的電壓波形熱電偶類型可以是B、E、J、K、R、S、T或N。CJC電壓是冷端補償參考電壓。CJC電壓是CJC傳感器指定的IC傳感器或熱電阻傳感器。溫度波形返回線性化的溫度值，單位為溫度單位指定的單位。模塊的輸入可以是電壓波形，也可以是電壓數(shù)組或熱電偶電壓值。模塊輸出可以是溫度波形，也可以是溫度數(shù)組或線性溫度值。 數(shù)據(jù)存取模塊 數(shù)據(jù)保存現(xiàn)場的數(shù)據(jù)往往需要保存起來，數(shù)據(jù)保存起來便于人們研究，通過分析數(shù)據(jù)獲得生產(chǎn)信息。 保存的數(shù)據(jù)也為以后設(shè)備維護，工藝參數(shù)設(shè)定提供依據(jù)。實時數(shù)據(jù)的保存對生產(chǎn)是很重要的。將文件寫入計算機硬盤時，文件在最底層是以一串二進制位表示的。除二進制外，還有很多格式可用于組織和表示文件中的數(shù)據(jù)。ASCII 文件格式、直接二進制存儲、TDM 文件格式是LabVIEW 中最常用的三種數(shù)據(jù)存儲格式。這三種格式分別適用于不同數(shù)據(jù)類型的存儲，對某些特定的數(shù)據(jù)類型而言，采用特定的文件格式比采用其它文件格式效果更優(yōu)。ASCII字節(jié)流——如果希望讓其他的軟件（譬如字處理程序或者電子表格程序）也可以訪問數(shù)據(jù)，就需要將數(shù)據(jù)存儲為ASCII格式。為此，您需要把所有數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換為ASCII字符串。數(shù)據(jù)記錄文件——這種文件采用的是只有G語言可以訪問的二進制格式。數(shù)據(jù)記錄文件類似于數(shù)據(jù)庫文件，因為它可以把不同的數(shù)據(jù)類型存儲到同一個文件記錄中。二進制字節(jié)流——這種文件的格式是最緊湊、最快速地存儲文件的格式。您必須把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進制字符串的格式，還必須清楚地知道在對文件讀寫數(shù)據(jù)時采用的是哪種數(shù)據(jù)格式。配置寫入測量文件， “寫入測量文件” Express VI 的配置對話框： 配置寫入測量文件圖用寫入測量文件保存數(shù)據(jù)操作簡單方便，簡單可行，既可以保存一般數(shù)據(jù)又可以保存波形數(shù)據(jù)。因為本設(shè)計8路數(shù)據(jù)巡回檢測，所以就用了多個寫入測量文件將各通道數(shù)據(jù)分別保存，labview是將采回來的8路數(shù)據(jù)用一數(shù)據(jù)線送出，數(shù)據(jù)要分別保存就的先就數(shù)據(jù)拆分成8路。數(shù)據(jù)分別保存便于讀取，也可以同時顯示8路數(shù)據(jù)波形。經(jīng)過試驗若將8路數(shù)據(jù)同時保存再一個寫入測量文件，讀取時就無法8路數(shù)據(jù)。 為寫入測量文件保存數(shù)據(jù)程序框圖圖 數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要研究如何存儲、使用和管理數(shù)據(jù)，是計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的新階段，也是計算機技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的技術(shù)之一。當前，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為現(xiàn)代計算機信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)，數(shù)據(jù)庫已成為計算機信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的組成核心，從某種意義來講，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志。數(shù)據(jù)庫選用Access數(shù)據(jù)庫，Access是Micrsoft OFFICE的一個組件，一個前后臺結(jié)合的數(shù)據(jù)庫“軟件”。也就是說Access既擁有用戶界面(VB可以用來開發(fā)用戶界面)；也擁有邏輯、流程處理，即VBA語言(VB也可以用來做邏輯處理)；又可以存儲數(shù)據(jù)，即在“表”中存儲數(shù)據(jù)。而所有這些都存儲在一個 MDB 格式的文件中(當然，也可以是 MDE 等格式) 。Access不是一種存儲格式，是一種軟件。ADO是獨立于開發(fā)工具和開發(fā)語言的數(shù)據(jù)訪問接口，它提供了程序開發(fā)人員、應(yīng)用程序?qū)崟r存取各類數(shù)據(jù)庫的能力，可以輕松地完成對各類數(shù)據(jù)庫的查詢，存取等操作。ADO又被稱為通用數(shù)據(jù)訪問(UDA)，其數(shù)據(jù)源包括數(shù)據(jù)庫，電子郵件，文件，文本，圖形等。使用ADO不僅可以讀取Access和SQL Server數(shù)據(jù)庫，也可以讀取其他與ODBC兼容的數(shù)據(jù)庫。ADO對數(shù)據(jù)庫的操作步驟一般分為如下幾步：① 創(chuàng)建數(shù)據(jù)源名(DSN)；② 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接(Connection)；③ 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象；④ 操作數(shù)據(jù)庫；⑤ 關(guān)閉數(shù)據(jù)庫對象和連接。首先的先在Access數(shù)據(jù)庫建一個空數(shù)據(jù)庫，再在數(shù)據(jù)庫中建一個數(shù)據(jù)要保存的數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表格式如下圖 ： 創(chuàng)建數(shù)據(jù)表圖為了使程序看起來簡潔不繁瑣，用數(shù)據(jù)庫寫入指令將8路數(shù)據(jù)同時寫入“shuju”數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)庫寫入指令為insert into shuju(采樣時間,通道0,通道1,通道2,通道3,通道4,通道5,通道6,通道7)values (39。%s39。,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f)，數(shù)據(jù)源為DSN=rensuifa；。將8路數(shù)據(jù)寫入同一數(shù)據(jù)表，打開一個數(shù)據(jù)表便可查看到8路數(shù)據(jù) 為寫入數(shù)據(jù)庫程序框圖： 寫入數(shù)據(jù)庫程序框圖 數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)回放采用讀取測量文件進行波形回放與數(shù)值顯示，用寫入測量文件和讀取測量文件雖然操作簡單，但每次讀取數(shù)據(jù)總是從初次保存的數(shù)據(jù)開始讀取。不能按照人們的意愿讀取某一時間段的數(shù)據(jù)，讀取到數(shù)據(jù)也不知道是那一時間段，對設(shè)備維護和工藝參數(shù)沒有太大的意義，只知道溫度大概的變化趨勢。： 因為前面是將8路是將8路數(shù)據(jù)分別保存的，所以數(shù)據(jù)回放將8路數(shù)據(jù)分別讀取，進行數(shù)值顯示。再將8路數(shù)據(jù)進行信號合并，在同一波形圖顯示。這樣便直觀的看到8路數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)，用戶便可以通過數(shù)據(jù)回放，了解到各通道歷史溫度變化趨勢。：： 歷史數(shù)據(jù)查詢歷史數(shù)據(jù)查詢，因為有時侯人們某短時間沒有實時監(jiān)控，而把數(shù)據(jù)保存起來，可以根據(jù)需要對某一時間段數(shù)據(jù)進行訪問，因為已經(jīng)把采集的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫里了，所以歷史數(shù)據(jù)的查詢只需要從數(shù)據(jù)庫里按照一定的條件檢索出來就行了，這樣就涉及到檢索條件的問題，而保存數(shù)據(jù)的表格的主鍵已設(shè)為保存時刻，每個數(shù)據(jù)的在時間上是唯一的。因此檢索條件確定為保存數(shù)據(jù)的時間段。：： 數(shù)據(jù)報警模塊當實際溫度大于溫度上限值或者小于溫度下限值時進行超溫報警。超溫報警值時，中斷自動控溫過程，以確保設(shè)備及人員的安全。可以根據(jù)需要設(shè)置報警上下限，本系統(tǒng)中超溫報警值采用信號燈來實現(xiàn)，即當采樣得到的數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)所設(shè)定的上下限時，指示燈變紅。 報警模塊前面板： 報警模塊前面板：圖 數(shù)據(jù)顯示模塊數(shù)據(jù)顯示主要是對現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)進行實時顯示，數(shù)據(jù)顯示采用波形顯示和數(shù)值顯示。波形顯示可以提供給用戶溫度的實時值顯示和溫度變化趨勢，對溫度的變化有個動態(tài)的了解，數(shù)值顯示可以直接看出溫度是多少度。： 報警記錄查詢模塊報警記錄查詢查詢模塊可實現(xiàn)八路歷史報警記錄數(shù)據(jù)的查詢，通過報警記錄查詢，人們便可知道那一時刻出現(xiàn)高溫報警或低溫報警，根據(jù)這些報警記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計便可知道頻發(fā)報警時段，這樣方便于設(shè)備的檢修和維護。第七章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)硬件調(diào)試系統(tǒng)硬件調(diào)試主要有三個任務(wù)，首先將熱電偶測得的毫伏信號放大至0～5V，變成采集卡可識別的信號；其次是冷端補償問題，測環(huán)境溫度采用AD590，它出來的是電流信號，冷端補償調(diào)試的任務(wù)只要是將AD590測得的環(huán)境溫度所對應(yīng)的電流轉(zhuǎn)換成0～5V電壓；再次是板卡的調(diào)試，主要是看輸入輸出端口連接是否連接正常，板卡上有自帶測試軟件，連接輸入輸出端然后運行測試看輸入輸出信號是否相同。 系統(tǒng)軟件調(diào)試程序在設(shè)計過程中采用模塊化設(shè)計，所以程序調(diào)試就是把各模塊調(diào)試好，讓其實現(xiàn)功能。在程序程序調(diào)試中遇到的問題，首先怎樣采集八路數(shù)據(jù)又將八路數(shù)據(jù)同時進行處理，尋求合理的采樣率通道間隔時間；其次是如何用數(shù)據(jù)庫存取取數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)設(shè)置查詢功能。 在實現(xiàn)了虛擬熱電偶溫度巡檢儀的基本功能的基礎(chǔ)上，利用Web Server將虛擬熱電偶溫度巡檢儀面板發(fā)布到網(wǎng)頁上，以便客戶端遠程訪問。作為遠程監(jiān)測平臺，客戶機通過intemet對系統(tǒng)的訪問是必不可少的，在本部分測試中，遠程訪問客戶機有局域網(wǎng)內(nèi)，校園網(wǎng)內(nèi)和外網(wǎng)World Wild Web(WWW)三個層次，設(shè)置訪問地址為:80/，其中，通訊端口為80，經(jīng)測試，均可實現(xiàn)遠程正常訪問，服務(wù)器沒有設(shè)置允許遠程控制，客戶端在面板上點擊右鍵發(fā)送請求VI控制，服務(wù)器端允許后客戶端便可運程控制。：總結(jié)現(xiàn)代測試系統(tǒng)是以計算機為核心的測試系統(tǒng)，它目前廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域、部門進行科學(xué)實驗與工程實踐的基本測試手段。最新一代的儀器—虛擬儀器是現(xiàn)代測試系統(tǒng)的一種代表形式。虛擬儀器技術(shù)是構(gòu)造現(xiàn)代測控系統(tǒng)最便捷最先進的工具。虛擬儀器帶來了測試儀器設(shè)計與制造的新思路，是儀器領(lǐng)域的一場技術(shù)革命。它以價格低廉，功能強大，擴展性強而迅速被廣泛應(yīng)用，并逐步替代傳統(tǒng)的硬件式儀器。溫度這一物理量和人們的科研工作、日常生活緊密相關(guān)，故溫度測試十分重要。為了滿足不同溫度測試的需要，各種溫度測試儀被不斷研制和推出。虛擬溫度巡檢儀檢測系統(tǒng)充分利用虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)點，從而很好的解決了傳統(tǒng)硬件化儀器的許多難以實現(xiàn)的功能。它把以前傳統(tǒng)硬件化測溫儀器的硬件核心計算電路用計算機中的軟件LabVEIW來代替