【正文】 圖 數(shù)據(jù)庫查詢模塊 正如上圖，應(yīng)運(yùn)了編程 /字符串 /連接字符串實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫查詢的標(biāo)準(zhǔn)命令的寫入。 數(shù)據(jù)庫查詢模塊程序設(shè)計(jì) 與數(shù)據(jù)庫寫入很相似，數(shù)據(jù)庫的查詢程序經(jīng)過 DNS 的設(shè)置后， Lab SQL 利用 DSN 訪問與之相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。其實(shí)現(xiàn)比較簡單，就是用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)寫入命令，并將命令輸入到前面介紹過的數(shù)據(jù)庫訪問模塊，其程序如圖 所示。 數(shù)據(jù)庫寫入模塊程序設(shè)計(jì) 在對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄之后，為了以后因工業(yè)需要對四個(gè)通道的 數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢分析，就必須考慮對溫度的記錄存儲。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 26 圖 數(shù)據(jù)庫訪問模塊 上圖即為數(shù)據(jù)庫訪問模塊，本模塊使用很普遍，在很多資料中都可以找到一模一 樣的程序，為了實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問的自主性加了條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)執(zhí)行布爾送返回一個(gè)真時(shí)，數(shù)據(jù)庫訪問模塊就執(zhí)行輸入的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)命令，執(zhí)行用戶想要的數(shù)據(jù)庫操作。上限報(bào)警設(shè)計(jì)中將數(shù)據(jù)和輸入溫度上限設(shè)定值進(jìn)行比較，如果大于，則報(bào)警，上限報(bào)警燈閃爍，小于什么都不做。 圖 溫度 報(bào)警模塊 正如上圖所示，將動態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組，此時(shí)溫度波形數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)據(jù)化，為了對數(shù)組中的每一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度上限和下限比較判斷是否超出設(shè)定值，是否該報(bào)警，將轉(zhuǎn)化成的數(shù)組數(shù)據(jù)采用數(shù)組大小記錄數(shù)組的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)來設(shè)定 FOR 循環(huán)的次數(shù)。 圖 溫度采集模塊 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 25 正如上圖所示，將通道選擇模塊的輸出的物理通道地址送進(jìn) DAQmx Create Virtual Channel 模塊（ DAQ 創(chuàng)建虛擬通道模塊）的 physical channels 并將單位設(shè)置為伏特（ Volts）最大值設(shè)置為 10V，最小設(shè)置為 10V。布爾數(shù)組轉(zhuǎn)化成數(shù)值輸入條件結(jié)構(gòu)，與條件結(jié)構(gòu)中的選擇一一對應(yīng)，即通道 1 對應(yīng) Dev1/ai0，通道 2 對應(yīng) Dev1/ai1通道 3 對應(yīng) Dev1/ai2，通道 4 對應(yīng) Dev1/ai3，這個(gè)時(shí)候，通道選擇模塊完成對通道物理地址的選擇，與通道開關(guān)一一對 應(yīng)起來。于是，在PCI6221 板卡的 16 個(gè)輸入通道中選擇了前四個(gè)，即 ai0~ai3，對應(yīng)的物理通道 current physical Channel(s)分別是： Dev1/ai0、 Dev1/ai Dev1/ai Dev1/ai3 進(jìn)行操作。但是如果兩個(gè)對話框輸入的不一致，則返回一個(gè)假，條件結(jié)構(gòu)則通過單按鈕對話框提示用戶密碼不正確。 為了密碼的安全，需要修改用戶的密碼，此部分的設(shè)計(jì)思路如圖 所示。 圖 用戶登錄 圖 中采用了用戶登錄子 VI 即 user login 圖標(biāo)，當(dāng)用戶名輸入的時(shí)候程序先通過數(shù)據(jù)庫訪問子 VI 檢查數(shù)據(jù)庫里的用戶數(shù)據(jù)是否為空，若為空，將一個(gè)真值送入條件結(jié)構(gòu)，在條件結(jié)構(gòu)中通過數(shù)據(jù)庫訪問子 VI 將一個(gè)用戶名為 Admin，密碼為 123456 的數(shù)據(jù)寫入到對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并通過單按鈕對話框提示用戶相關(guān)信息。 用戶登錄模塊程序設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)對軟件程序和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效保護(hù)，設(shè)計(jì)了用戶登錄模塊。 在本設(shè)計(jì)中，采用模塊化設(shè)計(jì)，并由用戶登錄、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 22 數(shù)據(jù)庫訪問、通道選擇、數(shù)據(jù)采集、線性化、溫度報(bào)警、數(shù)據(jù)庫寫入和數(shù)據(jù)庫查詢模塊組成了虛擬熱電偶溫度記錄儀的整個(gè)程序。 建立方法：進(jìn)入開始菜單 控制面板 管理工具 數(shù)據(jù)源（ ODBC），建立一個(gè)新的系統(tǒng) DSN并將名稱填寫到上面系統(tǒng) DNS 名對話框內(nèi)：選擇 AddMicrosoft Access Driver (*.mdb)，數(shù)據(jù)源名稱為 math， 數(shù)據(jù)庫選擇 。 溫度查詢前面板設(shè)計(jì) 在溫度查詢程序設(shè)計(jì)中方，系統(tǒng)在溫度采集的過程中，將采集到的數(shù)據(jù)于后臺完成了記錄。 溫度記錄前面板設(shè)計(jì) 在溫度記錄報(bào)警的程序設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了對四個(gè)通道的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，及報(bào)警設(shè)置記錄功能， 經(jīng) 板卡 采集并轉(zhuǎn)換得到的 溫度 波形的變化，同時(shí)將標(biāo)定后得到的溫度值分別用波形 和 溫度計(jì)兩 種方式顯示出來，適應(yīng)不同用戶的需求，通過布爾量開關(guān)設(shè)置超限報(bào)警指示 ，如圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 20 所示。因?yàn)?，程序使用?了 Access 數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的存儲及查詢，需要為數(shù)據(jù)庫指定系統(tǒng) DNS 數(shù)據(jù)源 ,并為其設(shè)置驅(qū)動程序，指定數(shù)據(jù)庫路徑。 溫度采集 前面板設(shè)計(jì) 在溫度采集程序設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了四通道的選擇及對兩支 S 型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶、兩支 K 型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的選擇，點(diǎn)擊不同的通道開關(guān)，顯示不同通道的信號波形，當(dāng)點(diǎn)擊多個(gè)通道時(shí)，采集信號波形圖顯示多條信號曲線，即在示波器中顯示所有采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)波形，而不同通道的信號波形將在溫度記錄界面中一一顯示。如圖 所示。 前面板（用戶界面）是虛擬儀器的重要組成部分，儀器參數(shù)的設(shè)置、測試結(jié)果顯示等功能都是通過軟件實(shí)現(xiàn)，因此要求軟件界面簡單直接，便于使用。 到此硬件便可以通過 PCI6221 板卡為虛擬儀器輸送合法的信號數(shù)據(jù)了。 本章小結(jié) 軟件的設(shè)計(jì)是建立在一定的硬件基礎(chǔ)之上的，本設(shè)計(jì)中程序?qū)?shù)據(jù)的處理需要硬件為其輸入符合要求的電壓信號。設(shè)計(jì)中設(shè)置的模擬輸出 為雙極性。選擇單極性，輸入電壓范圍為0V～ 10V；選擇雙極性，輸入電壓范圍為 5V～ +5V。 十六個(gè)模擬輸入通道 ai0～ ai15，其內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器是 16Bit 逐步逼近式，可以 將其設(shè)定為十六個(gè)單端信號輸入方式或八個(gè)差動信號輸入方式。 PCI6221 是一種低廉的 M 系列數(shù)據(jù)采集卡，在計(jì)算機(jī)上使用的板卡。用于數(shù)據(jù)采集的成套設(shè)備稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它是虛擬儀器與被測對象聯(lián)系的橋梁，是獲取信息的重要途徑。當(dāng)測溫為 0~1000℃ 時(shí)，其輸出為 0~10V， PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡可直接進(jìn)行采集。 當(dāng) LT1025 所測溫度大于或等于 0℃時(shí)， V0 端不必接入 R4，而是懸空直接輸出 10mV/℃ 。這樣的電路結(jié)構(gòu)使得 LT1025 在一個(gè)很寬的溫度范圍內(nèi)均保持足夠高的補(bǔ)償準(zhǔn)確度，其補(bǔ)償誤差 ℃。為消除該項(xiàng)影響，在 LT1025 中專門設(shè)計(jì)了一個(gè)非線性校正電路，其原理如下： 式中： —— 系數(shù) . 單位為 mV/℃ —— 修正系數(shù) . 單位為 mV/℃ 2 U—— 補(bǔ)償器輸出 .單位為 mV T—— 被測對象的溫度 . 單位為 ℃ 式中第一項(xiàng)為相對于 0℃ 的線性項(xiàng)，第二項(xiàng)為相對于室溫的偏差二次非線性修正項(xiàng)，其實(shí)質(zhì)為拋物線方程。緩沖器的輸出分為兩路：一路以 10mV/℃ 直接從端口輸出 。 LT1025 的結(jié)構(gòu)和工作原理 LT1025 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。其溫度℃補(bǔ)償準(zhǔn)確度高達(dá) ℃ 。它還具有 PID的控制功能。對于熱電偶來說只需用兩根普通導(dǎo)線連接而不必使內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 13 用較為昂貴的補(bǔ)償導(dǎo)線；對于熱電阻來說不必再使用 三根導(dǎo)線檢測。 （ 1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)鎧裝化 鎧裝熱電偶與熱電阻具有壽命長、可彎曲、熱響應(yīng)時(shí)間小、耐震動等的優(yōu)點(diǎn) ,倍受用戶的青睞。除此之外 由于熱電偶熱電勢和溫度之間的非線性以及冷端溫度的不穩(wěn)定，影響了測溫精度。通過熱電偶冷端補(bǔ)償進(jìn)行溫度測量是一種傳統(tǒng)、有效的方法，廣大技術(shù)工作 人員在實(shí)際的測量檢測中已經(jīng)積累了較多的經(jīng)驗(yàn) [11]。 熱電偶作為測溫元件，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、使用方便、測溫精度較高，可就地測量和遠(yuǎn)傳。 熱電偶的發(fā)展現(xiàn)狀 熱電偶由兩種不同金屬或合金組成閉合回路。 ? 銅 康銅 T 正 紅色 200~350 400 II 40~350 177。 ? 鎳鉻硅 鎳硅 N 正 不親磁 200~1200 1300 I 40~1100 177。 %t 鉑銠 30鉑 B 正 較硬 0~1600 1800 III 600~900 177。 表 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶分度表 [10] 熱電偶名稱 分度號 熱電偶識別 E(100,0) （ mV） 測溫范圍（ C? ） 對分度表允許偏差（ C? ） 新 極性 識別 長期 短期 等級 使用溫度 允差 鉑銠 10鉑 S 正 亮白硬 0~1300 1600 III ≤ 600 177。本設(shè)計(jì)采用基于 LabVIEW 的熱電偶溫度記錄儀，在熱電偶溫度記錄儀的設(shè)計(jì)中運(yùn)用到了基于 LT1025 的測溫電路與 PCI6221數(shù)據(jù)采集卡對數(shù)據(jù)的采集。采用 PCI 計(jì)算機(jī)本身的總線，故將數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ)插入計(jì)算機(jī)的空槽中即可。內(nèi)部自帶特殊的非線性校正電路，以確保在整個(gè)溫度測量范圍內(nèi) LT1025 都具有較高的補(bǔ)償準(zhǔn)確度。 基 于 L T 1 0 2 5 的 K 型 熱電 偶 信 號 調(diào) 理 電 路 P C I 6 2 2 1 數(shù) 據(jù) 采 集 卡基 于 L T 1 0 2 5 的 K 型 熱電 偶 信 號 調(diào) 理 電 路基 于 L T 1 0 2 5 的 S 型 熱電 偶 信 號 調(diào) 理 電 路基 于 L T 1 0 2 5 的 S 型 熱電 偶 信 號 調(diào) 理 電 路P C( 基 于L a b V I E W的 熱 電 偶 溫 度記 錄 儀 )a i 0a i 1a i 2a i 3KKSS 圖 熱電偶溫度記錄儀系統(tǒng)原理圖 溫度由熱電偶從熱端進(jìn)行采集，經(jīng)過信號處理后，將數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)采集卡。 應(yīng)用 了 軟件 的特點(diǎn)直接進(jìn)行 溫度 的測量。 總體方案設(shè)計(jì) 在工業(yè)過程控制中，溫度是一個(gè)重要的測量參數(shù)，而熱電偶具有準(zhǔn)確度高、測溫范圍廣和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，使其成為工業(yè)應(yīng)用中溫度測量的首選。這樣，在儀器儀表的設(shè)計(jì)中，就可以省不少開發(fā)時(shí)間和不必要的浪費(fèi)。 集成溫度傳感器 AD590 測量實(shí)時(shí)環(huán)境溫度實(shí)現(xiàn)冷端溫度補(bǔ)償。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、石油、化工、冶金、電力等行業(yè)及科研單位。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 8 第二章 溫度記錄儀 方案比較與選擇 有紙溫度記錄儀 有紙記錄儀以獨(dú)特的熱打印記錄方式和先進(jìn)的微處理器控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無與倫比的高記錄清晰度、高精度、高可靠性、多功能且便于操作。它遵循“軟件即儀器”的概念，將計(jì)算機(jī)資源、儀器測 /控硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通信及圖形用戶界面的軟件進(jìn)行有效結(jié)合，從而大大減少了儀器的硬件資源，并可以按照用戶的需要定義儀器功能、結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)用戶自己的儀器。 為了解決上述這些問題，早期儀器儀表的開發(fā)者采用了有紙記錄儀，隨著計(jì)算機(jī)的普及和廣泛應(yīng)用，無紙溫度記錄儀產(chǎn)生，并因?yàn)槠涓鼫?zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)記錄、更方便的數(shù)據(jù)存儲、更便捷的數(shù)據(jù)分析功能，所占市場份額逐年猛增。 （ 4）無縫集成 虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個(gè)集成的軟硬件概念。這些都得益于 NI 軟件的靈活性，我們要做的只是更新計(jì)算機(jī)或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進(jìn)自己的系統(tǒng)。 DASP 平臺它是直接面向最終用戶的虛擬儀器庫，直接可以使用，不需要再進(jìn)行編程加工，用起來非常的快捷方便，精度又很高，用戶拿起來就可直接使用，但對于專業(yè)儀器開發(fā)商或者儀器行業(yè)自己需開發(fā)虛擬儀器的用戶，有一定的局限性。利用 DAQ 可方便快速地組建基于計(jì)算機(jī)的儀器（ ComputerBased Instruments），實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多型” 和“一機(jī)多用” [6]。 （ 3） PXI （ PCI extension for Instrumentation） PCI 在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，是 NI 公司于 1997年發(fā)布的一種新的開放性、模塊化儀器總線規(guī)范。 （ 2） VXI（ VME bus Extension for instrumentation）即 VME 總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，是1987 年在 VME 總線、 Euro card 標(biāo)準(zhǔn) (機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) )和 IEEE 488 等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，由主要儀器制造商共同制訂的開放性儀器總線標(biāo)準(zhǔn)。它是最早的儀器總線，目前多數(shù)儀器都配置了遵循 IEEE 488 的 GPIB 接口。虛擬儀器還可以選配開發(fā)廠家提供的系統(tǒng)硬件模塊，組成更為完善的硬件平臺。 虛擬儀器 的結(jié)構(gòu) 虛擬儀器由硬件和軟件兩部分組成。 虛擬儀器的概念 所謂虛擬儀器，就是在通用的計(jì)算機(jī)平臺上定義和設(shè)計(jì)等同常規(guī)儀器的各種功能，用戶操作計(jì)算機(jī)的同時(shí)就是在使用一臺專門的電子 儀器。 虛擬儀器技術(shù) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)的 高速發(fā)展，儀器測量技術(shù)也開始由傳統(tǒng)儀器向計(jì)算機(jī)化方向邁進(jìn)。利用 LabVIEW，可以產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行 的可執(zhí)行文件。超過這個(gè)范圍，作物或許會成活，但是其生長的規(guī)律將發(fā)生明顯的變化，這對于作物能夠優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)，因此， 實(shí)時(shí)獲取作物生長的環(huán)境溫度，對超過作物生長適宜范圍的溫度能夠報(bào)警非常重要。這種測量方式，一方面給偏遠(yuǎn)地區(qū)的觀測人員帶來諸多不便；另一方面，測量精度受人為因素影響，測量誤差大。 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來， 作為測試技術(shù)的一個(gè)分支， 虛擬儀器的開發(fā)和研制在國內(nèi)得到了飛速的發(fā)展。因此如何能將熱電偶溫度測量記錄及其技術(shù)有效的與 LabVIEW 虛擬儀器相結(jié)合就成了溫度測試領(lǐng)域的一個(gè)新課題，對測控技術(shù)的發(fā)展具有相當(dāng)積極的意義。 早期的溫度記錄儀都是有紙類型的，隨著計(jì)算機(jī)的普及和廣泛應(yīng)用，無