【正文】 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(jī)中的軟件LabVEIW來代替，既節(jié)。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。它以價格低廉，功能強(qiáng)大，擴(kuò)展性強(qiáng)而迅速被廣泛應(yīng)用，并逐步替代傳統(tǒng)的硬件式儀器。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(jìn)的工具。：總結(jié)現(xiàn)代測試系統(tǒng)是以計算機(jī)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(jìn)行科學(xué)實驗與工程實踐的基本測試手段。 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(yuǎn)程訪問。 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。： 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(hù)。 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(jìn)行實時顯示，數(shù)據(jù)顯示采用波形顯示和數(shù)值顯示。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。因此檢索條件確定為保存數(shù)據(jù)的時間段。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。： 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(jìn)行數(shù)值顯示。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(jìn)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。%s39。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。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。而所有這些都存儲在一個 MDB 格式的文件中(當(dāng)然，也可以是 MDE 等格式) 。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”。 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(jī)數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的新階段，也是計算機(jī)技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的技術(shù)之一。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。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)。二進(jìn)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。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(jìn)制格式。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。ASCII 文件格式、直接二進(jìn)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。將文件寫入計算機(jī)硬盤時，文件在最底層是以一串二進(jìn)制位表示的。 保存的數(shù)據(jù)也為以后設(shè)備維護(hù)，工藝參數(shù)設(shè)定提供依據(jù)。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。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。CJC電壓是冷端補(bǔ)償參考電壓。該輸入支持?jǐn)z氏、華氏、開氏、蘭氏。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。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。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(biāo)度變換為一體的。線性標(biāo)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(biāo)度變換，需要編寫程序操作比較繁瑣。測控系統(tǒng)的監(jiān)測裝置要求按被測變量的工程單位進(jìn)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(biāo)度變換程序來完成。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。 標(biāo)度變換或 （6—4）式為點斜式直線方程， 式為兩點直線方程。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。： 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(jìn)行線性化，以補(bǔ)償傳感器帶來的誤差。它可以擴(kuò)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。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。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(dāng)前和以前的輸入值；而對于IIR濾波器，輸出不僅取決于當(dāng)前和以前的輸入值，還取決于以前的輸出值。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(dāng)改變軟件濾波的濾波程序或運(yùn)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(jī)噪聲等特別有效。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。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。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。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。就有了如下的間隔掃描（interval scanning）方式。為了改善這種情況。如果用循環(huán)采樣則每相鄰兩個通道之間的采樣信號的時間延遲為5μs（1/200kHz），這樣通道1和通道２之間就產(chǎn)生了1/4周期的相位延遲，而通道1和通道４之間的信號延遲就達(dá)15μs，折合相位差是2700。圖 同步采樣假定用四個通道來采集均為50kHz的周期信號（其周期是20μs），數(shù)據(jù)采集卡的采樣速率設(shè)為200kHz。還有一種數(shù)據(jù)采集卡，每個通道各有一個獨立的A/D，這種數(shù)據(jù)采集卡的同步性能更好。支持這種方式的數(shù)據(jù)采集卡每個通道使用獨立的放大器和S/H電路，經(jīng)過一個多路開關(guān)分別將不同的通道接入A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如果通道間的時間延遲對信號的分析不很重要時，使用循環(huán)采樣是可以的。循環(huán)采樣的缺點在于不能對多通道同步采樣，通道的掃描速率是由多路開關(guān)切換的速率平均分配給每個通道的。如圖67給出兩個通道循環(huán)采樣的示意圖。在一次掃描（scan）中，數(shù)據(jù)采集卡將對所有用到的通道進(jìn)行一次采樣，掃描速率（scan rate）是數(shù)據(jù)采集卡每秒進(jìn)行掃描的次數(shù)。通過這個開關(guān)的掃描切換，實現(xiàn)多通道的采樣。該模塊工作的正常與否直接關(guān)系整個系統(tǒng)工作的正常與否。：圖 數(shù)據(jù)采集模塊本設(shè)計中最為重要的就是數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計，數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計是本文虛擬溫度巡檢儀核心部分，數(shù)據(jù)采集是本系統(tǒng)軟件的主要功能，也是其它模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、圖形繪制和數(shù)值顯示的基礎(chǔ)。登錄成功后，進(jìn)入控制界面同時修改密碼控件顯示，用戶便可根據(jù)需要從控制界面進(jìn)入用戶登錄界面進(jìn)行修改密碼操作。是否存在所輸入用戶名。只有合法的用戶在輸入正確的用戶名和密碼后，才可以進(jìn)入系統(tǒng)。： 系統(tǒng)管理一個系統(tǒng)建立好后，各種參數(shù)往往也設(shè)定好了，是不允許隨便改動的。采模塊化編程的主要優(yōu)點是:單個模塊容易編寫、查錯和測試；有利于程序設(shè)計務(wù)的劃分；模塊可以共享，一個模塊可被多個任務(wù)在不同的條件下調(diào)用。為了使各模塊之間按照系統(tǒng)的框架協(xié)議協(xié)調(diào)動和相互通信，以及實現(xiàn)人機(jī)交互，設(shè)計了提供用戶接口的主控程序。虛擬溫度巡檢儀系統(tǒng)軟件設(shè)計包括系統(tǒng)安全管理、溫度信號采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)顯示、報警設(shè)置等部分。在軟件開發(fā)中采用模塊化設(shè)計方法也滿足了系統(tǒng)可擴(kuò)展性要求，因為每個模塊實現(xiàn)不同的功能，只要為新增功能設(shè)計出新的模塊，新模塊實現(xiàn)的功能與原有模塊不同，不會發(fā)生沖突，因此將新舊模塊再有機(jī)地結(jié)合起來，就構(gòu)建了具有擴(kuò)展功能的新系統(tǒng)。模塊化設(shè)計方法有很多特點，大體上歸納為如下幾點：(l)由于模塊是相對獨立的，并且其功能單一，因此每個模塊可以獨立編寫和調(diào)試，有效地控制了程序設(shè)計的復(fù)雜度和可靠性；(2)采用模塊化結(jié)構(gòu)的大型軟件，可以根據(jù)模塊的劃分，由更多的人員同時進(jìn)行集體開發(fā)，從而大幅度地縮短開發(fā)周期，加快軟件的開發(fā)速度；(3)軟件的模塊化結(jié)構(gòu)，可以使開發(fā)人員把功能模塊進(jìn)行相應(yīng)的組合，實現(xiàn)完整的應(yīng)用軟件。在系統(tǒng)軟件開發(fā)中，可以采用模塊化設(shè)計方法。本設(shè)計采用模塊化設(shè)計思想，所謂模塊化設(shè)計是指在對產(chǎn)品進(jìn)行市場預(yù)測、功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列通用的功能模塊。設(shè)計虛擬儀器時，一定要重視軟件的設(shè)計，它關(guān)系到虛擬儀器的性能，也決定了是否能將虛擬儀器較傳統(tǒng)儀器的優(yōu)越性發(fā)揮出來。AGND是這兩個模擬輸出端的參考地。我們設(shè)置的模擬輸出為雙極性。兩個模擬輸出通道ao0和aol，可以設(shè)置模擬輸出通道為單極性或雙極性輸出。選擇單極性，輸入電壓范圍為0～10V；選擇雙極性，輸入電壓范圍為5V～+5V。我們設(shè)置的是單端有參考地輸入(RSE)輸入模式。：十六個模擬輸入通道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)定為十六個單端信號輸入方式或八個差動信號輸入方式。對于采集卡的設(shè)置包括，數(shù)據(jù)集卡的通道設(shè)置、被測信號的輸入方式和被測信號的輸入范圍設(shè)置；我們主要用的是該采集卡的模擬輸入與模擬輸出的功能。 PCI—6221數(shù)據(jù)采集卡簡介及參數(shù)設(shè)置PCI—6221是一種低廉的M系列數(shù)據(jù)采集卡，在計算機(jī)上使用的板卡。　　NI公司還提供了一個數(shù)據(jù)采集卡的配置工具軟件—Measurement amp。Nl一DAQmx的這些優(yōu)點為本系統(tǒng)的研究在減少開發(fā)時間、降低開發(fā)成本和提高測量精度等方面起到事半功倍的作用。第一代DAQ驅(qū)動軟件出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代后期，隨著DAQ技術(shù)不斷發(fā)展，90年代初期Nl推出第二代DAQ驅(qū)動軟件，隨后在2003年Nl推出第三代DAQ驅(qū)動軟件DAQmx。根據(jù)實際需要，信號調(diào)理可以具有濾波、放大等功能，另一方面，一塊DAQ卡往往具有多種功能，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字輸入輸出以及計數(shù)器/定時器操作等。要使計算機(jī)系統(tǒng)能夠測量物理信號，首先要使用傳感器把物理信號轉(zhuǎn)換成電壓或者電流之類的電信號。 被測信號實時采集圖在框圖中，計算機(jī)對數(shù)據(jù)采集卡發(fā)出指令，啟動采集卡，采集卡將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，計算機(jī)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理和顯示。計數(shù)器最重要的參數(shù)是分辨率和時鐘頻率，高分辨率意味著計數(shù)器可以計更多的數(shù)，時鐘頻率決定了計數(shù)的快慢，頻率越高，計數(shù)速度就越快。計數(shù)器包括三個重要信號：門限信號、計數(shù)信號、輸出。路數(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率、“握手”能力都是應(yīng)理解的重要參數(shù)，應(yīng)依據(jù)具體的應(yīng)用場合而選擇有合適參數(shù)的數(shù)字I/O。數(shù)字I/O常見的應(yīng)用是在計算機(jī)和外設(shè)如打印機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀等之間傳送數(shù)據(jù)。路數(shù)要能同控制對象配合，而且需要的電流要小于采集卡所能提供的驅(qū)動電流。它的重要參數(shù)包括：數(shù)字口路數(shù)（line）、接收 (發(fā)送 )率、驅(qū)動能力等。應(yīng)該根據(jù)實際需要選擇D/A的參數(shù)指標(biāo)。建立時間短、轉(zhuǎn)換率高的D/A可以提供一個較高頻率的信號。輸出信號受數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）的建立時間、轉(zhuǎn)換率、分辨率等因素影響。A/D的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實際需要的精度來選擇合適的A/D?！　∧M輸入是采集最基本的功能。該軟件可以自動檢測到與系統(tǒng)(PC機(jī))相連的設(shè)備(如DAQ卡、GPIB、VLSA、VXI等硬件產(chǎn)品)，并可調(diào)用相應(yīng)設(shè)備的設(shè)置軟件對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 PCI數(shù)據(jù)采集卡 LabVIEW提供了Measujrementamp。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(jìn)行線性化，以補(bǔ)償傳感器帶來的誤差。通常還需要抗混疊濾波器，濾除信號中感興趣的最高頻率以上的所有頻率的信號。濾波的目的是從所測量的信號中除去不需要的成分。 冷端溫度補(bǔ)償電路微弱信號都要進(jìn)行放大以提高分辨率和降低噪聲，使信號調(diào)理后的電壓范圍和采集卡的電壓范圍相匹配。在將轉(zhuǎn)換后的輸出電壓連接到AD524儀表放大器的同相輸入端。因為AD590直接測量的是熱力學(xué)溫度（溫度單位為k），因此為為了以攝氏溫度讀出， uA偏置。AD590以熱力學(xué)溫標(biāo)零點作為輸出點，在0℃ uA。AD59