【正文】 在實現(xiàn)動態(tài)命令中設置時間的問題時，使用了編程 /定時 /格式化時間，這樣就可。其程序如圖 所示。無論是查詢數(shù)據(jù)庫，還是刪除數(shù)據(jù)庫，步驟大體相同。數(shù)據(jù)庫命令如圖，將一條標準數(shù)據(jù)庫命令輸入到數(shù)據(jù)庫訪問子模塊完成對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫寫入。 圖 數(shù)據(jù)庫寫入模塊 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 27 正如上圖，我們主要使用了編程 /字符串 /連接字符串。這里我使用了微軟的數(shù)據(jù)庫軟件 Access，并將文件命名為 math，將采集到的溫度數(shù)據(jù)記錄在表名為math 的字段下。數(shù)據(jù)存儲部分主要利用 LabVIEW 與數(shù)據(jù)庫接口程序，將采集的原始數(shù)據(jù)存儲到 Access 數(shù)據(jù)庫中，供后續(xù)的結(jié)果查詢和數(shù)據(jù)分析。 DNS 的設置已近在前面進行了詳細敘述，這里只是強調(diào)如果 DNS 不設置，在程序運行時會提示數(shù)據(jù)庫訪問出錯。當執(zhí)行布爾返回一個假時，程序什么都不做，這樣對數(shù)據(jù)庫的操作就有了用戶的選擇性。因為常需要調(diào)用，所以將這部分程序做成了數(shù)據(jù)庫訪問子 VI，其程序如圖 所示。下限報警設計中將數(shù)據(jù)和輸入溫度下限設定值進行比較，如果小于，則報警，上限報警燈閃爍，大于什么都不做。接入溫度計可以實時顯示 測量溫度。這樣，每次數(shù)組輸出一個數(shù)據(jù)就執(zhí)行內(nèi)部程序一次，達到對每個數(shù)據(jù)進行操作的目的。 溫度報警模塊程序設計 為了實現(xiàn)系統(tǒng)的溫度實時記錄及報警設計了以下程序，如圖 所示 。將輸出送進 DAQmx Timing 模塊（ DAQmx 定時模塊）再將數(shù)據(jù)輸入 DAQmx Configure Input Buffer 模塊（ DAQmx 設定輸入緩沖器 模塊 ）大小設定為 50000。數(shù)據(jù)的采集模塊使用很普遍，在很多的相關資料中都可以見到該模塊的設計方案，溫度采集子 VI (DAQ 采集 .VI) 模塊的程序如圖 所示。 溫度采集模塊程序設計 虛擬熱電偶溫度記錄儀設計中，要對四個個通道的數(shù)據(jù)進行記錄、報警、查詢的前提是對數(shù)據(jù)的采集。圖 即為通道選擇子 VI 模塊的程序，其主要使用了編程當中的條件結(jié)構(gòu)。具體程序如圖 所示。 圖 用戶管理 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 24 通道選擇模塊程序設計 在設計中考慮到，四個通道的數(shù)據(jù)采集需要對每個同通道的開閉進行操作。 為了更多用戶對程序的需求，可以在登錄的狀態(tài)下添加新用戶。這是在第二對話框里的密碼與第一 對話框密碼一致的情況下寫入條件結(jié)構(gòu)真的的時候只執(zhí)行的。 圖 密碼修改 如上圖，設計使用了 user new pw 子 VI 實現(xiàn)對密碼的修改。倘若用戶登錄子 VI 向條內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 23 件結(jié)構(gòu)送一個假，事件結(jié)構(gòu)停止運行。倘若數(shù)據(jù)庫里的用戶數(shù)據(jù)不為空，就將一個假值送入條件結(jié)構(gòu)，在條件結(jié)構(gòu)中通過數(shù)據(jù)庫查詢子 VI 查詢數(shù)據(jù)庫對應用戶下的密碼，并與輸入的密碼進行比對，如果相等用戶登錄成功，不相等則通過單按鈕對 話框提示用戶密碼出錯。用戶登錄程序設計思路如圖 所示 。模塊的作用可以使軟件的前面板在不登錄的情況下隱藏在選項卡，在登錄的前提下就可以自動跳轉(zhuǎn)到軟件的操作界面。具體方法和源程序代碼將在下文做詳細介紹。 在程序框圖中，各功能 實現(xiàn)也都比較簡單，在程序開發(fā)環(huán)境界面上點擊鼠標右鍵在函數(shù)中都可以找到想要的模塊。 程序框圖設計 LabVIEW 的源程序為框圖式的，且提供了非常豐富的庫函數(shù)，從數(shù)據(jù)采集到儀器控制，從信號產(chǎn)生到信號處理，從數(shù)據(jù)分析到圖形顯示，從文件讀寫到網(wǎng)絡通信，多種多樣，大大提高了用戶編程的效率，減輕了編程工作量。點擊 OK 完成設置。將本程序下載到本地計算機后，需要建立與用戶信息 .mdb 的 ODBC 連接。這里實現(xiàn)的功能主 要是在采集狀態(tài)下，根據(jù)用戶的需要，按時間查詢出對應時間下的每個通道的溫度數(shù)據(jù)，如圖 所示。在這里可以設定溫度上下限報警的溫度值。 圖 溫度記錄前面板 在圖 溫度記錄前面板設計中，此部分為四通道溫度實時顯示部分，具有報警記錄的功能。在初始化設置結(jié)束后就可以啟動程序，并點擊采集按鈕，程序開始運行，為指定的通道進行數(shù)據(jù)的實時顯示，記錄，及報警的功能。這部分內(nèi)容將在數(shù)據(jù)庫查詢部分進行詳細講述。在程序運行之前，有必要對程序運行環(huán)境進行初始化設置。通過改變采樣率可得到效果更好的信號波形，如圖 所示。在首次使用的時候，系統(tǒng)會自動生成一個管理員用戶 Admin 將密碼設置為 123456 并對用戶進行提示。 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 18 圖 用戶登錄前面板 在圖 用戶登錄端的設計中，實現(xiàn)了對軟件程序和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效保護。 用戶登錄前面板 在程序使用過程中，為了防止非相關工 作人員修改程序而導致本虛擬熱電偶溫度記錄儀的癱瘓，需要為使用本虛擬儀器的相關技術人員設置使用權限，在用戶登錄界面中不同的用戶可使用不同的用戶名及密碼，亦可修改密碼，這部分程序?qū)⒃诤罄m(xù)用戶管理及密碼修改中詳細陳述。本系統(tǒng)采用 軟件設計了 前面板 。 基 于 L a b V I E W 的 熱 電 偶 溫 度 記 錄 儀 的 軟 件 設 計軟件前面板設計數(shù)據(jù)庫訪問模塊設計通道選擇模塊設計溫度報警模塊設計數(shù)據(jù)庫寫入模塊設計數(shù)據(jù)庫查詢模塊設計信號處理模塊設計用戶登陸模塊設計溫度采集模塊設計 熱電偶溫度記錄儀的軟件設計結(jié)構(gòu)圖 軟件前面板設計 根據(jù)所要實現(xiàn)的如溫度顯示、記錄、報警、查詢功能要求，在本設計中的軟件程序設計里我將不同的功能按照不同的模塊分別進行了模塊化編程。 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 17 第 四 章 熱電偶溫度記錄儀軟件設計 熱電偶溫度記錄儀的軟件設計結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)所要實現(xiàn)的如溫度顯示、記錄、報警、查詢功能要求，在本設計中的軟件程序設計里我將不同的功能按照不同的模塊分別進行了模塊化編程。 通過軟件實現(xiàn)溫度的采集、記錄、查詢等功能。 當溫度變化時，熱電偶在冷熱兩端形成電勢差，經(jīng)基于 LT1025 的測溫電路后，轉(zhuǎn)化成與溫度變化大小成正比的 0~10V 的線性電壓信 號。以自發(fā)自收的形式，模擬出溫度記錄儀中的四個通道。 在本設計中，需要將熱電偶的電壓信號輸入板卡，為虛擬熱電偶溫度記錄儀輸入數(shù)據(jù)信號。單極性輸出范圍為 0V～ 10V；雙極性輸出范圍為 5V～ +5V。這里設置模擬輸入為單極性。 PCI6221 的模擬輸入還可以選擇單極性或雙極性。該卡具有三種不同的模擬輸入模式：單端有參考地輸入 (RSE)，單端無參考地輸入 (NRSE)，差分輸入 (DIFF)。 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡具有十六個模擬輸入通道，兩個模擬輸出通道。它可以采集模擬信內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 16 號，數(shù)字信號，擁有定時器的功能，同時還具有模擬輸出的功能，該數(shù)據(jù)采集卡具有高性能的數(shù)據(jù)采集與控制功能。采用 PCI 計算機本身的總線，故將數(shù)據(jù)采集 卡 (DAQ)插入計算機的空槽中即可。本系統(tǒng)采用 NI 公司生產(chǎn)的PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡，即應用虛擬儀器 PC_DAQ 系統(tǒng)。計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過傳感器獲取信號并送給數(shù)據(jù)采集卡進行 A/D 轉(zhuǎn)換，然后能進行存儲。 圖 S 型熱電偶測溫 電路 原理如圖 [10] 數(shù)據(jù)采集卡的選擇 數(shù)據(jù)采集就是將被測對象的各種參量通過相應傳感元件做適當轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)過信號調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到計算機進行數(shù)據(jù)處理或存儲記錄的過程。 R5 和穩(wěn)壓器主要用于失調(diào)的修正電壓，其輸出為 10 mV/℃ 。當測溫為 0~1000℃ 時，其輸出為 0~10V， PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡可直接進行采集。 LT1025 在 K 型熱電偶測溫中的應用 K 型熱電偶測溫電路原理如圖 。 LT1025 的各項性能指標，均是在假設芯片內(nèi)部無溫升的前提下獲得的。在測溫要求不高時，各熱電偶的修正系數(shù)可近似認為 ≈ 104。在 0~5℃的溫度范圍內(nèi)，各熱電偶的最佳修正 系數(shù)分為 104(E)、 104(J)、 104(K)、 103(R)、 103 (S)、 1 103 (T)。 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 14 圖 LT1025 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 [16] 在寬溫度范圍內(nèi)， U 由于熱電偶的斜率會變化，從而產(chǎn)生相對于固定斜率的準拋物線式測溫誤差。另一路通過精密電阻分壓器輸出，用于和不同型號的熱電偶相配。當供電電壓低于 10V 時，其芯片內(nèi)部功耗引起的溫升小于 ℃ 緩沖器的作用是提高輸出能力，輸出為低阻抗，且獨立于供電電壓。它主要由溫度傳感器、非線性校正電路，即弓形校正電壓、緩沖器以及精密電阻分壓器組成。完成了冷端電勢補償，并通過分度表可換算出實測溫度 t[15]。 熱電偶冷端溫度補償原理 在熱電偶冷熱端電勢關系中，有如下公式： 其中， t 為實測溫度； t0為冷端溫度； 為冷端溫度為 0℃時，熱電偶電勢輸出；為冷端溫度為 t0℃時，熱電偶電勢輸出； 為冷端補償電勢。 LT1025 是美國 LINEAR 公司生產(chǎn)的低功耗熱電偶冷端補償專用集成芯片，它既可用于 E、 J、 K、 R、 S 和 T 型熱電偶的冷端補償，又可構(gòu)成攝氏溫度計，還可用于溫度補償網(wǎng)絡中。在這種情況下 ,4～ 20mA作為控制輸出 ,過程變量是測量的溫度值 ,設置則可由操作者直接或使用一個可組態(tài)的設置操作器來調(diào)整 ,其輸出信號可接到執(zhí)行單元；同時信號的數(shù)字部分提供過程變量、 輸出、設置和其他轉(zhuǎn)換參數(shù)或 PID參數(shù)。它采用二線制 4～ 20mA或數(shù)字化輸出 ,通過手持終端操作器接在 4～ 20mA任意位置 ,實現(xiàn)數(shù)字信號通訊的現(xiàn)場或遠距離重調(diào)。信號轉(zhuǎn)換和顯示成為一體的帶轉(zhuǎn)換器和帶顯示的熱電偶與熱電阻則可滿足現(xiàn)場顯示需要 [14]。 （ 3）檢測、信號轉(zhuǎn)換和現(xiàn)場顯示一體化 隨著電子產(chǎn)品小型化 ,原來作為直流 4～ 20mA或 1～ 5V標準信號傳輸?shù)臒犭娕蓟驘犭娮柘盗械臏囟茸兯推?(實際上應該叫信號轉(zhuǎn)換器 )也已小型化 ,可以安裝在現(xiàn)場的熱電偶或熱電阻接線盒內(nèi)與熱電偶或熱電阻成為一體。它也將逐步地代替過去用絕緣瓷珠穿絲的裝配結(jié)構(gòu)型式。 熱電偶的發(fā)展趨勢 國內(nèi)外的許多研究機構(gòu)和制造商 ,根據(jù)工業(yè)過程自動化的檢測和控制要求 ,不斷設計和制造出許多新的熱電偶、熱電阻 ,目前的發(fā)展趨勢大致如下。 傳統(tǒng)的冷端及非線性補償方法主要有以下兩種 :一是基于硬件的補償，但補償電路復雜，成本較高，精度不夠；二是基于軟件的補償，通過微機進行擬 合或插值實現(xiàn)修正，普通的軟件補償對工作人員編程能力要求較高，計算量大，實時性不是很好。當熱電特性變化超過規(guī)定的范圍時，熱電偶指示的溫度便會失真，測溫誤差越來越大 [12]。 然而廣泛應用于工業(yè)和科研中的熱電偶傳感器。所以熱電偶是使用最廣泛的測溫元件之一。在工作時，只要與顯示儀表配合即可測量氣體、液體、固體的溫度。由于熱電偶兩端所處的溫度不同，在熱電偶中就有電動勢產(chǎn)生用測量儀表測得電動勢的數(shù)值后，便可間接知道相應的溫度或者直接由測量儀表指示出溫度。它們的一端通常焊接在一起形成接點，稱為測量端 (工作端或熱端 )。 ? 負 不親磁 本設計選 用 比較常用的 S 型熱電偶 與 K 型熱電偶 ， S 型熱電偶具有準確度高，穩(wěn)定性好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等優(yōu)點； K 型熱電偶的測溫范圍寬、線性度好、 熱電動勢較大 、靈敏度高、抗氧化能力較強，在氧化和還原氣氛中輸出熱電勢都比較穩(wěn)定。 1 C? 負 銀白色 III 200~40 177。 ? 負 亮黃 III 200~40 177。 ? 負 稍親磁 II 40~1300 177。 ? 負 稍親磁 III 20040 177。 4C? 負 稍軟 800 177。 ? 負 柔軟 1100 177。 ? 負 亮白軟 600 177。國際電工委員會（ IEC）共推薦了 8 種標準化熱電偶，標準化熱電偶的名稱，分度號，測量范圍，精確度等級及允許偏差如表 所示。 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 11 第 三 章 熱電偶溫度記錄儀硬件設計 熱電偶 型號的選擇 工藝上比較成熟是標準化熱電偶，其能批量生產(chǎn)、性能穩(wěn)定、應用廣泛而且具有統(tǒng)一的分度表，并已列 入國際和國家標準文件中的熱電偶。 本章小結(jié) 溫度記錄儀分為有紙記錄儀和無紙記錄儀，早期的溫度記錄儀都是有紙類型的，隨著計算機的普及和廣泛應用，無紙溫度記錄儀產(chǎn)生，并因為其更準確地數(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。 PCI6221 是一種低廉的 M 系列數(shù)據(jù)采集卡，在計算機上使用的板卡。 PC_DAQ系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)采集板、信號調(diào)理電路和計算機為儀器硬件平臺組成的插卡式虛擬儀器系統(tǒng)。 LT1025 是專用的熱電偶冷端溫度補償集成電路芯片，內(nèi)部自帶特殊的非線性校正電路，內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)設計） 10 在 0~70℃補償范圍內(nèi)具有很高的溫度補償準確度，其補償絕對誤差小于 ℃；該芯片的補償輸出信號為低阻抗，且獨立于供電電壓；它可和