【正文】 于不同的溫度場(chǎng)中時(shí)，回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)只與工作端和自由端的溫度差有關(guān)。熱電偶可以用來測(cè)量200～1600℃范圍內(nèi)的溫度，有些熱電偶甚至可測(cè)2000℃以上溫度，所以熱電偶是使用最廣泛的測(cè)溫元件之一。熱電偶作為測(cè)溫元件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、使用方便、測(cè)溫精度較高，可就地測(cè)量和遠(yuǎn)傳。熱電偶材料一般有鉑銠－鉑銠和鉑銠－鉑，鎳鉻－鎳硅等。由于作者的專業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和理論水平有限，論文中可能存在的一些錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)有關(guān)專家批評(píng)指正。系統(tǒng)的軟件方面，結(jié)合微機(jī)系統(tǒng)配備的Microsoft Office等軟件，現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，實(shí)時(shí)顯示打印輸出。系統(tǒng)的硬件方面，數(shù)據(jù)采集卡選用美國(guó)NI公司出品的數(shù)據(jù)采集卡PCI6221，多路選擇開關(guān)選用CD4052，冷端溫度補(bǔ)償選用AD公司出品的集成溫度傳感器AD590。系統(tǒng)選用先進(jìn)的集成數(shù)據(jù)采集卡和功能強(qiáng)大的LabVIEW虛擬儀器技術(shù)，構(gòu)建了一種新型的熱電偶溫度巡檢儀。開放式數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)將使虛擬儀器走上標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化和模塊化的道路。虛擬儀器作為新興的儀器儀表，其優(yōu)勢(shì)在于用戶可自行定義儀器的功能和結(jié)構(gòu)等，且構(gòu)建容易、轉(zhuǎn)換靈活，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子測(cè)量、振動(dòng)分析、聲學(xué)分析、故障診斷、航天航空、機(jī)械工程、建筑工程、鐵路交通、生物醫(yī)療、教學(xué)及科研等諸多方而。“沒有測(cè)量就沒有鑒別，科學(xué)技術(shù)就不能前進(jìn)” 。虛擬儀器是電子測(cè)量技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有很好發(fā)展前景的新一類電子儀器。由此可見，熱電偶在現(xiàn)代溫度測(cè)量科學(xué)和控制工業(yè)中占有十分重要的地位。目前約有50%的工程溫度測(cè)控工作是用熱電偶來完成的，特別是在鋼鐵、有色金屬、火力發(fā)電站、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能反應(yīng)堆、石油精煉、化工、機(jī)械熱處理等高溫領(lǐng)域中，熱電偶是最主要的測(cè)溫手段。迄今為止，人類研究和使用過的熱電偶有300多種，其中的8種己經(jīng)大批量投入生產(chǎn)和使用，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。熱電偶溫度計(jì)是指用熱電偶作為感溫元件，配上適當(dāng)?shù)碾姕y(cè)儀表和其他構(gòu)件的整個(gè)系統(tǒng)。熱電偶是目前工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣泛的溫度測(cè)量?jī)x器之一，其工作原理是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電勢(shì)信號(hào)，配以測(cè)量電勢(shì)信號(hào)的儀表，便可以實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量或溫度信號(hào)的變換，具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、經(jīng)濟(jì)耐用、體積小和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 研究概況及發(fā)展趨勢(shì)溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是各種工藝生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常普遍、非常重要的熱工參數(shù)之一。80年代后期，國(guó)外提出了一種全新的儀器儀表概念—虛擬儀器。傳統(tǒng)儀器以專一、固化的形式存在，測(cè)量功能及應(yīng)用范圍只能由生產(chǎn)廠家定義、制造。國(guó)內(nèi)外儀器儀表工業(yè)中最常用的一種測(cè)溫元件(或稱溫度傳感器)就是熱電偶。同時(shí)，在儀器儀表專業(yè)中，計(jì)量學(xué)是必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)，而在計(jì)量測(cè)試科學(xué)領(lǐng)域中，溫度的計(jì)量與測(cè)試又是一個(gè)很重要的方面。從今天進(jìn)入信息時(shí)代來看，儀器儀表是實(shí)現(xiàn)信息的獲取、轉(zhuǎn)化、存取、處理和揭示物質(zhì)活動(dòng)規(guī)律的必要工具，也是新技術(shù)革命的一項(xiàng)重要內(nèi)容。整個(gè)測(cè)量過程自動(dòng)進(jìn)行，不需要人工參與，不僅簡(jiǎn)化了操作步驟，提高了測(cè)量精度，而且系統(tǒng)功能可根據(jù)具體需要隨時(shí)更改或擴(kuò)展，與傳統(tǒng)儀器相比具有更廣闊的應(yīng)用前景。本設(shè)計(jì)完成了基于LabVIEW的熱電偶溫度巡檢儀的前面板及相應(yīng)程序框圖的設(shè)計(jì)，可以巡回檢測(cè)4路K型熱電偶溫度信號(hào)。本設(shè)計(jì)針對(duì)傳統(tǒng)儀器的上述缺陷，采用美國(guó)NI公司開發(fā)的圖形化編程語言LabVIEW設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于虛擬儀器的熱電偶溫度巡檢儀。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于LabVIEW的熱電偶溫度巡檢儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要溫度是表征設(shè)備狀態(tài)的重要物理量，也是傳熱學(xué)中進(jìn)行分析計(jì)算的重要參數(shù)，溫度測(cè)試是教學(xué)實(shí)驗(yàn)與工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題。傳統(tǒng)的溫度測(cè)試儀器往往需要大量的手工操作與計(jì)算，且存在體積較大、功能單一、不可擴(kuò)展等缺點(diǎn)。熱電偶溫度信號(hào)經(jīng)調(diào)理電路進(jìn)行相應(yīng)的處理后，通過數(shù)據(jù)采集卡PCI6221送入計(jì)算機(jī)。由前面板可以設(shè)置溫度測(cè)量范圍、溫度報(bào)警上下限、冷端溫度等參數(shù)，并可以實(shí)時(shí)顯示溫度數(shù)值及曲線，當(dāng)溫度超限時(shí)給出報(bào)警提示。 關(guān)鍵詞：熱電偶；巡檢儀；虛擬儀器；LabVIEW；數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）Design and Implementation of Thermocouple TemperatureCycling Measure Instrument Based on LabVIEWAbstractTemperature is an important physical measure that used to characterize equipment state, but also an important parameter of analysis in the heat transfer, temperature testing is a problem that often encountered in teaching experiment and industrial production. Because the traditional temperature testing instrument often requires lots of manual operation and calculation, and there exists some shortings, such as the relatively large size, a single function, unexpansion. According to the shortings of the traditional instrument above, the design works out and develops a kind of thermocouple temperature cycling measure instrument based on virtual instruments using the figurelize programable language LabVIEW that developed by NI corporation in USA. The signal of thermocouple temperature is set to the puter through the data acquisition adapter PCI6221 after some corresponding process through the signal opsonin circuit. The design pletes the PCbased design and corresponding program frame of the thermocouple temperature cycling measure instrument based LABVIEW，which can cyclely measure the K type thermocouple temperature signal on 4 roads .through the PCbased can set the parameters of measured temperature range、the up to bottom limit of alarming temperature、the cold tip temperature etc and show the temperature value and line realtimely，which can give the alarming cue when the temperature is out of the limited whole measure process can proceed automatically without the manpower participation，which simplifies the operation of steps ,improve the measurement accuracy , and system functions can change or expansion according to specific needs at any time, it has more broad applied prospects pared with the traditional instument. Key words: thermocouple, cycling measure instrument, virtual instruments, LabVIEW, data acquisiton adapter 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 研究背景 1 研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 1 本論文研究的主要內(nèi)容 3第二章 熱電偶概述 5 熱電偶測(cè)溫原理 6 熱電偶的分類 9 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償及線性化 9 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償 9 熱電偶的線性化處理方法 10第三章 熱電偶溫度巡檢儀方案選擇與設(shè)計(jì) 13 熱電偶溫度巡檢儀 13 基于單片機(jī)的溫度巡檢儀 13 基于虛擬儀器的溫度巡檢儀 14 虛擬儀器的基本概念 15 虛擬儀器的類型 16 GPIB總線方式的虛擬儀器 16 VXl總線方式的虛擬儀器 16 PXI總線方式的虛擬儀器 17 DAQ（Data AcQuisition）虛擬儀器 17 虛擬儀器的構(gòu)成 19 虛擬儀器的發(fā)展方向 20 虛擬儀器的應(yīng)用 21 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺(tái) 22第四章 基于LabVIEW的熱電偶溫度巡檢儀的設(shè)計(jì) 24 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 24 多路選擇開關(guān)CD4052 25 集成溫度傳感器AD590 27 數(shù)據(jù)采集卡PCI6221 27 信號(hào)調(diào)理的功能 28 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 數(shù)據(jù)采集原理 30 多通道采樣方式 30 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配置 33 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 35 常用DAQmx節(jié)點(diǎn)介紹 35 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā) 38 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 程序子VI設(shè)計(jì) 40參 考 文 獻(xiàn) 47致 謝 49 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）第一章 引 言 研究背景科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，往往是由于新的觀測(cè)手段的發(fā)現(xiàn)而獲得的。在現(xiàn)代化建設(shè)中，由于儀器儀表對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量所能起到的重要監(jiān)測(cè)作用，導(dǎo)致了人們對(duì)其在技術(shù)上有著高層次的要求，因而儀器儀表工業(yè)是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，開發(fā)與節(jié)約能源和材料的先導(dǎo)工業(yè)。溫度是一個(gè)基本的物理量，它與其他許多物理參數(shù)都有著密切的關(guān)系，因而在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究領(lǐng)域和日常生活當(dāng)中，都離不開溫度的準(zhǔn)確測(cè)量和精密控制。任何測(cè)量與控制都離不開儀器儀表，傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器模式為:獨(dú)立的機(jī)箱；有面板操作按鍵和旋鈕；有信號(hào)的輸入與輸出端口；有測(cè)量結(jié)果的顯示方式—指針、表頭或數(shù)碼管窗口等。一旦定型，多年技術(shù)老套，功能更新緩慢。虛擬儀器概念的提出為測(cè)量與控制領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展帶來了空間，為儀器儀表的更新?lián)Q代帶來了機(jī)遇，同時(shí)，使進(jìn)入信息時(shí)代的人們?cè)跍y(cè)量觀念上產(chǎn)生了更多的新思想和新概念。許多產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、能量和過程控制等都直接與溫度參數(shù)有關(guān)，因此實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度測(cè)量具有十分重要的意義。從19世紀(jì)發(fā)展至今已有一百多年歷史，現(xiàn)己被廣泛應(yīng)用于石油、化工、水利、航空、航天、核電等行業(yè)領(lǐng)域。由于其測(cè)溫準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，故在工業(yè)和科學(xué)研究的溫度測(cè)量和控制中得到了廣泛應(yīng)用。工業(yè)熱電偶的測(cè)溫范圍，從－270℃到2500℃，幾乎覆蓋了整個(gè)工程領(lǐng)域的測(cè)溫范圍。在一些實(shí)驗(yàn)室中，鉑鍺系列熱電偶在300℃－1600℃的溫區(qū)內(nèi)被用作溫度標(biāo)準(zhǔn)器和精密溫度計(jì)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和各種尖端技術(shù)對(duì)測(cè)溫的要求，為了研制出能在極端條件下和特殊環(huán)境介質(zhì)中使用的新型熱電偶材料，改進(jìn)和提高現(xiàn)有熱電偶的精度和可靠性，國(guó)內(nèi)外投入不少人力物力進(jìn)行研究和開發(fā)，重點(diǎn)有兩方面：其一，把熱電偶作為一種測(cè)溫儀器，大力改進(jìn)熱電偶的結(jié)構(gòu)，檢定方法，安裝技術(shù)和性能試驗(yàn)，最大限度地發(fā)揮熱電溫度計(jì)的潛力和優(yōu)點(diǎn)；另一方面，把熱電偶作為一種特殊材料，研究其熱電性與化學(xué)組成、雜質(zhì)元素、物理缺陷和表面狀態(tài)的關(guān)系，以提高測(cè)溫精度，擴(kuò)大測(cè)溫范圍，延長(zhǎng)使用壽命。比起傳統(tǒng)的電子儀器，虛擬儀器更為通用，在組建和改變儀器的功能和技術(shù)性能方面更為靈活、更為經(jīng)濟(jì)、更能適應(yīng)迅猛發(fā)展的當(dāng)代科學(xué)技術(shù)對(duì)測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器不斷提出的更新并擴(kuò)展其功能與性能的要求。隨著現(xiàn)代軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬儀器必將成為未來各級(jí)實(shí)驗(yàn)室、研究機(jī)構(gòu)以及工業(yè)應(yīng)用發(fā)展的方向。隨著各種新技術(shù)的發(fā)展，測(cè)控儀器將會(huì)向高效、高速、高精度和高可靠性以及自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，并且越來越大眾化和小型化。 本論文研究的主要內(nèi)容本論文利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技