【正文】 器數(shù)字儀器電子儀器模擬儀器圖 十九世紀初至二十世紀末這一段時間，測量儀器的發(fā)展史程由模擬儀器、電子儀器、數(shù)字儀器、智能儀器依次走過，直到最后實現(xiàn)現(xiàn)代的虛擬儀器。二十世紀初到五十年代這一段時間，電子管因為測量儀器的材料性能提高而出現(xiàn)，同時以記錄儀與示波器為代表的電子儀表也因為測量的理論和方法與電子技術(shù)、控制技術(shù)結(jié)合在一起而出現(xiàn)。因此，測量儀器的用途開始因為電子控制的集成電路和計算機技術(shù)融和在一起而出現(xiàn)。智能儀器就是在計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展以及不斷在電工電子測量技術(shù)方面應(yīng)用而產(chǎn)生的。智能儀器不僅可以部分腦力勞動進行自動的測試和完成數(shù)據(jù)的處理，同時，電子技術(shù)、微計算機技術(shù)的發(fā)展也會對促使它的不斷進步。然而這樣的問題在總線式儀器和系統(tǒng)出現(xiàn)后得到了完美的解決。微機化儀器的概念（現(xiàn)在的卡式儀器）在1982年美國西北儀被器的公司總裁德卡式儀器可以說是虛擬儀器的前期模型，它將傳統(tǒng)的獨立式儀器中的接口部分和測量電路部分整合在一起的儀器功能卡插進微機的內(nèi)部插槽或者外部插件箱中。利用RS23GPIB接口總線甚至以太網(wǎng)電纜等對PC機和總線機箱進行通信。1987年，美國的惠普和泰克等5家公司在VME總線的基礎(chǔ)上，聯(lián)合提出了一種新型總線系統(tǒng)——VXI(VME extension For Instrumentation)總線。PXI儀器比VXI儀器成本更低甚至能更好的組合成便攜的測試系統(tǒng)，PXI規(guī)范可以說是為了形成主流的一種測試虛擬儀器平臺而將PCI總線在面向儀器的領(lǐng)域上進行的必要擴展和PC機在性價比上的優(yōu)勢整合在了一起。虛擬儀器技術(shù)可以滿足用戶許多的實際需求，如按自己的需求對儀器定義，對儀器系統(tǒng)進行靈活自主地調(diào)試等等。由此可以得出一個結(jié)論，在不久的未來，虛擬儀器的軟件的開發(fā)定有不小的拓展空間。本文正是基于虛擬儀器技術(shù)設(shè)計多通道的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以對多路的信號進行實時的采集，同時顯示、記錄、分析處理得到的實驗信號數(shù)據(jù)。 國內(nèi)外傳感器發(fā)展現(xiàn)狀隨著時代的進步，現(xiàn)在的社會是信息的社會，信息的發(fā)展速度代表了國家科技水平的提高，傳感器在現(xiàn)代信息社會的地位是非常重要的，早在80年代美國就聲稱傳感器時代的到來，傳感器技術(shù)也被日本放在十大技術(shù)的首位。 傳感器技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)被世界的許多國家列為首要任務(wù)。在美國，國家的長期安全與經(jīng)濟相關(guān)的22項重要技術(shù)中，與傳感器的信息處理技術(shù)相關(guān)的技術(shù)就有6項。70年代末，美國專門成立國家技術(shù)小組（BTG）對負責政府的傳感器技術(shù)和對各大公司的引領(lǐng)性傳感器技術(shù)進行開發(fā)研制。將計算機比喻為人類大腦的擴展，那么人類五官的延伸作用傳感器上得到體現(xiàn)了，集成電路和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳感器作為信息的采集裝置也越來越受到人們的重視。 傳感器技術(shù)被美國的國防部視為當今的20項關(guān)鍵技術(shù)之一，在日本它被稱為６大核心枝術(shù)之一，德國的軍用傳感器技術(shù)被優(yōu)先發(fā)展，英國、法國等加大了在傳感器的開發(fā)與投資，甚至在原蘇聯(lián)的軍航天計劃中被列為第五條。目前已有5000余家的單位從事傳感器的生產(chǎn)研制。傳感器由敏感器件構(gòu)成, 它可以將接收的一種信號轉(zhuǎn)換成另一種可用的方便傳輸?shù)男盘?，而電信號則是其最為普遍的做法,然后通過傳輸進行顯示。同時信息領(lǐng)域方面的科學技術(shù)不斷發(fā)展也促使了傳感器技術(shù)不斷的被人們放在心上, 傳感器所起的作用也越來越重要。發(fā)展迅猛的實時控制與生產(chǎn)自動化要求計算機功能的更好發(fā)揮必須將傳感器技術(shù)放到首位來進行研究。所以，目前傳感器技術(shù)被各個國提上日程。而現(xiàn)在需要做的就是不遺余力的對傳感器電子設(shè)備進行大力的發(fā)展。而傳感器作為當代信息技術(shù)中最有發(fā)展前途的前沿技術(shù)之一，但實際上傳感器技術(shù)大多是由國外引進的，然而中國卻因為龐大而多樣的市場特點將它實現(xiàn)了真正的應(yīng)用。傳感器技術(shù)對于自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展甚至全國工業(yè)建設(shè)的重要性可見一斑。傳感器的市場的主要由無線傳感器和MEMS傳感器以及生物傳感器等新興傳感器支撐。工業(yè)及信息化部在07年前3個季度顯示的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，雖然金融風暴的影響巨大，但是傳感器市場在我國卻出現(xiàn)了逆勢增長的姿態(tài)。當前，傳感器的全球市場出現(xiàn)迅猛增長的傾向。適合應(yīng)用到人們生活的新技術(shù)必將得到廣泛地發(fā)展，例如不斷出現(xiàn)以及在市場上份額不斷擴大的無線傳感器和光纖傳感器以及智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器。 本論文的主要工作本文的主要研究工作如下:l) 通過廣泛的調(diào)研和查新，考證了汽鍋漏氣性檢測系統(tǒng)在現(xiàn)實生產(chǎn)安全檢測中的重要性，分析了傳統(tǒng)的檢測方法在應(yīng)變長期、實時、在線監(jiān)測方面的不足，將虛擬儀器與傳感器整合在一起的新方向。3) 用 LabVIEW 開發(fā)一套成熟的數(shù)據(jù)采集與管理、監(jiān)測結(jié)果實時動態(tài)顯示界面。2 傳感器的研究 傳感器的分類傳感器在國家標準GB766587中被定義為：“由敏感器件與轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成的可以將接收的一種信號轉(zhuǎn)換成另一種可用的方便傳輸?shù)男盘柕钠骷??！　⌒氯A詞典中將“傳感器”如此定義：“從現(xiàn)場接收一個作為功率的存在，然后通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)律，將它以另一種作為功率的形式傳到系統(tǒng)采集中心或控制中心去。傳感器依照工作原理的不同分為二大類：化學和物理兩個形式的傳感器。物理類的傳感器包括主要是測量與磁致的伸縮現(xiàn)象、壓電效應(yīng)以及極化、離化、光電、熱電、磁電等相關(guān)的各種關(guān)系的傳感器。但是有的傳感器超出了這兩類傳感器的劃分。化學類的傳感器需要面臨很多的技術(shù)方面的問題，比如說性能的可靠程度，規(guī)模性生產(chǎn)的實現(xiàn)，市場的價格定位等問題，化學類傳感器的增長都賴于這些問題的完美解決。(1)敏感器件：在傳感器中可以將被測信號直接感受到（或響應(yīng)到）的部件。 (3) 變送器是作為輸出的信號是標準的規(guī)定信號的傳感器。3．量程：作為測量范圍的信號最大值與最小值的差值。 　5．重復性：在短時期內(nèi)重復以一致的測量方法，一致的測量儀器，一致的觀測者，一致的使用條件一致的地點對相同的被測信號進行多次的連續(xù)測量結(jié)果的相符程度：。 7．閾值：可以讓傳感器的輸出出現(xiàn)可測的變化的被測信號變化的最小量。9．激勵：用以糾正傳感器至正常工作而施加的外部電壓或者外部電流。11．輸入阻抗：傳感器的輸出端短路時輸入端的阻抗。13．輸出：傳感器輸出的和被測信號有函數(shù)關(guān)系的電信號。15．滯后：傳感器在被測信號不超出規(guī)定的要求增加或減少的情況下輸出的最大差值。17．漂移：傳感器在一定時間內(nèi)輸出與被測信號無關(guān)的變化量。 19．靈敏度：傳感器輸出信號的增量和它的輸入量信號增量的比值。21．熱靈敏度漂移：因為靈敏度的改變而出現(xiàn)的靈敏度漂移。23．線性度：校準曲線和規(guī)定直線的一致性。25．長期穩(wěn)定性：傳感器具備的沒超出規(guī)定的時間仍在允許誤差內(nèi)的能力。27．響應(yīng)：被測信號在輸出的變化特性。29．蠕變：輸出信號在被測信號和它的環(huán)境條件恒定不變狀態(tài)下一定時間內(nèi)的變化。 全球傳感器市場預(yù)測傳感器08年在全球市場的銷售額高達506億美元，預(yù)計傳感器11年的全球市場銷售額可以達到至少600億美元。從全球來看，汽車市場仍然是傳感器市場增長最快的，過程控制市場僅次其后，同時值得一提的是通訊市場具有很好的發(fā)展前途。整個傳感器市場在現(xiàn)在場規(guī)模最大的是流量傳感器（21%）和溫度傳感器（14%）以及壓力傳感器（19%）。例如07到10年無線傳感器的增長率預(yù)計不會少于25%。相關(guān)的專家強調(diào)，傳感器的相關(guān)技術(shù)會因為現(xiàn)實的需要和層出不窮的創(chuàng)意不斷的擴展和提高，傳感器的開發(fā)是各個國家目前展開競爭的切入點。3 壓力傳感器壓力傳感器作為一種最常見的工業(yè)傳感器，通常主要是通過壓電效應(yīng)來實現(xiàn)制造的，以此它還有一個名字是壓電傳感器。而一些晶體的極化效應(yīng)會在介質(zhì)沿著某個方向在機械力的作用下發(fā)生形變時產(chǎn)生；機械力消失之后介質(zhì)就不會出現(xiàn)帶電的狀態(tài)。而壓力傳感器正是被科學家應(yīng)用這個效應(yīng)而研究制造出來的。石英（二氧化硅）最早發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)的天然晶體，它可以在承受的溫度范圍內(nèi)一直存在壓電性質(zhì)，但壓電性質(zhì)會在超出溫度（此時的溫度稱為“居里點”）后消失。雖然酒石酸鉀鈉的壓電系數(shù)以及壓電的靈敏度非常大，但是它的局限性在于只能應(yīng)用在室溫環(huán)境以及濕度比較低的環(huán)境。同時壓電效應(yīng)的應(yīng)用也在現(xiàn)在的壓電陶瓷等多晶體上得到體現(xiàn)，例如鈮酸鹽系的壓電陶瓷和鈮鎂酸鉛的壓電陶瓷鈦以及酸鋇的壓電陶瓷和PZT等。壓電傳感器在加速度和壓力以及力等測量得到了廣泛的應(yīng)用。它被應(yīng)用在了汽車、船舶、飛機以及大型橋梁和各類建筑的沖擊與振動測量的各個方面。同時，它也在槍炮子彈出膛一瞬間的膛壓的變化等軍事工業(yè)中得到了不小的應(yīng)用。因此只要是動態(tài)應(yīng)力存在的地方壓力傳感器就可以得到很好的應(yīng)用。 工作原理在傳感器薄片的表面通過形變壓力對薄片的形狀進行從而產(chǎn)生壓電阻抗效應(yīng)，從而將外力信號轉(zhuǎn)換為電信號是半導體壓電阻抗擴散壓力傳感器的工作原理。 壓力傳感器的技術(shù)參數(shù) mA2. 測量范圍：025bar3. 測量精度：線性重復性＜177。fs4. 供應(yīng)電源：1133VDC15%mAmA7. 防護等級：IP65　 選取原則因為原理和結(jié)構(gòu)的不同出現(xiàn)了大量種類的傳感器，而如何根據(jù)測量的對象和目的以及環(huán)境影響等因素科學合理的選取傳感器是每次進行測量必須考慮的第一個問題。根據(jù)測量的對象和測量的環(huán)境影響對傳感器類型進行確定 測量工作的開展需要首先對各個方面的要素進行思考確定需要基于什么原理的傳感器才能科學合理的實現(xiàn)目的。 　　在傳