基于Labview 的温度采集系统
摘要：随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广。本设计用LabView 软件在PC 机上编程实现了多点温度采集、动态图形显示、数据存储、报警、数据分析等功能，并重点对基于LabVIEW 的虚拟温度采集系统的设计进行了讨论。 关键词：LabVIEW; 温度采集
0 引言
进入21世纪以来，作为测试技术的一个分支，虚拟仪器的开发和研制在国内得到了飞速的发展。它可以利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果。目前，常用的温度采集系统绝大部分是由集成温度传感器和单片机构成的，设计过程繁琐、调试期长、修改不方便。本文借助LabVlEW 图形化软件开发系统，用软件代替DAQ 数据采集卡设计的这种虚拟温度采集系统，比以前的更易修改且成本低、周期短。
1 设计思想
该系统的功能框图如图所示。
本温度采集系统的设计采用软件代替了DAQ 数据采集卡，使用Demo read voltage 子程序来仿真电压测量，然后把所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数。
在数据采集过程中，实时地显示数据。当采集的温度值大于设定的高限报警数值时，就会点亮高报警红色灯，同时触发条件结构里的事件发生，使系统发出蜂呜温度采集系统
实 时 温 度 显 示 保存数据 报警设定 数值计算 显示转换
声。当采集过程结束后，在图表上画出数据波形，并算出最大值、最小值和平均值，并自动产生数据文件的头文件，它包括操作者名字和文件名，将采集的数据附在头文件后面，以供查询。
2 子程序设计
2.1 温度计子程序
温度计界面程序如下图所示。在框图程序中设定温度计的标尺范围为0.0到100.0，在前面板窗口中放入竖直开关控制用下选择“温度值单位”，即选择以华氏还是摄氏显示。
2.2 实现步骤
1、点击框图程序窗口的空白处，弹出功能模板，从弹出的菜单中选择所需的对象。本程序用到下面的对象：
Multiply（乘法）功能，将读取电压值乘以100.00，以获得华氏温度。
Subtract（减法）功能，从华氏温度中减去32.0，以便转换成摄氏温度。
Divide（除法）功能，把相减的结果除以1.8以转换成摄氏温度。
Select（选择）功能（Comparison子模板）。取决于温标选择开关的值，该功能输出华氏温度（当选择开关为false）或者摄氏温度（选择开关为True）数值。
Demo Read Voltage VI程序（Tutorial子模板）。该程序模拟从DAQ卡的0通道读取电压值，并把所测得的电压值转换成华氏或摄氏读数。
随机数产生功能（Numeric子模板），用于产生随机温度值。
数值常数。用连线工具，点击要连接一个数值常数的对象，并选择Create Constant功能。若要修改常数值，用标签工具双点数值，再写入新的数值。
字符串常量。用连线工具，点击要连接字符串常量的对象，再选择Create Constant功能。要输入字符串，用标签工具双击字符串，再输入新的字符串。
While循环功能，用于产生连续输入随机温度值。
定时采集功能（time&Dialog子模板），以免随机数变化过快。
2、使用移位工具（Positioning tool），把图标移至图示的位置，再用连线工具连接起来。
3、选择前面板窗口，使之变成当前窗口，并运行VI程序。点击连续运行按钮，便程序运行于连续运行模式。
4、再点击连续运行按钮，关闭连续运行模式。
5、创建图标Temp：此图标可以将现程序作为子程序在其他程序中调用。
创建方法如下：
在面板窗口的右上角的图标框中点击鼠标，从弹出菜单中选择Edit Icon 功能。双点选择工具，并按下Delete键，消除缺省的图标图案。用画图工具画出温度计的图标。使用文本工具写入文字，双击文本工具把字体换成Small Font。当图标创建完成后，点击OK以关闭图标编辑。生成的图标在面板窗口的右上角。
6、创建联接器端口：
a.点击右上角的图标面板，从弹出菜单中选择Show Connector功能。LabVIEW 将会根据控制和显示的数量选择一种联接器端口模式。在本系统中，只有两个端口，一个是竖直开关，另一个是温度指示。
b.把联接器端口定义给开关和温度指示。
c.使用连线工具，在左边的联接器端口框内按鼠标键，则端口将会变黑。再点击开关控制件，一个闪烁的虚线框将包围住该开关。
d.再点击右边的联接器端口框，使它变黑。再点击温度指示部件，一个闪烁的虚线框将包围住温度指示部件，这即表示着右边的联接器端口对应温度指示部件的数据输入。
e.如果再点击空白外，则虚线框将消失，而前面所选择的联接器端口将变暗，表示你已经将对象部件定义到各个联接器端口。
7、文件菜单的SAVE功能保存上述文件，并将文件命名为Thermometer.vi。
其前面板如下图所示。
该子程序供主程序来调用，在其主程序的框图窗口里，该温度计程序用前面创建的图标来表示。联接器端口的输入端用于选择温度单位，输出端用于输出温度值。
3 主程序设计
温度采集总程序框图如图所示。
实现步骤：
1、从结构（Structures）工具模板选择条件循环结构“While Loop”放入框图程序窗口，调整该条件循环框的大小，把节点放入循环框内。
2、调用Thermometer.vi对象，用Select a VI子模板找到文件。
3、在前面板内再放置一个趋势图，标注为“温度历史趋势”，该图表将实时地显示温度值。
4、按照上图的框图程序连好线。
5、创建模式开关。把连线工具放在Thermometer VI的Mode输入端口上，按鼠标右键并选择Creat Control，这样就可以自动创建模式转换开关，并将它与Thermometer VI子程序相连线，再转换到前面板窗口，将模式转换开关的位置重新调整。
6、在前面板窗口，使用标注工具，双击模式开关的“OFF”标签，并把它转换成“华氏”，再把“ON”标签转换成“摄氏”。要转换开关状态，使用操作工具（Operating Tool）。
7、使用Time & Dialog子模板中的Wait Until Next ms Multiple功能，再加上时间常数Numeric Constant，把它设置为500。
8、该程序还使用了如下的功能模块：
Case结构，右边的TRUE Case与图中的FALSE Case同属于一个Case结构。根据输入端上的数值，来决定执行哪一个Case程序。如果Thermometer vi子程序返回的温度值大于High Limit数值，将执行True Case程序，反之则执行False Case程序。
Write Characters to File模块（在File I/O子模板）。该功能把一个字符串写入一个新的文件或者附加到一个已存在的文件中。它在写入前打开或者创建一个文件，在完成时关闭该文件。在本系统中，它用来建立头文件格式。
Write to Spreadsheet File模块（在File I/O子模块）。该模块把一个二维或者一维单精度数组转换成字符串，并把字符串写入一个新文件或者附回在一个已存在的文件后面。在本系统中，它将由温度采集数据和上限值组成的二维数组附加在一个已创建了头文件的数据文件后面。
Transpose 2D Array模块（在Array子模板）。在本系统中，它把二维数组转换成以列为分界的二维数组，这样在写入数据文件时它就会以列的形式显示。
Concatenate String模块（在String子模板）。在本系统中，它用于创建头文件字符串。
顺序结构程序按指定的顺序执行各个程序步骤。在本系统中，我们首先创建数据文件的头文件，然后再将数据写入文件中，顺序结构中的数据传递通道使用快捷菜单中的“sequence local”创建。
9、条件循环框边线上的方块叫作通道（tunnel）。在本系统中，通道是条件循环的数据通道口。若要建立数据索引，点击通道，并选择Enable Indexing选项，表示当条件循环执行时，把数据顺序放入一个数组中。循环结束后，通道输出该数组。否则，通道仅输出最后一次循环放入的数据值。
10、返回前面板，在”设定高限”控制栏中输入30，在“操作者名”控制栏中输入名字，再输入数据文件名。运行该程序。当按下“停止并保存数据”开关后，将产生一个ASCII文件。
11、将文件命名为Temperature Analysis.vi，并存盘退出。
该系统的前面板的图如下。
在报警设置中输入30，写入操作者姓名及存盘路径，运行本VI，当停止后可得界面如图所示。
4 总结
本设计可进行温度的采集且趋势图“温度历史趋势”显示实时采集的数据。采集过程结束后，可在图表中画出数据曲线，同时在Mean、Max和Min数字显示栏中显示出温度的平均值、最大值和最小值。可见，在LabVIEW图形化语言环境下设计的虚拟温度采集系统简单快捷。用户完全可根据实际环境温度的需要，调用不同功能的软件模块，改变设定的参数，就可在同一台计算机中对采样信号进行非实时的在线和离线分析，便可以准确地判断当前温度是否超出规定的温度范围，
从而对温度进行精确地监控
基于LabVIEW和DAQmx的温度采集与控制系统 学院：工程学院 专业：电子信息工程 姓名： 学号： 指导教师：
摘要 虚拟仪器的技术基础是计算机技术，核心是计算机软件技术。随着现代测试技术的不断发展，以LABVIEW为软件平台虚拟仪器测量技术正在现代测控领域占据越来越重要的位置。本次设计报告首先给出了虚拟温度测量系统总体方案的设计，然后对数据采集模块和LABVIEW的软件模块进行了设计。基LabVIEW为软件平台，通过热电偶冷端补偿的方法进行温度测量。有效地运用了LabVIEW虚拟仪器技术，将诸多重要步骤都在配备硬件的普通PC电脑上完成，与传统的温度测量仪表相比，该系统具有结构简单、成本低、构建方便、工作可靠等特点．具有较高应用价值，是虚拟仪器技术应用于温度测量领域的一个典型范例。 关键词：温度测量；LabVIEW虚拟仪器；热电偶；冷端补偿
目录 一、设计任务 (4) 二、设计所需设备 (5) 三、设计要求： (5) 四、设计步骤 (6) 五、总体方案的设计................................................................................... 错误！未定义书签。 六、LABVIEW软件模块的设计 (7) 6.1 温度信号处理的设计 (7) 6.1.1 前面板设计 (7) 6.1.2 框图程序设计（这里要根据我们的图描述） (7) 七、系统调试及结果分析 (10) 结论及尚存在的问题..................................................................................... 错误！未定义书签。课程设计感想 (12)
基于LabVIEW的温度检测系统
摘要 温度是个基本的物理量，他是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。随着工业的不断发展，对温度测量的要求也越来越高，而且测量范围也越来越广。合理的温度范围和精确地温度的测量队提高产品的质量、产量，降低消耗，实现工业生产自动化，均有积极作用，因此温度检测技术的研究具有重大意义。 本系统是一个基于LabVIEW的温度检测系统，采用多点温度检测，能检测较大区域内的温度变化，主要包括上位机和下位机两个部分。下位机使用的DS18B20传感器和AT89C51单片机。上位机和下位机的通讯方式是串口通讯。上位机使用的是虚拟仪器LabVIEW，主要功能是实时温度的显示，温度曲线时间轴的显示，历史温度曲线的显示以及超限温度报警。 关键字：Labview 温度测量
ABSTRACT The temperature is a basic physical quantity, it is one of the most common industrial processes, the most important process parameters. With the continuous development of industry, the requirements for temperature measurement is also getting higher and higher, and the increasingly wide range of measurement. Reasonable temperature range and accurate temperature measurement team to improve product quality, production, reduce consumption, to achieve the automation of industrial production, had an active role in temperature sensing technology is of great significance. This system is a temperature sensing system based on LabVIEW, using multi-point temperature detection can detect temperature changes within the larger area, including two parts of the upper and lower machine. The next bit machine using the DS18B20 sensors and AT89C51 microcontroller. The upper and lower machine communication is serial communication. The host computer using a virtual instrument LabVIEW, the main function is to display real-time temperature, the temperature curve Timeline display, alarm display and gauge the temperature of the historical temperature curve. Keywords: LabVIEW Temperature survey
目录 1 绪论 0 1.1 课题背景 0 1.2 虚拟仪器简介 0 1.3 图形化编程语言LabVIEW的简介 (2) 1.4 本论文任务 (2) 2 温度控制设计方案 (4) 2.1 硬件及软件的选择 (4) 2.1.1硬件的选择 (4) 2.1.2软件的选择 (5) 2.2 硬件及软件设计方案 (5) 2.2.1硬件设计方案 (6) 2.2.2软件设计方案 (6) 3 LabVIEW 开发环境以及PID和模糊控制模块简介 (10) 3.1 LabVIEW前台显示面板与后台控制面板 (10) 3.1.1 LabVIEW前台显示面板 (10) 3.1.2 LabVIEW后台控制面板 (10) 3.2 LabVIEW程序执行流程 (10) 3.3 LabVIEW中的仪器控制和驱动 (10) 3.3.1常用的仪器通信方式 (11) 3.3.2 LabVIEW支持的GPIB、VXI、标准串口I/O仪器的驱动 (11) 3.3.3 VISA简介 (11) 3.4 PID控制模块简介 (12) 3.5 模糊控制模块简介 (13) 4 以单片机为核心的下位机的设计 (16) 4.1 下位机设计方案 (16) 4.2下位机的硬件设计 (16) 4.2.1主控部分 (16) 4.2.2 DS18B20测温部分 (16) 4.2.3通信部分 (17) 4.2.4程序下载部分 (17) 4.3 下位机的软件设计 (17) 4.3.1DS18B20工作原理及应用 (18) 4.3.2单片机串口通信部分 (19) 4.3.3单片机PWM功率控制部分 (19) 5 基于PC的上位机编程设计 (22) 5.1 方案设计与选择 (22) 5.2 上位机各模块设计 (22) 5.2.1串口通信模块设计 (22) 5.2.2数据处理部分设计 (22) 5.2.3 PID控制部分设计 (23) 6 总结 (24) 参考文献 (25) 谢辞 (26) 附录 (27)
虚拟仪器的发展及应用 摘要：虚拟仪器在各个领域中的应用越来越广泛，主要介绍虚拟仪器的发展过程，虚拟仪器的软件与硬件的基本构成原理，并介绍了一些虚拟仪器的应用。通过介绍，可以断定虚拟仪器有广泛的应用前景，是今后一段时间的发展方向。 关键词：虚拟仪器；测试；采集硬件；算法软件 0引言 由于微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展及其在电子 工业测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断涌现，在许多方面已经冲破了传统仪器的概念。虚拟仪器就 是其中的一种，虚拟仪器是基于通用PC建立的可编程仪器及仪器系统，就是在 以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。在虚拟仪器中，硬件仅仅是为了解决 信号的输入与输出，软件才是整个仪器的关键。用户可以通过软件构造几乎任意 功能的仪器。现在虚拟仪器已得到了广泛应用，并成为当前国内外测试技术领域十分关注的技术热点。 1测量技术的发展过程 1.1传统测试仪器仪表的发展历程 测量仪器是科学技术发展的基础，而科学技术的发展又推动着测量仪器的发 展进程。测量仪器仪表技术发展至今，主要经历了以下几个阶段： (2)以模拟电子技术为基础的模拟式仪表阶段； (3)以数字电子技术为基础，引入了锁相技术、频 (4)以大规模、超大规模集成电路为基础的智能化 仪器仪表阶段。这一阶段是电子仪器领域取得 重大发展的标志性联阶段，在一定时期内曾开 创了现代电子测量、测试技术的先河； (5)以电子测量技术、自动控制技术和计算机技术 的发展相融合为基础的自动测试系统阶段。这是 电子测量技术的又一次飞跃，它真正实现了 高速度、高准确度、多参数和多功能的图1传统仪器仪表的发展进程
基于LabVIEW温度数据采集文献综述 摘要：本课题介绍了虚拟仪器概况及其发展背景；通过对虚拟仪器的学习和研究，运用软件工具，实现温度显示系统的模拟。实现系统软件设计思路是：利用LabVIEW中的各种控件，实现温度数据采集显示。利用虚拟仪器的优越性实现了基于操作系统下的交通终端服务系统的展示部分。 关键字：labVIEW，温度，数据采集 引言 美国国家仪器公司推出的LabVIEW不仅是一个图形化编程语言，而且是一个广泛应用于虚拟测控系统的虚拟仪器平台，它与数据采集卡一起构成虚拟测试仪器，其测试系统的构建可以通过图形化的语言描述，组态容易，设计简单，广泛应用于测量与控制[2] 。 LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1] ，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言（G 语言）编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW 开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，且该文件能够脱离开发环境而单独运行[4] 。 1.1虚拟仪器的优势 1．经济实惠 2．方便适用 3．提高测试效果 4．开放且灵活 远程虚拟仪器的优势在于不受地域限制，功能可由用户自己定义，且构建容易，所以使用面极为广泛，是科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和检测[5]。使测量人员的工作不但摆脱了地理位置和条件的限制，还可以通过Intcrnet把所采集到的数据自动地转送到另一台计算机进行评估[8]。 1.2 VI及相关知识 使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为VI。VI包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/ 连接器。程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形
简答： 1.虚拟仪器程序调试方法主要有哪些? 答：1、设置执行程序为高亮方式，程序执行前点击高亮按钮，则运行过程会以高亮形式显示数据流。２、单步执行方式：如果要使框图程序一个节点一个节点则按下单步单步按行钮就会闪烁，指示它将被执行，再次点击单步按钮，程序将会变成连续运行。３、探针，从工具模板中选择探针工具，将探针工具置于某根连线上可以用来查看运行过程中数据流在该连线时的数据４、断点使用断点工具可以在程序的某一点中止程序执行，用探针或单步方式查看数据。 2、简要叙述局部变量和全局变量的使用特点和区别。 答：通过局部变量或全局变量，可以实现在程序框图中的多个地方读写同一个控件。局部变量只能在同一程序内部使用，每个局部变量都对应前面板上的一个控件，一个控件可以创建多个局部变量。读写局部变量等同于读写相应控件。通过全局变量可以在不同的VI之间进行数据交换，一个全局变量的VI文件中可以包含多个不同数据类型的全局变量。LabVIEW中的全局变量是以独立的VI文件形式存在的，这个VI文件只有前面板，没有程序框图不能进行编程。 3、简要介绍For 循环和While 循环的自动索引功能。 答：For 循环和While 循环可以自动地在数组的上下限范围内编索引和进行累计。这些功能称为自动索引。在启动自动索引功能以后，当把某个外部节点的任何一维元素连接到循环边框的某个输入通道时，该数组的各个元素就将按顺序一个一个地输入到循环中。循环会对一维数组中的标量元素，或者二维数组中的一维数组等编制索引。在输出通道也要执行同样的工作――数组元素按顺序进入一维数组，一维数组进入二维数组，依此类推。 4、For循环和While循环的区别是什么？使用中它们各自适用于什么场合? 答：For循环规定了循环次数，其条件选择是根据计数器计数次数是否达到循环次数而决定结束循环的条件；而While循环不规定循环次数，其条件选择是根据选择器端子的条件是否得以满足而决定结束循环的条件。For循环适合于有限次数的循环操作，而While循环适合于根据程序运行过程中逻辑关系或在程序执行中人为地决定循环次数。 5、什么是多态化？ 答：多态化是指一种函数功能，即可以协调不同格式、维数或者显示的输入数据。大多数LabVIEW 的函数都是多态化的。 6、移位寄存器的用途？怎样初始化移位寄存器？ 答：①移位寄存器主要用于While循环和For循环，将上一次循环的值传给下一次循环。还可以存储前几次循环的值，在移位寄存器的左端口或右端口上右击鼠标弹出菜单，选择Add Element选项，可创建附加的左端口来存储前几次循环的值。②在循环外将初始值连到移位寄存器的左端口，有默认初值。 7、在LabVIEW中有哪三种用来创建和运行程序的摸板?它们都有哪些用途? 答：LabVIEW中有三种用来创建和运行程序的模板：工具选板，控件选板和函数选板。 1.工具选板包括了程序的创建、修改和调试时用的工具； 2.控制选板主要用于在前面板中添加指示器和控制器；3.而函数选板则用于创建框图程序，它包含了很多函数子模板。 8、VI子程序的连接端口的作用是?如何来定义VI子程序的连接口? 答：VI子程序的连接口端口用于与主VI程序之间传递数据。定义VI子程序连接口时先选择子VI所需要的端口数，然后将前面板的指示器和控制器分配给每一个端口。 9、程序框图主要由哪几个元件组成？它们都有哪些用途？ 答：程序框图主要由接线端、节点、连线和结构组成。 接线端：用来表示输入控件和显示控件的数据类型。 节点：是程序框图上的对象，具有输入、输出端口，在VI运行时进行运算。 连线：程序框图中对象的数据传输通过连线实现。每根连线都只有一个数据源，但可以与多个读取该数据的VI和函数连接。 结构：是文本编程语言中的循环和条件语句的图形化表示。 1.写出LabVIEW软件平台常用的三个模板名称。 答：LabVIEW软件平台主要有工具模板、控制模板和功能模板三个模板。 LabVIEW有哪两种类型的菜单，如何获得或使用？ 答: LabVIEW有两种类型的菜单：下拉(pull-down)菜单和快捷(shortcut)菜单。在前面板或框图中，将光标定位于所选对
LabVIEW技术大作业 题目：基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计学院（系）：信息与通信工程学院 班级：通信133 学号：xxxxxxxxx 姓名：xxxxxx
一、设计背景 LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。 二、系统方案 本设计的程序框图和前面板图分别是图1.1和图1.2，“温度测量及数据采集系统.vi”是一个测量温度并将测试数据输出到文件的VI。此VI中的温度是用一个20至40的随机整数来代替的，测试及采集100个温度值，每隔0.25秒测一次，共测定25秒。在数据采集过程中，VI将在前面板的波形图上实时地显示测量结果。采集过程结束后，波形图上显示出温度数据曲线，数组中显示每次的温度测量数据，并在显示控件中显示测试中温度的最大值、最小值和平均值，同时把测量的温度值以文件的形式存盘。
图1.1温度测量及数据采集程序框图 1.2温度测量及数据采集前面板图
二、系统各模块介绍 2.1循环模块 For循环用于将某段程序循环执行指定的次数， 是总数接线端，指定For循环内部代码执行的次数。如将0或负数连接至总数接线端，For循环不执行。 是计数接线端，表示完成的循环次数。第一次循环的计数为0。 本设计使用for循环将循环内的程序循环100次。
内蒙古科技大学虚拟仪器期末大作业 题目：虚拟仪器温度采集系统 姓名：王伍波 专业：测控技术与仪器 学号：1067112240 班级：测控10-2班 教师：肖俊生 时间：2013年6月18日
一、设计题目：虚拟仪器温度采集系统 二、设计要求： 1.连续采集温度信号，并存储 2.温度上下限报警功能，上下限可调 3.华氏、摄氏可转换显示 三、设计思路： 该设计是以计算机和单片机数据采集系统为核心，单片机数据采集系统主要完成对温度信号进行数据采集，计算机主要完成温度信号的分析、显示和控制等功能。设计中采用Intel 公司的89C51 单片机完成数据采集，采用A D 5 7 4 完成数据的A/D 转换。图2 为AD574 与89C51 单片机的接口电路。 1．设计虚拟前面板 温度监测软件设计本系统以labview8.5 作为开发工具。现以仿真数据为例来讲述系统软件对温度的监测、报警及显示功能。利用labview8.5编程使温度可以在华氏和摄氏之间随时进行切换，同时对温度实时监测。当温度超过上限要求时会及时点亮报警灯进行报警并显示每次采集过程中累加的报警次数，报警的上限值可以通过前面板的输入控件改变其值。采集进度定义为每次采集100 点。为了防止程序陷入死循环每次采集之间的时间间隔为1000ms。开始采集后在整个采集过程中可以暂停采集以便随时对温度进行观察。 2、编辑流程图 每一个程序前面板都对应着一段框图程序框图程序用
LabVIEW 图形编程语言编写．可以把它理解成传统程序的源代码。框 图程序由端口、节点、．图框和连线构成。其中端口被用来同程序前 面板的控制和显示传递数据．节点被用来实现函数和功能调用．图框 被用来实现结构化程序控制命令．而连线代表程序执行过程中的数据流．定义了框图内的数据流动方向 3、运行检验 检验是否能够完成系统的功能．改变相应参数进行进一步验证．以方便根据实际情况修改设计．从而方便实际器件的设计、调试。4、功能描述 创建一个VI程序模拟温度测量：把创建的温度计程、序 T(hermometerVI1作为一个子程序用在当前新建程序里．先前的温 度计子程序用于采集数据．而当前的程序用于显示温度曲线．并在前 面板上设定测量次数和每次测量间隔的延时；再创建一个新VI程序，进行温度测量，并把结果在波形图表上显示：利用新创建的VI程序．再输入新的字符串；据采集过程中。实时地显示数据；当采集 过程结束后，在图表上画出数据波形．并算出最大值、最小值和平 均值(此处只使用摄氏温度单位)：修改TemperatureAnalysis．VI DemoReadVohageVI程序以检测温度是否超出范围．当温度超出上限(High Limit)时，前面板上的LED点亮，并且有一个蜂鸣器发声。5、设计过程 创建一个VI程序模拟温度测量假设传感器输出电压与温度成 正比。例如．当温度为70时，传感器输出电压为0．7V。本程序也
目录 第一章方案设计与论证 (2) 第一节传感器的选择 (2) 第二节方案论证 (3) 第三节系统的工作原理 (3) 第四节系统框图 (4) 第二章硬件设计 (4) 第一节PT100传感器特性和测温原理 (5) 第二节信号调理电路 (6) 第三节恒流源电路的设计 (6) 第四节TL431简介 (8) 第三章软件设计 (9) 第一节软件的流程图 (9) 第二节部分设计模块 (10) 总结 (11) 参考文献 (11)
第一章方案设计与论证 第一节传感器的选择 温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器，将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。 热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等。近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要。 热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等，各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。
虚拟仪器及其应用文献综述 摘要 随着当前经济和互联网的快速发展，虚拟仪器与人类生活的关系越来越紧密。虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面显示的软件组成的测控系统，具有用户定义测量功能、便于组成自动测试系统强大的数据处理功能、系统组建时间短、便于扩展等特点，被广泛应用于测量、监控、工程处理、远程教育、报表生成技术等方面。 关键词：虚拟仪器，测试系统，特点，应用，互联网
引言 从十九世纪初到二十世纪末，测量仪器经历了模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器这四个阶段。相较于前面三代的测量仪器，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面显示的软件组成的测控系统，是一种由计算机操纵的模块化仪器系统[1]。计算机管理着虚拟仪器的硬软件资源，是虚拟仪器的硬件基础。此外，还有基于计算机总线和模块化仪器总线的各种主要用于完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换功能的测控功能硬件，如：利用PCI计算机总线的数据采集卡（DAQ）、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、串口总线仪器等。虚拟仪器的软件系统主要包括I/O接口软件、仪器驱动程序、仪器开发软件、应用软件。 1虚拟仪器系统构成 虚拟仪器由硬件系统和软件系统两部分组成，其中硬件系统一般分为计算机硬件平台和测控功能硬件；软件系统从底层到顶层，包括三部分：VISA 库、仪器驱动程序和应用软件，如图1、2。 图1-1虚拟仪器的基本构成
图1-2虚拟仪器的构成框图 1.1 硬件构成 （1）计算机硬件平台 计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。[2] （2）测试功能硬件 通过A/D转换将模拟信号转化成数字信号，送入计算机进行分析、处理、显示等；再通过D/A转换把数字控制量转化成模拟控制量，送到执行器，从而实现反馈控制，如数据采集卡系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及它们之间的任意组合。所涉及到的硬件接口模块包括：插入式数据采集卡(DAQ)、串/并口、IEEE488接口(GPIB)卡、VXI控制器以及其它接口卡。 1.2软件系统 计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。虚拟仪器是一种主要靠软件实现的仪器,软件才
虚拟仪器 期末设计报告 课题名称：温度监控系统 起讫日期：2012年6月19日- 2012年6月20日学生学号：XXXXXX 学生：____ ____XXXX________ ____ 报告成绩： 中国计量学院信息工程学院 生物医学工程专业 2012年 6 月20 日
目录 一、labVIEW介绍 (3) 二、labview温度监控设计的介绍 (3) 三、labview温度监控程序框图的设计 (3) 四、labview温度监控前面板的设计 (6) 五、DAQ信号采集的概述和配置 (7) 六、labview温度监控系统的检验和调试 (8) 七、个人心得和体会 (9) 八、参考资料 (10)
labVIEW介绍 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境)是一个基于G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程应用来说是很理想的语言。它含有种类丰富的函数库，科学家和工程师们利用它可以方便灵活地搭建功能强大的测试系统。LabVIEW编程语言最主要的两个特点是图形化编程和数据流驱动。 labview温度监控设计的介绍 这个系统是在硬件温度传感器热敏电阻的基础上完成对温度信号的采集以得知某段时间的最高温度、最低温度和平均温度，还可以把测得的摄氏度转换为华氏供一些特殊的需要，在测量之前同时还可以人为的设定温的上限值和下限值当温度超过用户设定的温度上限值或者下限值时，红色警示灯会被点亮并且会有喇叭警告，但温度在上下界限时亮的时绿色的灯会亮着表示温度在用户设定的正常围。 labview温度监控程序框图的设计 首先是要了解怎么用热敏电阻上采集来的电压值Ut来转化为我们所需要温度值。在电路上我们要运用一个固定电阻和热敏电阻进行串联接在5伏的电源上，然后再用伏安法求得热敏电阻的阻值。如图1所示： 图1 其中R0为固定电阻，Rt为热敏电阻。通过简单的计算可得Rt=(Ut*R0)/(5-Ut); 在程序框图的实现如图2所示：
背景 随着科学技术的进步，计算机计术、仪器技术和通信技术等在各个领域得到越来越广泛的应用。传统的电子测量仪器由于其功能单一、体积庞大，已经很难满足实际测量工作中的需求，由此在80年代末期虚拟仪器技术应运而生。与传统仪器相比，虚拟仪器具有功能更丰富、处理速度更快、可充性更好的优点。作为计算机技术和现代仪器技术相结合的产物，实现了在传统测试理论和测量方法上的革命性突破。 LabView由面板、流程方框图、图标/连接器组成。其中，面板是用户界面，流程方框图是虚拟仪器源代码，图标/连接器是调用接口。流程方框图包括输入/输出（I/O）部件、计算部件和子虚拟仪器部件，它们用图标和数据流的连线表示。这里利用LabVIEW作为语言开发平台．设计系统软件．并利用计算机串口与下位机串行通讯，实现温度的实时测量与控制。 虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素。其中，硬件的功能是获取被测试的物理信号，提供信号传输的通道。在本设计中，所需要模拟的是温度信号，温度信号主要由电压信号提供。另外，虚拟仪器的硬件技术以GPIB、PXI等先进的计算机接口总线的发展为发展标志。GPIB、PXI接口是早期比较流行的接口，随着虚拟仪器技术的发展，现在使用比较广泛的接口是DAQ、PXI和LXI。本次设计中用到的就是DAQ仪器。仪器上需要我们了解运用的，是位于仪器上左上角的电位器。调节电位器时，电压信号也会在一定范围内浮动，这对我们的设计起到一定的作用。 基于LabView的温度控制器的设计，首先由集成温度传感器AD590产生的温度-电压信号输入到采集卡AI端，其次，由于本次课设只是运用有电压值模拟一个温度值，就在采集卡的输入端送给LabView一个5V的电压，通过传输到软件电路中，加以处理再进行应用。最后，通过前面板和程序框图的设计，完成设计要求。 背景 .................................................................................................................................................. I 1设计思路 . (1) 数据的采集 (1) 我们的设计题目即为温度控制，需要对温度值进行设定、测量和显示，所以首先我们应该从对温度值的采集入手，即数据的采集。 (1)
实验报告 实验题目 基于虚拟仪器技术的 涡流传感器位移测量实验 专业测控技术与仪器班级仪112班 学号3110241032 学生王金利 同组人王俊俊，王琦 指导教师晏克俊 2014 年
一、实验内容 本实验是利用所学虚拟仪器编程实现涡流传感器位移特性的测量，涡流传感器的基本工作系统由探头，前置器以及被测体构成，当前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈时由电磁感应定律可知，交变电流会在探头头部的线圈中产生交变磁场。当有被测金属体靠近这一磁场时在金属表面会产生感应电流，由于其呈漩涡状故称之为电涡流。与此同时该电涡流场也会产生一个与头部线圈方向相反的交变磁场与其反作用，以使得头部线圈的高频电流幅度和相位得到改变，这一改变与金属导体的磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。 当控制金属导体的磁导率、电导率等参数相同时，电涡流的强度大小就只与头部线圈到金属导体表面的距离有关，通过前置器电子线路的处理，即可将头部线圈与金属导体之间距离的变化转换成电压的变化，输出信号的大小岁探头到被测体便面之间的间距而变化，电涡流传感器根据这一原理实现对金属物体位移的测量。 虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上配备相应的板卡，由用户设计定义，具有虚拟面板，其测试功能由软件实现的一种计算机仪器系统。本次实验通过对被测的电涡流相应电压强度的变化量信号的采集和分析利用波形图、波形图表和数字表格形象生动的描述出涡流传感器的位移特性。并利用虚拟仪器所编程序完成对电涡流传感器的灵敏度、非线性度、最大偏差、最大位移等参数的测量。 二、实验仪器 1：带虚拟仪器软件的计算机一台； 2：NI6014数据采集卡； 3：数字万用表； 4：涡流传感器实验平台。
课题基于labview的温度监测系统班级 12电信 学号 201210350120 姓名邹临昌 时间 2015.12 .12-2016.1.12 景德镇陶瓷学院
摘要：本课题介绍了虚拟仪器概况及其发展背景；通过对虚拟仪器的学习和研究，运用软件工具，实现温度显示系统的模拟。实现系统软件设计思路是：利用LabVIEW中的各种控件，实现温度数据采集显示。利用虚拟仪器的优越性实现了基于操作系统下的交通终端服务系统的展示部分。 关键字：labVIEW，温度，数据采集 引言 美国国家仪器公司推出的LabVIEW不仅是一个图形化编程语言，而且是一个广泛应用于虚拟测控系统的虚拟仪器平台，它与数据采集卡一起构成虚拟测试仪器，其测试系统的构建可以通过图形化的语言描述，组态容易，设计简单，广泛应用于测量与控制。 LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1] ，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言（G 语言）编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW 开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，且该文件能够脱离开发环境而单独运行。
1.1虚拟仪器的优势 1．经济实惠 2．方便适用 3．提高测试效果 4．开放且灵活 远程虚拟仪器的优势在于不受地域限制，功能可由用户自己定义，且构建容易，所以使用面极为广泛，是科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和检测[5]。使测量人员的工作不但摆脱了地理位置和条件的限制，还可以通过Intcrnet把所采集到的数据自动地转送到另一台计算机进行评估。
虚拟仪器实验报告 实验一VI程序的创建、编辑和调试 1.熟悉LabVIEW环境。 新建一个VI，进行如下练习： ?任意放置几个控件在前面板，改变它们的位置、名称、大小、颜色等等。 ?在VI前面板和后面板之间进行切换 ?并排排列前面板和后面板窗口 程序截图： 2.创建一个VI。 发生一个值为～的随机数a，放大10倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求：①编程实现；②单步调试程序；③应用探针观察各数据流。 程序截图： 3.创建和调用子VI。 创建一个子VI，子VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。 编一个VI调用上述子VI。 程序截图： 4.编写一个VI求三个数的平均值。 要求： ?对三个输入控件等间隔并右对齐。 ?添加注释。 ?分别用普通方式和高亮方式运行程序，体会数据流向。 ?单步执行一遍。 程序截图： 5.实验个人总结： 通过这四个小实验使我熟悉了LabView的开发环境，基本掌握了编程的方法和规律，同时通过LabView的编程来解以上的一些简单的问题让我切身感觉到了这款软件的强大之处，而且其使用的是图形化的编程，学起来不像C语言，Matlab那样需要记忆很多的程序代码，入门门槛相对来说就降低了许多。但是作为新手来说，对于这款软件有很多不熟悉的地方，例如当自己编程是会遇到一些自己没有用过的函数和程序模块，而要在拥有庞大的函数和程序模块的LabView中寻找自己想要的同时又不常用的函数或者程序模块是件耗时又费力的事，但是通过使用的深入，我发现可以用程序面板右上角处的搜索框来搜索我们想要的函数或者程序模块，这样就可以为我们编程节省很多时间，减少记忆
的繁琐。 虽然有时可以有捷径可走，但是总之想很好的学好这款程序必须多操作，多动手，这样才能做到熟能生巧，游刃有余。
摘要 近年来，美国NI公司的LabVIEW已经面向成熟和商业化，使用者在配有专用或通用插卡式硬件和软件开发平台的个人计算机上，可按自己的需求，设计和组建各种测试分析仪器和测控系统。由于LabVIEW提供的是一种适应工程技术人员思维习惯的图形化编程语言，图形界面丰富，内含大量分析处理子程序，使用十分方便，个人仪器发展到了使用者也能设计、开发的新阶段。 针对传统测温系统存在的若干问题，基于虚拟仪器技术，利用LabVIEW 软件设计开发了温度测量系统。将传感器测量到的数据通过数据采集卡采集到计算机，再利用虚拟仪器开发软件LabVIEW进行编程，向用户提供操作界面和显示界面，实现了温度的数据采集、传送、分析和显示，并向用户提供历史查询功能。结果表明，系统结构简单、界面良好、易于操作，测量准确、稳定可靠、温度控制精度优于±0.3℃，可以满足各个行业测试的需要。 关键词： LABVIEW，DAQ助手，温度监测，数据采集
Abstract In recent years，NI LabVIEW companies have mature and commercially oriented，the user with a dedicated or general-purpose plug-in hardware and software development platform for personal computers，according to their needs，design and build of various test instrumentation and control system. LabVIEW provides the engineering and technical personnel is a habit of thinking to adapt the graphical programming language，a rich graphical interface，containing a large number of processing routines，easy to use，users of personal equipment can be developed to design a new stage of development. In view of traditional temperature measurement existence certain questions，using of LabVIEW software，the temperature measuring system based on virtual instrument technique is designed. It can realize the data acquisition of temperature as well as data transmission，analysis and display，with the development software of virtual instruments LabVIEW，sensors，data acquisitions and so on，in addition to provide users with historic data inquire. Experimental results show that the system is simple，good interface，easy operation，measurement accuracy，stable，temperature control accuracy is better than ± 0.3 ℃ to meet the needs of various industries test. Keywords: LABVIEW， DAQ Assistant，Temperature Monitoring， Data Acquisition
各专业全套优秀毕业设计图纸 虚拟仪器课程设计报告 课程名称：虚拟仪器技术 课程名称：温度采集系统设计 专业班级：测控1102班 学生姓名： 学号: 11401600211 指导老师： 2014年12月8日
目录 一．系统设计要求.......................................................................................................... 二．设计方案.................................................................................................................. 三．程序框图.................................................................................................................. 四．程序框图.................................................................................................................. 五．调试及分析.............................................................................................................. 六．设计总结.................................................................................................................. 七．心得体会.................................................................................................................. 一、系统设计要求
1．系统设计 1．1 系统总体设计方案 设计框图如下所示： 图1 系统总体设计框图 1．2 单元电路方案的论证与选择 硬件电路的设计是整个实验的关键部分，我们在设计中主要考虑了这几个方面：电路简单易懂，较好的体现物理思想；可行性好，操作方便。在设计过程中有的电路有多种备选方案，我们综合各种因素做出了如下选择。 1．2．1 温度信号采集电路的论证与选择 方案：本系统中我们采用MF58型高精度负温度系数热敏电阻器及其外围电路，组成温度信号采集电路。相比较方案一，方案二后续电路较复杂，且需进行温度标定，但由于此方案能够较好的体现物理思想，通过实验标定温度，可以使我们更好的理解模拟信号与数字信号的转化，故我们采用了此方案。 MF58型高精度负温度系数热敏电阻器有许多优点：稳定性好，可靠性高；阻值范围宽：；阻值精度高；由于玻璃封装，可在高温和高温等恶劣环境下使用；体积小、重量轻、结构坚固，便于自动化安装（在印制线路板上）；热感应速度快、灵敏度高。故我们采用此温敏元件。 1．2．2 温度控制接口电路的论证与选择 我们采用频压转化电路将频率信号转化成电压信号，进而控制加热与降温电路工作。选用集成式频率／电压转换器LM2907，配以外加电路，能将经PC机处理后输出的频率信号转换为直流电压信号，电压信号控制继电器（相当于开关）工作从而使电路联通，电风扇或加热丝工作。 在一定范围内，LM2907的频率和电压转换可成线性关系，可以实现电热丝加热功率和风扇转速的连续可调。由于技术原因，我们未能实现这项功能，预留此项功能，可以作为功能扩展。
1．2．3 加热与降温电路的论证与选择 由数据选择器与两片LM2907（后接功率放大电路）分别连接加热和降温电路，实现加热功率与风扇转速的连续可调，如1.2.2所述。原理图如下： 图2 加热功率与风扇转速的连续可调电路原理图 1．3 软件设计 1.3.1 主程序流程图 频压转换电路 LM2907 频压转换电路 LM2907 数据选择器 功率放大电路 功率放大电路 升温电路 降温电路 计 算 机