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。本程序也可以用摄氏温度来代替华氏温度显示。本程序用软件代替了DAQ数据采集卡使用Demo ReadVoltage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。
1）、用Fne菜单的New选项打开一个新的前面板窗口把温度计指示部件放入前面板窗口．在前面板窗口的空白处点击鼠标键．然后从弹出的Numeric子模板中选择Thermometer：在文本框中输入“温度计”．再点击鼠标键按钮；重新设定温度计的标尺范围为0．0到100．0；使用标签工具A。双击温度计标尺的10．0，输入100．0。再点击鼠标键或者工具栏中的V按钮在前面板窗口中放人竖标．从弹出菜单中选择EditIcon功能。双点选择工具，并的Boolean子模板中选择VerticalSwitch．在文本框中输入“温度值单位”。再点击鼠标键或者工具栏中的V按钮；使用标签工具A。在开关的“条件真”(true)位置旁边输入自由标签“摄氏”。再在“条件假”(false)位置旁边输入自由标签“华氏”创建的虚拟前面板如图1所示
图1
2）从Windows菜单下选择ShowDiagram功能打开框图程序窗口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：
(1)DemoReadVoltageVI程序(Tutorial子模板)。该程序模拟从DAQ 卡的0通道读取电压值：
(2)(2)Muhiply(乘法)功能(Numeric子模板)。该程序用于将读取电压值乘以100．00．以获得华氏温度：
(3)(3)Subtract(减法)功能(Numeric子模板)。该程序用于从华氏温度中减去32．0．以转换成摄氏温度；
(4)(4)Divide(除法)功能(Numeric子模板)。该程序用于把相减的结果除以1．8以转换成摄氏温度：
(5)（5）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Ture)数值；
(6)数值常数。用连线工具，点击希望连接一个数值常数的对象．并选择CreateConstant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；
(7)字符串常量。用连线工具．点击希望连接字符串常量韵对象．再选择CreateConstant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；使用移位工具(Positioningtoo1)．把图标移至图示的位置．再用连线工具连接起来。DemoReadVohageVI子程序模拟从数据采集卡的0通道读取电压．程序再将读数乘以100．0转换成华氏温度读数．或者再把华氏温度转换成摄氏温度。
图2 框图程序如图
3) 创建图标和端口。把创建的温度计程序(Ther-rnometerVI1作为一个子程序选择前面板窗口．使之变成当前窗口，并运行VI程序。点击连续运行按钮。使程序运行于连续运行模式；再点击连续运行按钮。关闭连续运行模式。创建图标Tempf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EditIcon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SmallFont。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。
创建联接器端口：点击右上角的图标面板，从弹出菜单中选择Sh0wConnect0r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。在系统中，只有两个端口．一个是竖直开关．另一个是温度指示把联接器端口定义给开关和温度指示。
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。现在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。如果再点击空白外。则虚线框将消该失．而前面所选择的联接器端口将变暗，表示已经将对象部件定义到各个联接器端口。注意：LabVIEW的惯例是前面板上控制的联接器端口放在图标的接线面板的左边，而显示的联接器
端口放在图标的接线面板的右边。也就是说．图标的左边为输入端口而右边为输出端口确认当前文件的程序库路径为Seminar．LLB．用文件菜单的SAVE功能保存上述文件．并将文件命名为Ther- mometer．Vi。
现在．该程序已经编制完成。它可以在其他程序中作为子程序来调用．在其他程序的框图窗口里，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。关闭该程序。
4)创建一个新vI程序．进行温度测量．打开一个新的前面板窗口．在里面放一个竖直开关(在Boolean逻辑部件子模板)．给该开关标注为“En．able”你可以用该开关来开始／停止数据采集；在前面板内再放置一个趋势图(Graph子模板中的Waveform Chart)．标注为“温度历史趋势”。该图表将实时地显示温度值；由于趋势图将它的图标注解plot自动地标注为“plot0”。你可以用标注工具将其重新标注为T“emp”；因为趋势图用于显示室内温度．需要对它的标尺进行重新定标。将Y轴的“10”改为“90”，而将“0．0”改为“20”；此时暂时不要创建模式转换开关．而是从框图程序窗口创建前面板的部件。
图3前面板部件
5）、打开框图程序窗口，从结构(Structure$)工具模板选择条件循环结构“WhileIx,op”放人框图程序窗口．调整该条件循环框的大小．把先前从前面板创建的两个节点放人循环框内。放人其它的框图程序对象。ThermometerVI．这个VI程序是前面创建的．从SemiBar．LLB中调出f从SelectaVI子模板)。按照上图的框图程序连好线。创建模式开关把连线工具放在TheriBometerVI的Mode 输入端口上．按鼠标右键并选择CreatCon~o1．这样就可以自动创建模式转换开关．并将它与TherlnometerVI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。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”标签转换为“摄氏”。要转换开关状态，使用操作工具(Operating T oo1)。将模式开关设置为ON状态．运行该VI 程序。要停止数据采集，点击Enable开关．使其状态变为OFF．循环结束。修改Enable开关缺省设置．使运行vI程序时不必每次打
开该开关。运行该程序，把开关点击为Stop状态以停止数据采集。开关将变为OFF状态，但当条件循环结构再次读取其数值时，它又会变成ON状态。
图4温度测量框图程序
若在运行程序时．希望它以一定的时间间隔．例如一秒钟一次或者一分钟一次来采集数据就可以WaitUntilNextms,Multiple功能(在Time&Dialog子模板)来满足上述条件该功能模块可以保证循环间隔时间不少于指定的毫秒数。如图5所示．使vI程序采样间隔为500毫秒则可使用Time&Dialog子模板中的WaitUntil Nextm,sMultiple功能．再加上时间常数NumericCon．stant．把它设置为500。关闭并保存上述程序，文件名为T emperatureMon
图5温度测量框图程序
利用前面创建的新vI程序，在数据采集过程中．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。
6）、打开创建的TemperatureAnalysisV．I程序按照下图所示修改前面板。被虚线框住的部分表示增加的部件。High Limit表示温度上限值。报警指示灯(WARNINGELD)和当前温度状态(CurrentTemperatureState)用来表示温度是否超限。点击趋势图。并且选择Show>Legend和Show>Digital Display选项。可以增加图注(Legend)~11数字显示。
图6温度采集报警器虚拟前面板
7）、按照图8编写框图程序。被虚线框住的部分为新增加的部件下面的FALSE Case与图中的TRUECase同属于一个Case结构。根据其输入端上的数值。来决定执行哪一个Case程序如果ThermometerVi子程序返回的温度值大于Hi Limit数值，将执行IheCase程序，反之则执行FalseCase程序。返回前面板程序，在High Limit控制栏中输入86。再运行VI程序。当温度超过86 时。LED将点亮。蜂鸣器也会发声。将程序重新命名TemperatureContro1．vi，并保存起来。
图7温度采集报警器框图程序
8）上下限报警限制
上限报警是为人身安全考虑所特别设计，以便于人们能够做好添加衣物的准备。方便了人们的生活。程序如下：
温度上限报警
图8上下限报警
四、结论
实验设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼时间能力的重要环节，是对学生实际学习能力和工作能力的训练和考察过程。通过此次设计，我懂了理论与实践相结合的重要性，我体会到了虚拟仪器的神奇，功能之强大，使我对虚拟仪器产生了兴趣，而且它与我们的专业有着紧密的联系，我对虚拟仪器有了些更深刻的了解，虚拟仪器具有易于升级、性能
高、扩展性强、开发时间少、软件界面友好、操作简单、人机交互性强、编程容易、方便快捷和扩展性好等优点，一台虚拟仪器可以完成数台甚至成套仪器所能完成的全部功能。在设计中看到了自己的不足，以后一定要把学过的东西重新温故。在设计的过程中所学到的实际应用知识是无价的，我想在以后的学习生活中应该多学习些实际应用的东西，增加动手能力，以更好的适应社会发展。
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
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
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)
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 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：
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。
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
基于lａbviｅw的温度测量
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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MF ５8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。 M Ｆ58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：0．1-1000K ；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。 LabVIE W 温 度 信 号 温度控制 继电继电器控
《虚拟仪器设计基础教程》 课程设计报告 课题：基于LabVIEW的模拟温度采集系统 专业：测控技术与仪器 班级：测控N111 姓名：丁奇峰沈嘉祺陈挺 指导老师：文晓刚 日期：2015.1.8
基于LabVIEW的模拟温度采集系统 摘要： 利用虚拟仪器软件LabVIEW作为温度采集监测系统的开发平台，实现对温度的采集、显示、监测、报警等功能。利用图形化虚拟仪器技术不仅简化了系统硬件，软件实现也很方便，同时图形化的显示使结果更直观、准确，并给出了模拟的系统程序。 引言： 虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物，它充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。本文利用虚拟仪器平台，通过编写LabVIEW 软件对温度进行测量，可以减少硬件的重复开发，有利于系统的维护，也便于系统软件升级。 虚拟温度采集监测系统可对温度进行实时采集，并且对数据进行一定的监测，可以广泛的运用于需要温度监视的装置，成本更低，实现简单，可扩展性好，功能强大。 一、虚拟仪器 1.1 虚拟仪器概述 虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是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；利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理；利用I /O 接口设备完成信号的采集与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。 1.2 虚拟仪器的图形化开发平台 LabVIEW是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 的编程环境包括两个面板：前面板和程序框图面板。通过编制虚拟仪器的前面板来模拟真实仪
传感器技术与应用课程设计 设计题目：___ _基于LabView的温度监测系统_______ 班级：__________ _电信08-1班________________ 学号：__________ _ __29号____________________ 姓名：_______ _ _李锦明 _______ _________ 指导老师：_____ ____ ___张静_ ________________ 设计时间：__________2011年12月5日_ _________
摘要 随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了很大的进步，采集数据的信息化是目前社会的主流发展方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探，地震数据采集领域已经得到应用。随着测控技术的迅猛发展，以虚拟仪器为核心的数据采集系统已经在测控领域中占到了统治地位。 数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输显示、储存等操作。数据采集系统主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。温度数据采集系统广泛的应用于人们的日常生活中。 本文主要介绍了利用labview实现温度采集系统的设计过程，系统结构时利用了labview的虚拟仪器技术，由labview虚拟系统自生成温度信号，通过温度的采集实现对温度数据的采集，预处理，分析，储存和显示。全文的内容主要包括：虚拟仪器的发展，labview虚拟仪器的介绍，温度采集系统的制作与调试最后是自己在本次制作中的不足与展望。 关键词：labview ，虚拟仪器，温度监测系统
目录 中文摘要 (1) 一概述 (3) 1.1研究背景 (3) 1.1.1温度的研究背景 (3) 1.1.2 LABVIEW的发展 (3) 1.2研究的意义 (4) 二设计的任务以及要求 (4) 2.1设计的任务 (4) 2.2设计的要求 (4) 三系统化设计 (4) 3.1系统设计方案 (4) 3.1.1 结构框图 (4) 3.2.2 系统工作原理 (5) 3.2单元模块设计 (5) 3.2.1单元模块的设计 (7) 3.2.2单元模块的链接 (9) 四系统调试 (8) 4.1 前面板布置 (8) 4.2 系统运行以及分析 (8) 五结论与展望 (9) 六仪器设备清单 (9) 参考文献 (9)
目录
1 绪论 现代计算机技术和信息技术的迅猛发展，冲击着国民经济的各个领域，也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。人们曾为测量仪器从模拟化、数字化到智能化的进步而欣喜，也为自动测试技术的日新月异的发展所鼓舞，当今虚拟仪器技术的出现又使得测量仪器进步入了高科技的殿堂。 与传统的仪器不同，虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机和标准总线技术的模块化系统，通常它是由控制模块、仪器模块和软件组成，在虚拟仪器中软件是至关重要的，仪器的功能都要通过它来实现，因此软件是虚拟仪器的核心，“软件就是仪器”，从本质上反映了虚拟仪器的特征。 从构成方式上讲，虚拟仪器可分为四大类：GPIB体系结构、PC-DAQ体系结构、VXI体系结构和PXI体系结构。 GPIB体系结构是通过GPIB总线将具有GPIB接口的计算机和仪器集成的测试系统。组建方便灵活、操作简单。 VXI体系结构综合了。pib和vem总线的优点，它集成的系统硬件集成度高、数据传输率快、便携性好，是当今倍受业界关注的体系结构。 PXI体系结构是以PCI总线为基础的体系结构，由于其总线吞吐率高、硬件的价格较低被业内人士认为是符合国情的一种体系结构。 虚拟仪器应用程序的开发环境主要有两种。一种是基于传统的文本语言的软件开发环境，常用的有lab windows/cvi、.visual basidc=vc++等：一种是基于图形化语言的软件开发环境，常用的有LabVIEW和hp vee。其中图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术语和图形化符号代替常规的文本语言编程，界面友好，操作简便，可大大缩短系统开发周期，深受专业人员的青睐。 1.1 课题背景 随着世界经济的发展，工业的迅速扩张，政府和企业家们花在设备上的投入越来越多，这笔巨大的开销，极大地限制了企业的资金，从而制约着企业的发展。而虚拟仪器技术凭借着其开发容易、开发成本低、开发周期短等明显的优点，渐渐地在工业测控领域崭露头角。 它的出现使企业家们看到了降低成本的希望。本设计将就虚拟仪器怎样用在工业测控中进行一番简单的探讨。 1.2 虚拟仪器简介
电控学院 课程设计（论文） 课程名称：虚拟仪器 题目：基于虚拟仪器的温度采集控制 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级：测控技术与仪器专业 姓名：*** 学号：*********** 指导教师：
目录 1.绪论--------------------------------------------------------------------------------------------1 1.1设计意义--------------------------------------------------------------------------------1 1.2国内外的研究状况及发展趋势----------------------------------------------------1 1.3主要研究内容--------------------------------------------------------------------------2 2.系统整体设计----------------------------------------------------------------------------------2 2.1整体设计--------------------------------------------------------------------------------2 2.2设计任务--------------------------------------------------------------------------------2 2.3系统方案选择--------------------------------------------------------------------------2 3.下位机设计-------------------------------------------------------------------------------------5 3.1硬件设计-------------------------------------------------------------------------------5 3.2软件设计-------------------------------------------------------------------------------6 4.上位机设计-------------------------------------------------------------------------------------6 4.1前面板设计----------------------------------------------------------------------------6 4.2后面板设计-----------------------------------------------------------------------------7 5.系统调试----------------------------------------------------------------------------------------9 6.结论----------------------------------------------------------------------------------------------9 7.参考文献----------------------------------------------------------------------------------------9 8.附录--------------------------------------------------------------------------------------------10 程序清单-----------------------------------------------------------------------------------10
基于LabVIEW的温度采集系统设计 摘要：设计了基于LabV IEW的温度采集系统。它利用DS18B20数字温度传感器和STC公司生产的STC89C52单片机采集被测环境温度，将测得的数据经串口传给计算机。计算机利用LabV IEW的V ISA读取串口数据并进行处理和显示，实现基于V ISA的串口温度采集。 关键词：温度传感器；单片机；LabV IEW；温度采集 1引言 虚拟仪器(Virtual Instrument)是基于计算机的软硬件测试平台,它可代替传统的测量仪器。LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments Co.)推出的、主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，是一种基于图形开发、调试和运行的集成化环境[1]。 利用LabVIEW设计的数据采集系统，可模拟采集各种信号，但是配备NI 公司的数据采集板卡比较贵，因此，可以选择单片机小系统作为前端数据采集系统，进行采集数据，然后通过RS-232串口通讯将数据送给计算机,在LabVIEW 开发平台下，对数据进行各种处理、分析并对信号进行存储、显示和打印,从而实现了一种在LabVIEW环境下的单片机数据采集系统。 2 温度采集系统设计 本系统采用STC公司生产STC89C52单片机作为温度数据采集和传输的主控芯片，温度传感器采用单总线方式的集成数字温度传感器DS18B20。采集得到的数据利用单片机经串口通信的方式传输至计算机的串口。计算机上位机软件采用数据处理能力超强的LabV IEW软件编写,利用其所带的V ISA驱动进行串口的数据采集和处理,实现了基于V ISA的串口温度采集。 2.1温度采集系统的硬件设计 本系统以AT89C51为中央处理单元,利用DS18B20数字温度传感器对温度信号进行采集,采集到的信号被送到AT89C51中, 将采集到的温度值在LCD上显示并通过串口发送到上位机，其原理图如1所示(见附录1)。 2.1.1 中央处理单元——STC89C51 本设计选用的中央处理单元是STC89C52单片机，STC89C52是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Eras-able Read Only Memory）的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制