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基于LabVIEW的压力测试系统设计作者：李豪帅王高来源：《电子世界》2014年第19期【摘要】设计了压力测试系统，该系统以压力传感器、信号调理电路、数据采集卡、PC 机为硬件开发平台，以图形化编程语言LabVIEW为软件开发平台，将虚拟仪器技术运用到压力测试中。
结果表明，本设计各项功能运行情况良好，使工作效率和准确性都得到较大提升，同时也减少了故障率，能够有效地应用于各种通用的测试系统中。
【关键词】压力测试;LabVIEW;虚拟仪器一、引言压力是过程生产中四大重要参数之一，它是检测生产过程能否完全可靠正常运行的重要参数指标。
目前很多传统的压力测试多采用手动方式或者是单片机来采集相关测试信息。
其测试系统功能单一，开发周期长，功能难以扩展，测试精度不高[1]。
应用LabVIEW虚拟仪器技术能按照客户的需求来设计仪器，方便灵活而且开发周期短。
它不仅降低了仪器成本，而且提高了工作效率[2]。
本文应用LabVIEW软件设计的压力测试系统，包括压力传感器、信号调理电路、数据采集与传输和计算机软件模块等。
二、压力测试系统硬件部分设计压力测试系统的硬件由压力传感器、信号调理电路、数据采集卡及PC机等组成，压力信号的处理过程是：压力传感器把压力转换成电信号，经过调理电路，将信号放大，通过数据采集卡采集，再送入PC机进行各种处理。
1.压力传感器压力传感器是用金属弹性体将压力转换为应变的功能元件，通过粘贴在弹性体敏感表面的电阻应变计及其以一定方式组成的电桥网络，在外加电源的激励下，实现压力、应变、电阻变化、电信号变化等转换环节的一种压力传感器[3]。
此硬件系统主要利用陶瓷压力传感器AP681来测量压力信号。
2.信号调理电路设计信号调理电路，是把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。
包括零点调整电路，信号的放大、滤波、隔离电路，多路数据转换电路及电源电路。
3.数据采集卡的选择本系统采用研华PCI-1711，该数据采集卡完全符合PCI规格Rev2.1标准。
基于L a b v i e w的压力测试系统The latest revision on November 22, 2020现代检测技术综合设计报告课程设计题目：基于虚拟仪器的压力测量系统学院名称：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气12-1 姓名：杨育新学号同组者姓名：指导教师：黄晶日期：～目录一、任务书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1二、总体设计方案2.1 现代测控技术发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12.2 自动检测系统的原理框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2三、压力传感器3.1 传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23.2 工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23.3 工作特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3四、硬件设计4.1 应变片的测量转换电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34.2 电桥的放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44.3 压力测量的总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5五、Labview软件设计5.1 程序流程图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.2 前面板的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.3 实验框图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8六、调试情况及结论6.1 程序的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126.2 实验结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14七、课程设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14一、任务书用虚拟仪器Labview软件来编写压力测量系统。
基于LABVIEW的微压测量系统刘凯;钱志博;黄昌华【摘要】基于LabView开发了一套徽压测量系统.该测量系统包含硬件和软件两部分,可以完成数据的采集、分析、保存、查询、打印等功能.经实验验证,测量系统具有良好的工作可靠性及可行性,可以有效地完成测量及数据处理工作.同时对其它测量系统也有较高的参考价值.%A new method of feature point detection and extraction in robot vision is proposed. The method is based on the combined use of Lattice Boltzmman method ( LBM) and Harris algorithm, allowing coping with the problem of comer point missing in feature detection and extraction. The LBM has the advantage of being able to be handled using parallel computation, thus ensuring the real-time navigation possibility of robots. The results show that the LBM-based preprocessing, followed by Harris algorithm, enables us to more accurately select feature points, reduce the number of necessary feature points, improve the quality of selected feature points, and extract difficult feature points.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)032【总页数】6页(P8049-8054)【关键词】微压测量;LabView;数据采集;数据库【作者】刘凯;钱志博;黄昌华【作者单位】西北工业大学航海学院,西安 710072;西北工业大学航海学院,西安710072;西北工业大学航海学院,西安 710072;徐州空军学院四站系,221000【正文语种】中文【中图分类】TP274.2随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集、监测已成为日益重要的检测技术，被广泛应用于状态监测、智能仪表、自动控制以及故障诊断等领域［1］。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要增压压力传感器是一种绝对压力传感器，它是汽车发动机电控单元用于实时监测涡轮增压器增压压力的重要元器件。
其作用是将涡轮增压器后方空气的绝对压力转化为电信号，发送给电控单元（ECU），电控单元将此电信号与根据发动机工况得出的理论增压压力作比较，不断调节涡轮增压器的可变喷嘴截面积或者旁通放气阀以使实际增压压力达到最佳。
可见增压压力传感器质量精度等性能的好坏对汽车发动机能否达到最佳工作状态有着很大的影响，故而有必要对企业所生产的增压压力传感器产品性能进行评估检测。
本课题的研究内容是增压压力传感器检测试验台测控系统的设计（主要任务是测控系统的软件设计）。
本论文采用虚拟仪器技术，以LabVIEW为平台，结合增压压力传感器特性曲线特点，开发了一套计算机软件测试系统。
并且本文还简要介绍了增压压力传感器测试系统的硬件设备组成及相关原理，用以对今后测控系统软硬件搭配的实现做铺垫。
具体地说，本论文的主要工作有以下几个方面：1.虚拟仪器技术与LabVIEW简介；2.增压压力传感器的简介；3.基于LabVIEW的增压压力传感器试验平台的硬件及软件设计；4.系统测试及结论。
关键词：增压压力传感器，检测，LabVIEW，软件设计┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ABSTRACTThe supercharging pressure sensor, also know as the absolute-pressure senor, is a important component of electronic control unit on the automotive engine for real-time monitoring turbocharger boost pressure. It can transform the absolute-pressure of air behind the turbocharger into electrical signals which would be sent to the electronic control unit(ECU).Electronic control unit compares this electrical signal with the theory supercharging pressure resulted from engine operating conditions, and continuously adjusts the turbocharger variable nozzle cross-sectional area or the bypass purge valve in order to make the actual supercharging pressure achieve the best performance. The quality and accuracy of supercharging pressure sensor have a great impact on automobile engine achieving the best working condition, therefore it is necessary to assess the performance of supercharging pressure sensor.The project content is to design supercharging pressure sensor measurement and control system(the main task is to design the software of measurement and control systems). This paper uses the virtual instrument technology to LabVIEW platform, combined with the supercharging pressure sensor characteristics, the development of a set of computer software testing system. And it also briefly describes the hardware composition of the supercharging pressure sensor test system and the relevant principles, for paving the way to the implementation of the future measurement and control system about the collocation between software and hardware.Specifically, this thesis work mainly in the following areas:1.brief introduction of virtual instrument technology with LabVIEW;2.brief introduction of supercharging pressure sensor;3.experimental platform based on LabVIEW supercharging pressure sensor hardware and software design;4.system tests and conclusions.KEY WORDS: supercharging pressure sensor, detect, LabVIEW, test, software design┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1课题的提出及意义 (1)1.1.1汽车电子技术的应用 (1)1.1.2发动机涡轮增压技术的应用 (2)1.2传感器检测试验台测控系统的发展状况 (3)1.3LabVIEW软件 (4)1.4增压压力传感器 (5)1.4.1增压压力传感器简述 (5)1.4.2增压压力传感器的工作原理 (6)1.5研究目的及主要工作 (7)第二章系统方案设计及试验台构成 (9)2.1测试系统要求 (9)2.1.1测试参数 (9)2.1.2测试功能 (9)2.2系统结构设计 (9)2.3试验台总体要求 (10)2.4试验台组成 (11)2.4.1空压机 (11)2.4.2真空泵 (12)2.4.3加压阀 (13)2.4.4降压阀 (15)2.4.5控制台 (16)2.5本章小结 (16)第三章试验台测控系统硬件设计 (17)3.1工业控制机 (18)3.2数据采集卡 (18)3.3接线端子 (20)3.4本章小结 (20)第四章试验台测控系统软件设计 (21)4.1测控软件基本功能 (21)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.2软件开发平台 (21)4.3主监控程序设计 (22)4.4前面板控件选择与布置 (23)4.4.1测量与显示控件 (23)4.4.2报警控件 (25)4.4.3输入控件 (27)4.4.4曲线生成控件 (28)4.4.5前面板总布置 (29)4.5后面板程序设计与布置 (30)4.5.1标准传感器输出电压生成程序 (30)4.5.2被测传感器输出电压生成程序 (31)4.5.3电压值检测指示灯程序 (32)4.5.4质量检测指示灯程序 (32)4.5.5绝对压力参数输入程序 (33)4.5.6信号生成图像程序 (34)4.5.7后面板程序总布置 (34)4.6本章小结 (35)第五章传感器的测试 (36)5.1被测传感器的质量检测 (36)5.2传感器特性曲线的生成 (41)5.3本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1课题的提出及意义1.1.1汽车电子技术的应用随着现代生活的快速发展，汽车已经成为人们生活中重要的一部分，并且成为我国乃至全世界的主要经济产业之一，汽车工业为人类社会的发展和经济建设做出了巨大的贡献。
温度自动控制系统及压力检测系统实验031130217一、实验目的和内容1.目的：理解计算机测控系统的一般构成，掌握计算机测控系统软硬件的一般设计方法。
通过实际应用，加深对Labview开发环境和实时控制的理解。
2.实验内容：I、温度控制：（1）开关控件设定自动控制、手动控制模式；（2）手动控制模式下，开关控件控制加热、降温，控件指示超温时报警；（3）自动控制模式下，数字设定详细的目标温度和阈值。
温度检测结果高于（目标温度+阈值）则降温，低于（目标温度-阈值）则加热。
不允许同时降温和加热，不允许频繁切换加热器工作状态；（4）控件显示当前温度以及温度随时间的变化曲线。
II、压力检测：（1）控件显示当前压力数值以及压力随时间变化曲线；（2）控件设置报警阈值。
超过阈值则报警灯变红。
III、界面设置包含参数设置、测量值处理和波形显示、控制量的输出显示等。
二、总体设计基于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0--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。
至于电压检测系统部分，只需将采集的电压值经过一个简单的数值转换即可得到相应的质量值，然后连接显示输出即可。
三、硬件设计1. 温度测量部分本系统主要是对外界温度实现数据采集与自动控制，其硬件组成由下图所示所示：它主要由温度测量电路、温度控制电路、一块基于PCI总线的多功能数据采集卡及相应的软件组成。
其工作过程如下：温度信号由集成温度传感器AD590转换为电压信号，AD590集成温度传感器把温度信号转化为电压信号后送至数据采集卡的A/D通道，电压信号通过数据采集卡进入计算机，计算机利用LabVIEW程序对输入的数据进行分析处理，对温度的高低进行自动控制，并将测量的温度结果显示出来。
基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统1. 系统简介基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统是一种用于实时监测和控制压力的自动化设备。
该系统采用先进的LabVIEW编程语言，通过各种传感器、执行器和控制器的组合，实现对压力的精确测量、控制和调节。
本文档将详细介绍系统的组成、工作原理、功能特点以及应用领域，以便用户更好地了解和使用该系统。
1.1 系统目标自动化测试流程：构建一套自动化测试流程，涵盖比例压力控制阀的初始化、功能测试、性能测试等各环节，降低人工操作带来的误差和不确定性。
精准的压力控制：利用LabVIEW的实时控制和数据处理能力，实现对比例压力控制阀精确的压力控制，确保测试结果的一致性和可靠性。
综合性能评估：系统不仅能够进行单一测试项目的评估，还能够综合分析比例压力控制阀的整体性能，包括响应速度、精度、稳定性等指标。
测试报告生成与数据管理：系统自动生成详细的测试报告，并存储所有测试数据，以便后续分析和管理。
通过构建数据库或数据管理系统，实现数据的长期跟踪和趋势分析。
友好的用户界面：采用直观的用户界面设计，使操作人员能够便捷地执行测试任务，降低操作难度。
可扩展性与可维护性：系统设计考虑模块化思路，确保系统的可扩展性和可维护性，以适应未来比例压力控制阀测试的新需求和技术更新。
安全性保障：确保测试过程中的电气安全、压力安全以及软件系统的稳定运行，避免意外事故的发生。
1.2 系统功能1比例压力控制：系统能够实现压力按照预设比例进行精确控制，确保测试过程中的精确性和可重复性。
实时监测与反馈：系统采用实时数据采集技术，对压力、流量等关键参数进行连续监测，并提供反馈信息，以便用户及时了解测试状态并作出相应调整。
数据记录与处理：系统自动记录测试过程中的各项数据，并提供方便的数据查看、分析和处理功能，以便用户更好地了解测试结果和优化系统性能。
自动化测试流程：系统支持自动化测试流程，可按照预设条件自动进行多次测试，减少人工操作，提高测试效率。
基于labview的压力采集系统目录第一章《测控系统综合设计》设计任务书 (2)第二章总体设计方案 (6)一、现代测控系统发展概述 (6)二、测控系统总体结构图 (8)三、压力传感器的发展与概述 (9)第三章系统硬件设计 (10)一、JLU-ELVIS型数据采集实验系统的介绍 (10)二、压力测量与处理的基本原理 (11)三、主要芯片的介绍 (12)四、传感器的选择 (13)第四章系统软件设计 (16)一、程序流程图的设计 (16)二、前面板的设计 (17)三、框图程序的设计 (19)第五章系统调试、运行以及结果 (35)一、程序调试 (35)二、运行以及结果 (36)第六章LabVIEW课程设计的心得体会 (37)参考文献 (39)第一章《测控系统综合设计》设计任务书题目：基于虚拟仪器技术的压力测量系统设计一、设计任务本课题所要求设计的基于虚拟仪器技术的压力测量系统的工作原理为：利用压力应变片，将所受的压力转换成电压信号。
当加在应变片上的压力变化时，应变片的阻值发生变化，桥式电路输出由此产生的电压信号。
首先，应设计硬件电路对该信号进行初步的调理包括空载调零和将信号进行两级放大，然后由NI ELVIS II数据采集平台提供的模拟输入通道送至计算机中，利用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW来开发系统软件，以实现对语音信号的采集、分析、处理与报表生成等。
并利用LabVIEW编写的软件系统对信号进行处理。
具体指标与要求如下：(一)硬件设计要求1、理解压力测量的原理，要求对压力应变片进行选型，对压力信号调理电路进行设计，说明其工作原理。
2、理解NI ELVIS II数据采集平台的工作原理，通过NI ELVIS II数据采集平台对压力信号及其调理电路出来的电压信号进行采集、分析与处理。
(二)软件设计要求要求采用状态机的软件设计结构来设计压力测量系统软件。
系统软件具有“系统初始化”、“系统等待”、“数据采集”、“报表生成”“打开报表”、“退出”等功能。
第1章绪论1.1论文背景随着天然气使用的普及，越来越多的天然气开始被应用于居民的生活以及各行各业的工作中。
随之而来的就是更多的天然气管道被铺设在城市以及工业现场。
天然气开始担任更多的关键角色，比如医院，工厂，学校的供暖设施，居民的日常生活等。
这就对供气站的供气质量提出了更高的要求。
当供气站的供气压力由于阀门堵塞而变的很小时，经过管道的运输减压，到达使用端时供气压力已经不能使天然气被正常使用了。
或则当高压段的阀门没有很好的减压，而使天然气在管道中以很高的压力来传输时，就有可能使管道爆破，而天然气又属于易燃易爆的气体，这样就会带来安全事故。
所以对供气站供气压力的检测是非常重要的。
天然气中转站图1-1一般分为高压中转站和中压中转站。
其中高压中转站一般设立在天然气被开采的那一端，它主要负责将天然气运输到各个城市。
中压中转站一般设立在大型医院，工厂或则居民区里，它主要负责将天然气运输到各个使用端口。
而压力记录仪一般就使用在天然气中转站中。
用来实时的监测管道的压力。
图1-1天然气中转站示意图一般我们是在供气站阀门的两侧来采集压力值，根据两侧的压力值来判断出当前阀门是否正常工作，再分别根据两侧的压力值来判断压力是否超出了标准范围，从而采取相应的措施。
所以为了保证天然气的供气质量，对压力的监测是非常重要的。
当供气压力不正常的时候，现场工人就能够及时的去调整减压阀门或则检查运输管道。
如上图所示，由高压侧运输过来的天然气首先经过中压进气阀门的调节，然后由过滤器过滤，由于运输过来的天然气里可能含有杂质，所以必须要经过过滤器来过滤杂质，否则，运输时间长了以后就有可能堵塞阀门或则管道，从而造成通气不畅。
在经过过滤器之后，就要由我们的压力检测设备来检测主调压阀之前的压力值了，进口的压力范围一般在0.02～0.8MPa，所以，在高压侧我们要采用一个量程大的压力记录仪P1，在经过主调压器之后，管道气体的压力范围一般在1.5～440KPa 之间，所以我们采用一个量程小的压力记录仪P2 来测量压力就行了。
现代检测技术综合设计报告课程设计题目：基于虚拟仪器的压力测量系统学院名称：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气12-1 姓名：杨育新学号12401170103同组者姓名：***师：**日期： 2014.06.09～2014.06.20目录一、任务书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1二、总体设计方案2.1 现代测控技术发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12.2 自动检测系统的原理框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2三、压力传感器3.1 传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.2 工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23.3 工作特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3四、硬件设计4.1 应变片的测量转换电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 4.2 电桥的放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.3 压力测量的总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5五、Labview软件设计5.1 程序流程图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5.2 前面板的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.3 实验框图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8六、调试情况及结论6.1 程序的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126.2 实验结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14七、课程设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14一、任务书用虚拟仪器Labview软件来编写压力测量系统。
现代检测技术综合设计报告课程设计题目：基于虚拟仪器的压力测量系统学院名称：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气12-1姓名：杨育新学号同组者姓名：指导教师：黄晶日期：～目录一、任务书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1二、总体设计方案2.1 现代测控技术发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12.2 自动检测系统的原理框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2三、压力传感器3.1 传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23.2 工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23.3 工作特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3四、硬件设计4.1 应变片的测量转换电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34.2 电桥的放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44.3 压力测量的总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5五、Labview软件设计5.1 程序流程图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.2 前面板的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65.3 实验框图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8六、调试情况及结论6.1 程序的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126.2 实验结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14七、课程设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14一、任务书用虚拟仪器Labview软件来编写压力测量系统。
一.引言虚拟仪器(Virtual工nstrument)是现代计算机技术和仪器技术完美结合的产物，是当今计算机辅助测试(CAT)领域的一项重要技术。
虚拟仪器利用加在计算机上的一组软件与仪器模块相连接，以计算机为核心，充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力提供对测量数据的分析和显示。
虚拟仪器打破了传统仪器功能为厂家定义，用户无法修改的模式，利用虚拟仪器，用户可以很方便地组建自己的自动测试系统。
电子仪器与计算机技术更深层次的结合产生了一种新的仪器模式:虚拟仪器(Virtual工nstr。
ment)。
虚拟仪器是指在通用算机上添加一层软件和一些硬件模块，使用户操作这台通用计算机就像操作一台自己专门设计的仪器一样。
虚拟仪器技术强调软件的作用，提出了“软件就是仪器”的概念。
它是电子测试与仪器领域中发展方兴未艾的技术，特别适用于现代越来越复杂的测试系统。
NI公司的LabVIEw是一套专为数据采集与仪器控制、数据分析和数据表达而设计的图形化编程软件。
它增强了用户在标准的计算机上配以高效经济的硬件设备来构建自己的仪器系统的能力。
将LabVIEW与一般的数据采集以及仪器设备加以组合，就可以设计出虚拟仪器，并将其应用于许多领域，而不像传统的仪器那样，受生产商所设计功能的限制。
LabvIEW提供一种像数据流一样的编程方式，用户只要连接各个逻辑框即可构成程序。
它的基本程序单位是v工。
LabvIEW通过图形编程的方法，建立一系列的VI，来完成用户指定的测试任务。
对于简单的测试任务，可由一个VI完成;对于复杂的测试任务，则可按照模块设计的概念，把一项复杂的测试任务变成一系列的子任务。
设计时，先设计各种VI以完成每项子任务，然后把这些VI组合起来以完成更大的任务，最后建成的顶层虚拟仪器就成为一个包括众多功能子虚拟仪器的集合。
使用传统的程序设计语言开发仪器系统存在许多困难。
开发者不仅要关心程序流程方面的问题，还必须考虑用户界面、数据同步、数据表达等复杂的问题，这些问题在LabVIEw中都迎刃而解了。
现代检测技术综合设计报告课程设计题目：基于虚拟仪器的压力测量系统学院名称：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气12-1姓名：杨育新学号 *********** 同组者姓名：***师：**日期：2014.06.09～2014.06.20目录一、任务书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1二、总体设计方案2.1 现代测控技术发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2.2 自动检测系统的原理框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2三、压力传感器3.1 传感器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.2 工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.3 工作特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3四、硬件设计4.1 应变片的测量转换电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 4.2 电桥的放大电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.3 压力测量的总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5五、Labview软件设计5.1 程序流程图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5.2 前面板的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5.3 实验框图的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8六、调试情况及结论6.1 程序的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 6.2 实验结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14七、课程设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14一、任务书用虚拟仪器Labview软件来编写压力测量系统。
要求如下：1、利用Labview和适当压力传感器设计一个压力测量系统2、系统包括：系统开关、当前测量值、超限报警3、压力测量上下限、压力变化趋势4、测量过程统计数据（平均值、标准差等）5、前面板登陆界面等二、总体设计方案2.1 现代测控技术发展概述近些年来，随着半导体、计算机技术的发展，新型或具有特殊功能的传感器不断涌现出来，检测装置也向小型化。
固体化及智能化方向发展，应用领域也越加宽广。
上至茫茫太空，下至海底、井下，大致工业生产系统，小至家用电器、个人用品，人们都可以发现自动检测技术的广泛应用。
现代测控系统大多以微型计算机为核心，能完成较高层次的自动化检测和控制，在不同程度上具有“智能”技术。
如基于网络的测控技术、基于虚拟仪器（VI）的测控技术、基于雷达与无线通信的测控技术，以及基于全球卫星定位系统（GPS）的测控技术等。
现代测控技术隶属于现代信息技术，是以电子、测量及控制等学科为基础，融合了电子技术、计算机技术、网络技术、信息处理技术、测试测量技术、自动控制技术、仪器仪表技术等多门技术，利用现代最新科学研究方法和成果，对测控系统进行设计和实现的综合性技术。
当前，检测技术的发展趋势主要体现在一下几个方面。
1、不断提高检测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性。
2、应用新技术和新的物理、化学效应，开拓检测领域。
3、发展集成化、功能化的传感器。
4、采用计算机技术，使自动检测技术智能化。
5、发展网络化传感器及网络化检测系统。
虚拟仪器融合了仪器仪表技术、计算机技术、高速总线技术以及图形软件编程等技术。
计算机在显示方式、存储能力、处理器性能、网络等方面的优势，使虚拟仪器具有多种优势。
测量精度高、速度快、可重复性好、系统组建时间短、测量功能易于扩展等优点，有最终取代大量的传统仪器成为仪器领域主流产品的趋势。
虚拟仪器是上世纪90年代初期出现的一种新型仪器，它将许多以前由硬件完成的信号处理工作交由计算机软件进行处理，这种测试仪器的硬件化功能软件化，给测试仪器带来了深刻的变化，因此虚拟仪器代表了当前测试仪器发展的方向之一。
虚拟仪器是在计算机的显示屏上虚拟了传统仪器面板的计算机化仪器，它尽可能多的将原来由硬件电路完成的信号调理和信号处理的功能，代替为计算机的程序来完成。
这种硬件功能能软件化，是虚拟仪器的一大特征。
操作人员在计算机的屏幕上利用指点设备操作虚拟的仪器，就像操作真实的仪器一样，完成对被测量的采集、显示、分析、处理、存储及数据生成。
其特点是在通过硬件平台确定后，可由软件而不是硬件来决定仪器的功能。
仪器的功能是用户根据需要由应用软件来定义的，而不是事先由厂家定义好了的。
因此用户不必购买多台不同功能的传统仪器，在现代测控应用中有着广泛的应用前景。
总之，自动检测技术的蓬勃发展适用了国民经济发展的迫切需要，是一门充满希望和活力的新兴技术，目前取得的进展已十分瞩目，今后还将有更大的发展。
2.2 自动检测系统的原理框图图2-1 自动检测系统原理框图其中，信号调理电路包括信号放大和滤波，其作用是对信号进行必要的调理。
三、压力传感器压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。
或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。
而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。
力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、谐振式压力传感器、压阻式力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器及电容式加速度传感器等。
下面就简单介绍一下该实验中所用到的电阻应变传感器的工作原理和工作特性。
3.1 传感器的选择现代传感器在原理和结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。
当传感器确定之后，与之相配套的测量方案和测量设备也就可以确定了。
在选择传感器时，我们所要考虑的因素是：根据测量对象与测量环境确定传感器的类型、灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性及精度。
综合上述考虑因素，本次课程设计我们选用电阻应变片来完成任务。
3.2 工作原理在了解电阻应变传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这一元件。
电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。
它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。
电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
通常是将应变片通过胶水粘贴在一个弹性体上，当弹性体手里发生变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生变化，从而使加在电阻两端上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路显示。
电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。
当被测物理量作用在弹性元件上时，弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化，通过转换电路将其转变成电量输出，电量变化的大小反映了被测物理量的大小。
电阻应变片的工作原理是导体或半导体材料在外界里的作用下，会产生及楔形变，其电阻值也将随着发生变化的现象，这种现象也叫做应变效应。
金属导体的电阻值可用下是来表示: 2r l A l R πρρ== （1） 式中：ρ——金属导体的电阻率（m cm /2⋅Ω）A ——导体的截面积（cm 2）l ——导体的长度（m ）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受到外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可以很容易的看出，其电阻值会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。
当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面积增加，电阻值则会减小。
只要测出加在电阻两端的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变。
3.3 工作特性电阻式应变片传感器的优点是精度高，测量范围广，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、繁体化和品种多样化。
它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱，但可采取一定的补偿措施，因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。
四、硬件设计4.1 应变片的测量转换电路金属应变片的电阻变化范围很小，如果直接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大，所以必须使用不平衡电桥来测量这一微小的变化量，将转换为输出电压U 0。
在不平衡电阻电桥中，可以用电阻传感器来代替某一桥臂的电阻，或某几个桥臂的电阻。
当电阻传感器的阻值有所变化时，电桥失去平衡，计算机可以依据电桥的输出电压来计算出被测值。
下图 为不平衡电桥的结构图：图4-1 不平衡电桥的结构设电桥的各臂的电阻分别为R1R2R3R4，它们可以全部或部分是应变片。
由于直流放大器的输入电阻比电桥电阻大得多，因此可将电桥输出端看成开路，这种电桥称为电压输出桥，输出电压U 0为:()()SU R R R R R R R R U 432142310++-= （2） 由上式可知，若R 1R 3=R 2R 4，则输出的电压必为零，此时电桥处于平衡状态，称为平衡电桥。
应变片工作时，其电阻变化R ∆，此时有不平衡电压输出：RR U U ∆=40 （3） 上式表明，若相邻两桥臂的应变极性一致，即同为拉应变或压应变时，实处电压为两者之差，若不同时，则输出电压为两者之和。
电桥供电电压U 越高，输出电压U 0越大，但是，当U 大时，电阻应变片通过的电流也大，若超过电阻应变片所允许通过的最大工作电流，传感器就会出现蠕变和零漂现象。
基于这些原因可以合理的进行温度补偿和提高传感器的测量灵敏度。
利用不平衡电桥来连接电路可以有效的进行温度补偿和提高传感器的测量灵敏度。
4.2 信号处理电路4.2.1 信号放大电路信号放大电路用于将传感器或经基本转换电路输出的微弱信号不失真地加以放大，以便于进一步加工和处理。
图4-2为差动减法放大电路，该电桥的放大电路由差动减法电路来实现，将单臂传感器的电阻变化转换成输出电压的变化。
