基于LabVIEW的温度测试系统

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。

引言随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术和现代测量技术的迅速发展，一种新型的先进仪器——虚拟仪器成为当前系统研究的热点。

虚拟仪器的出现开辟了仪器技术的新纪元，它是多门技术与计算机技术结合的产物，其基本思想逐步代替仪器完成某些功能，如数据的采集、分析、显示和存储等，最终达到取代传统电子仪器的目的。

虚拟仪器通过软件开发平台将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体，把计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理,并通过交互式图形界面实现系统控制和显示测量数据，并使用框图模块指定各种功能。

采用集成电路温度传感器和虚拟仪器方便地构建一个测温系统，且外围电路简单，易于实现，便于系统硬件维护、功能扩展和软件升级。

本设计利用LabVIEW作为语言开发平台，设计了一个温度控制系统，并利用计算机串口与下位机串行通讯，能实现温度的实时测量与控制。

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。

其优点是用户可以充分利用自己的计算机和仪器资源，且组建方便灵活、操作简单，曾是国际流行的自动测试系统。

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。

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计1. 概述实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备，可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。

本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。

2. 硬件设计2.1 传感器选择在实时温度采集系统中，传感器的选择十分重要。

常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

在本系统中，我们选择了DS18B20温度传感器，这是一种数字温度传感器，具有精确度高、精度稳定等特点，适合于实时温度采集系统的应用。

2.2 数据采集模块数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过接口与上位机进行通信。

在本系统中，我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块，它不仅具有良好的性能和稳定性，而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。

2.3 信号调理电路温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理，以提高系统的稳定性和准确性。

常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。

2.4 数据通信模块数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实时传输给上位机。

在本系统中，我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。

3. 软件设计3.1 LabVIEW界面设计LabVIEW是一种图形化编程环境，可以通过拖拽元件来组装控制面板和数据处理模块。

在本系统中，我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。

3.2 数据处理及算法设计在实时温度采集系统中，数据处理和算法设计是十分重要的部分。

根据采集到的温度数据，我们可以进行实时的数据处理、异常检测和报警等操作。

通过结合LabVIEW的图形化编程特点，我们可以方便地设计和调试各种数据处理算法。

4. 系统实施与测试根据以上的硬件和软件设计方案，我们可以开始进行系统的实施和测试工作。

首先，按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接，然后进行LabVIEW程序的开发和调试。

基于labview的温度监测系统设计任务书一、项目背景随着工业和生活水平的提高，对温度监测系统的需求日益增加。

温度监测系统是通过传感器对环境或物体的温度进行实时监测、采集和处理，以达到控制、报警、记录或调节的目的。

本项目旨在设计一套基于LabVIEW的温度监测系统，能够实现高精度、高稳定性的温度监测，并具有数据可视化、报警提示、远程监测等功能。

二、项目目标1.设计一套温度监测系统，能够实现对环境或物体的温度进行实时监测、采集、处理和显示。

2.实现对温度数据的实时监测和记录，能够生成温度曲线图，并具有数据查询、导出、打印等功能。

3.实现对温度数据的报警处理，能够根据设定的温度阈值进行报警提示，并具有报警记录和处理功能。

4.设计一套用户界面友好、操作简便的温度监测系统，能够实现远程监控和操作。

三、系统总体设计1.系统硬件设计：包括传感器、数据采集模块、数据处理模块、显示模块等。

2.系统软件设计：采用LabVIEW软件进行开发，包括数据采集、数据处理、数据显示、报警处理、远程监控等功能的实现。

3.用户界面设计：设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统，包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置等功能。

四、具体实施方案1.系统硬件设计：选择高精度、高稳定性的温度传感器，并通过数据采集模块进行数据采集和处理；数据采集模块采用高速ADC进行温度数据转换，并通过数据处理模块进行数据存储和处理；显示模块采用高清晰度显示屏进行温度数据的显示。

2.系统软件设计：采用LabVIEW软件进行开发，包括数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、报警处理模块和远程监控模块等功能的实现；利用LabVIEW的图形化编程和数据可视化功能，实现对温度数据的实时监测、记录、显示和分析。

3.用户界面设计：设计用户界面友好、操作简便的温度监测系统，包括温度曲线图显示、数据查询、报警设置、远程监控等功能的实现；实现对温度数据的可视化和直观显示，使用户能够方便地进行操作和管理。

基于labview的温湿度测试系统摘要虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。

计算机和仪器的密切结合是⽬前仪器发展的⼀个重要⽅向。

使⽤虚拟仪器⽤户可以通过操作显⽰屏上的“虚拟”按钮或⾯板，完成对被测量的采集、分析、判断、调节和存储等功能。

本⽂设计就是建⽴在VI基础上，在此平台上完成对温度和湿度的实时测量。

关键词：虚拟仪器；采集；VI；温度；湿度2正⽂2.1Labview简介LabVIEW是⼀种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语⾔的显著区别是：其他计算机语⾔都是采⽤基于⽂本的语⾔产⽣代码，⽽LabVIEW使⽤的是图形化编辑语⾔G编写程序，产⽣的程序是框图的形式。

与C和BASIC⼀样，LabVIEW也是通⽤的编程系统，有⼀个完成任何编程任务的庞⼤函数库。

LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串⼝控制、数据分析、数据显⽰及数据存储，等等。

LabVIEW也有传统的程序调试⼯具，如设置断点、以动画⽅式显⽰数据及其⼦程序（⼦VI）的结果、单步执⾏等等，便于程序的调试。

虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。

计算机和仪器的密切结合是⽬前仪器发展的⼀个重要⽅向。

粗略地说这种结合有两种⽅式，⼀种是将计算机装⼊仪器，其典型的例⼦就是所谓智能化的仪器。

随着计算机功能的⽇益强⼤以及其体积的⽇趋缩⼩，这类仪器功能也越来越强⼤，⽬前已经出现含嵌⼊式系统的仪器。

另⼀种⽅式是将仪器装⼊计算机。

以通⽤的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。

虚拟仪器主要是指这种⽅式。

下⾯的框图反映了常见的虚拟仪器⽅案。

虚拟仪器的主要特点有：尽可能采⽤了通⽤的硬件，各种仪器的差异主要是软件。

可充分发挥计算机的能⼒，有强⼤的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。

⽤户可以根据⾃⼰的需要定义和制造各种仪器。

基于labview的温度监测系统设计任务书基于LabVIEW的温度监测系统设计任务书:1. 任务概述本任务旨在设计一个基于LabVIEW的温度监测系统,能够实时监测传感器输出的温度数据,并能够进行数据采集、处理、存储和实时显示。

该系统将使用一个传感器、一个数据采集模块和一个图形化用户界面,以实现对温度的监测和控制。

2. 系统功能2.1 数据采集该系统将使用一个温度传感器来采集温度数据。

传感器将实时输出温度值,并将其发送到数据采集模块。

数据采集模块将接收传感器输出并将其转换为数字信号,以便在图形化用户界面中进行显示。

2.2 数据处理数据采集模块将接收传感器输出并将其转换为数字信号。

这些数据将存储在一个数据库中,以便进行后续分析和处理。

数据处理模块将使用SQL语言或其他数据库技术来访问数据库,并提取所需的数据。

2.3 实时显示系统将使用图形化用户界面来实时显示温度数据。

用户将能够通过拖拽和放置控件来自定义用户界面,并使用控件来实时监测温度数据。

2.4 控制系统将使用LabVIEW编程语言来控制系统的运行。

用户可以通过编程来设置温度传感器的阈值、设定温度报警阈值等,以便对系统进行控制。

3. 系统硬件3.1 传感器该系统将使用一个温度传感器来采集温度数据。

传感器将实时输出温度值,并将其发送到数据采集模块。

3.2 数据采集模块该系统将使用一个数据采集模块来接收传感器输出并将其转换为数字信号。

数据采集模块将具有多个输入端口,以满足不同的温度传感器输出。

3.3 图形化用户界面该系统将使用图形化用户界面来实时显示温度数据。

用户将能够通过拖拽和放置控件来自定义用户界面,并使用控件来实时监测温度数据。

4. 系统软件4.1 LabVIEW编程语言该系统将使用LabVIEW编程语言来控制系统的运行。

用户可以通过编写程序来设置温度传感器的阈值、设定温度报警阈值等,以便对系统进行控制。

4.2 数据库技术系统将使用SQL语言或其他数据库技术来访问数据库,以提取所需的数据。

缮塑．璺凰基于LabV I E W的温度试验设备自动测试系统李达-李成z(1．邯郸市计量测试所，河北邯郸056002；2．东北电子技术研究所，辽宁锦州121000)脯蜀针对温度试验设备自带的温度监测仪的功能限制，设计了一种基于虚拟仪器的温度试验设备自动测试系统，采用四线制Pt l00,铂熟电阻作为温度传感器，通过移动计算机k运行的虚拟仪器程序，实现34970A多通道教据采集／开关单元的控制，可方便的应用于各类温度试躺殳备的测试与测量，具有操作简便、便携、精度高等特点。

鹾冀爨司La bvl EW；虚拟钗器；教据采集在产品的科研、生产或试验过程中，产品的温度实验往往是一个必不可少的步骤。

温度试验设备广泛应用于各类工厂、科研院所的温度实验。

在某些实验项目中，需要在～个很长的时间周期试验过程中，对产品本身的温度适应性和实际试验环境的温度变化情况进行记录。

而温度试验设备自带的温度记录仪的功能往往比较简单，不能对试验过程中的温度变化情况进行实时的连续长时间的记录，也不具备事后分析功能。

为此，设计了—种便携式的温度试验设备自动测试系统以解决上述问题，同时更方便的实现对温度实验设备现场测试。

1系统组成及功能系统g--3：虚拟仪器技术，通过G PIB总线与A gl i l ent34970A多通道数据采集／开关单元相连接，利用N I公司的LabV l E W图形化编程环境进行编程，实现对34970A多通道数据采集，开关单元的控制，完成数据采集和记录，并可通过打印机打印出测试记录。

测试系统主要由便携式计算机、A gl i l ent34970A多通道数据采集／开关单元、A gl i l ent34901A多通道转换器模块、温度传感器、G P I B 电缆和打印机组成，其中G PI B电缆选用A gi l ent82357A高速U SB t o G P I B的接口电缆，其标配的G PIB接口具有工业标准的程序库，同时也可采用N I公司的V IS A库进行驱动。

嘉应学院电子信息工程学院
实验报告
实验课程：虚拟仪器设计与应用 2012～2013学年第二学期
专业自动化
班级
姓名
学号
任课教师
2013年4月
实验时间2014-03-19 实验地点工A512 实验成绩
实验名称：温度采集系统与关键字索引匹配系统的建立
所使用的工具软件及环境：PC、LabVIEW软件2013
一、实验目的：
1.建立温度检测系统，对温度进行实时采集与显示;
2.掌握循环结构、数学函数、时间结构、顺序结构、对话框、公式节点的综合使用；
二、实验内容：
建立用户温度监测系统，要求对温度进行实时采集、实时温度、具有华氏、摄氏显示功能、中途暂停等功能、温度报警记录功能
三.程序及运行结果：
温度采集与显示模块温度超限报警模块
采集进度与采集次数模块温度上限调节模块
温度实时显示模块温馨提示模块
开始采集按钮与暂停采集按钮模块前面板保护模块
总的程序框图
程序最终界面
四、回答问题和收获体会：
1、通过这次实验，我学会了如何去综合应用各个结构，事件结构，条件结构，还有循环结构；
2、通过这次实验，我更加深入的了解了如何用LabVIEW如编写一个实用的程序，体验到了编程的乐趣。

任课教师签名。

LabView 温度采集系统090411416 李向龙摘要:虚拟仪器最为检测技术的一个分支, 进入新世界后, 在国内得到了快速的发展。

它可以利用计算机显示器的强大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。

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。

采用虚拟仪器将会使工作大大简化, 本设计用 LabView 软件在 PC 机上编程实现多点温度采集、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1 设计思想该系统的功能框图如图 1所示。

图 1 系统功能框图本温度采集系统的设计采用软件代替 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图 2所示。

在框图程序中设定温度计范围为 0到 100,在前面板窗口中放入竖直开关控制器以选择显示华氏还是摄氏温度。

图 2 温度计程序图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。