基于LabVIEW的低温监控系统设计.doc

毕业设计(论文)基于LabVIEW的低温监控系统设计系 别自动化工程系专 业测控技术与仪器学 号5061017姓 名王广军指导教师马淑华 2010年6月15日 东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第68 页基于LabVIEW的低温监控系统设计摘 要随着微电子技术、计算机技术、软件技术以及网络技术的高度发展,电子测控技术与仪器在许多方面已经冲破仪器的概念。在这种背景下，八十年代末美国成功开发了图形化的计算机语言LabVEIW。图形化编程开发平台的特点是基于通用计算机等标准软硬件资源，实现构建灵活、层次体系明晰、功能强大且人机界面友好。因此在国内外许多测控应用中被广泛采用，但目前用LabVEIW实现的应用大多是基于单机运行的LabVIEW虚拟仪器程序。 本论文介绍了深冷环境中多个任务的实时监控系统。系统采用分布式控制系统结构，将人机交互、数据采集等任务和控制任务分别交由现场仪表和上位机完成。该监控系统是在LabVEIW平台上开发，实现了友好的人机交互，简单直观的现场数据监控，快速便捷的数据显示处理等功能。本论文系统深入地研究了LabVEIW的数据采集与监控功能。系统分析了低温监控系统的参数采集，与控制输出的特点，并设计了相应的LabVIEW程序。程序经过现场调试、运行结果表明本系统运行正常并便于用户操作。关键词: 深冷环境、LabVEIW、串口通讯、DAQ数据采集、多任务LabVIEW-based design of low temperature monitoring system Author Wang Guang junTutor Ma Shu huaABSTRACT With the high development ofmicroelectronics，computer technology software technology and network technology，the electronic Control Technology and Instrument has been broken the concept of instrument in many ways. In this context, the late eighties the United States has developed a graphical computer language LabVEIW. The feature of graphical programming development platform is based on criteria such as general computer hardware and software resources,flexible implementation,clear level system,powerful and friendly interface. Therefore, it has been widely used many measurement and control applications at home and abroad,but at present many of the application achieved with of LabVEIW are LabVIEW virtual instrument program running on the single computer.This paper describes the real-time monitoring system of multiple tasks in the cryogenic environment.System uses distributed control system architecture. The Human-computer interaction task,tasks such as data acquisition and control taskswere completed by field Instruments and the host computer. The monitoring system is developed in LabVEIW platform to achieve a friendly human-computer interaction, simple and intuitive on-site data monitoring, fast and convenient data processing functions.This paper studies in depth LabVEIW system of data acquisition and monitoring. System parameters of the low temperature monitoring system acquisition, and control output features, and design the corresponding LabVIEW program. Program debugging through the site, the results show that the system is running properly and user-friendly.Key Words: Cryogenic environment, LabVEIW, serial communications, DAQ data acquisition, multi-task目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题的研究目的及意义11.2 课题的国内外研究现状21.3 课题研究的主要内容42 系统的总体设计52.1 系统要求52.2 系统设计思路62.3 系统设计方案62.4 系统组成102.4.1系统的硬件组成102.4.2系统的硬件简介112.4.3系统的软件组成213 系统通讯接口设计233.1 AI系列串口通讯233.1.1 计算机和多台AI-501仪表的硬件连接233.1.3 AI仪表通讯程序253.2 远方功率计串口通讯293.2.1 计算机和PF9808B的硬件连接303.2.2 远方功率计(PF9808B)通讯程序313.3 NI板卡DAQ通讯353.3.1 计算机NI DAQ采集卡的硬件连接353.3.2 NI板卡通讯程序363.4 智能程控电源串口通讯413.4.1 计算机和智能程控电源的硬件连接413.4.2 智能程控电源通讯程序424 LabVIEW系统软件设计474.1 软件开发平台介绍474.2参数采集部分504.2.1 AI仪表采集处理504.2.2 功率计采集处理514.2.3 NI板卡采集处理544.3电源与控制部分设计574.3.1 电源信息采集处理574.3.2 电源输出控制585 运行测试615.1 AI仪表采集测试615.2 功率计采集测试615.3 NI板卡采集测试635.4 智能程控电源监控测试64结 论66致 谢67参考文献68附 录69附录A 图形语言程序69附录B 英文资料73附录C 现场照片791 绪论1.1 课题的研究目的及意义温度降低，物质的物理性质将发生变化，提供了研究物性的新手段和新技术，进一步揭开物质世界的奥秘，低温物理已成为物理学科的一个重要分支。低温技术在其它领域也获得了重要的应用，如空间技术使用低温技术来获得火箭燃料液氢、液氧，用低温技术模拟宇宙空间的真空和低温环境，以便进行太空模拟试验，用低温技术可较长时间保存人体或生物的活组织，为医学、生物等领域的研究开辟了新的途径。而低温环境，尤其是深冷环境的产生过程中，压力、温度等过程参数的检测极为重要。其中，过程参数是工业生产和科学研究实验中的一种非常重要的参数，物体的许多物理现象和化学性质都与它们有关，许多生产过程都是在一定的参数范围内进行的，需要测量和控制的场合极其广泛。目前的过程参数测量控制系统一般使用的都是传统仪器，传统仪器的功能都是通过硬件或者固化的软件来实现的。这种框架结构决定了它只能由仪器厂家来定义、制造，而且功能和规格一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。 随着科学技术的进步，计算机技术的飞速发展，传统仪器己经不能适应现代监测系统的要求，美国国家仪器公司(National Instruments，简称NI)率先提出虚拟仪器(Virtual Instrumentation)的概念，它彻底打破了传统仪器由厂家定义生产，用户无法改变的模式，从而使测控仪器发生了一场巨大的变革。20世纪90年代初在我国兴起对虚拟仪器的开发和应用，现在已进入航空、航天、通信、医疗、电力、石油勘探、铁路等行业，并得到了广泛的应用，未来市场潜力巨大。虚拟仪器是当前测控领域的技术热碑点，它代表了未来仪器技术的发展方向。虚拟仪器是通过应用程序将通用计算机与功能模块硬件结合在一起的一种全新的测控仪器系统。用户通过显示器友好的图形界面操作计算机，完成对被测量的数据采集、分析、处理、显示、存储等整套测试工作，如同操作一台自行定义与设计的专用传统仪器一样。虚拟仪器与传统仪器比较，它具有所需的硬件较少、购置费用低、可重复利用;仪器的关键在软件、可自行定义、技术更新非常快、开发与维护费用较低、系统开放、方便与外设、网络连接等一系列的优点。因此虚拟仪器技术备受各国关注，近十年来，虚拟仪器在国际上发展一1卜常迅速，在发达国家应用已经十分普及，被广泛应用于测量、监控、电信及教育等各个领域，目前正朝着总线与驱动程序标准化;硬、软件模块化，硬件模块即插即用;软件编程平台图形化、通用化、智能化和网络化方向发展。传统的测控仪器是以单台仪器独立工作、手工操作、人工判断和记录分析信息为基本设计思想的，因此每台仪器的功能及使用范围是固定的、不可改变的，每台仪器的测试信息是彼此孤立的、不开放的。而当前工业的发展对测控仪器提出的要求越来越高，不但要求仪器能够完成实时在线测试，而且还希望其能够适应多种多样的使用要求，建立起一个可掌握生产过程信息资料，并能以监测、分析、优化和控制等手段为及时的人工决策和控制提供依据的测控系统。系统费用应满足用户的实际情况，并且系统功能能随未来企业发展的需要方便地提升和扩充，保障己有投资。由此可以看出，测控领域主要面临的几大问题:(1)产品更新换代的速度太快，监控系统的兼容性较差;(2)难以满足用户不同层次和不断变化的要求;(3)对测控系统集成入网、并能通过网络访问和交互的需求日益迫切。目前，电子测量仪器发展中出现的虚拟仪器概念己经逐步被很多领域所接受，对实现柔性的测控系统具有明显的推动作用。利用现有的计算机，加上适当的仪器硬件和应用软件(如LabVIEW)构成虚拟仪器，使其既具有传统仪器的基本功能，又能让用户根据自己的需求变化随时定义，实现多种多样的应用要求。虚拟仪器不但灵活可变、功能强大，而且使用简单方便，便于技术升级更新，系统的使用和维护费用极低，同时具有极高的可靠性。1.2 课题的国内外研究现状目前国内对低温循环的监控多由现场仪表人工监控或者由上位机的VB等程序监控，不便于修改及阅读。与虚拟仪器相比有一定差距。虚拟仪器目前在国外发展得非常快，以美国国家仪器公司(NI公司)为代表的一些厂商己经在市场上推出了基于虚拟仪器技术而设计的商品化仪器产品。在美国虚拟仪器及其图形编程语言，己经作为各大学理工科学生的一门必修课。美国斯坦福大学的机械工程系要求三、四年级的学生在做实验时应用虚拟仪器进行数据采集和实验控制。近年来，世界各国的虚拟仪器公司开发了许多虚拟仪器开发平台软件，以便使用者利用这些公司提供的开发平台软件组建适合自己的虚拟仪器或测试系统，并编制测试软件。最早和最具影响力的开发软件，是NI公司的LabVIEW和Labwindows/CVI。 LabVIEW采用的是图形化编程方案，是非常实用的开发软件;Labwindows/CVI是为熟悉C语言的开发人员设计的、在Windows环境下的标准ANSIC开发软件。除了上述的几种开发软件之外，美国HP公司的HP-VEE和HPTIG软件，美国Tektronix公司的Ez-Test和Tek-TNS软件，以及美国HEM Data公司的Snap-Master软件，也是国际上公认的优秀虚拟仪器开发软件。当今虚拟仪器的系统开发采用的总线包括GPIB通用接口总线、传统的RS-232串行总线、PXI总线、VXI总线，以及己经被PC机广泛采用的USB总线和IEEEI394总线。世界各国的公司，特别是美国的NI公司，为使虚拟仪器能够适应各种总线的配置，开发了大量的软件以及适应要求的硬件，可以灵活地组建各种不同复杂程度的虚拟仪器自动测控系统。虚拟仪器的开发厂家，为了扩大虚拟仪器的功能，在测量结果的数据处理、表达模式及其变换方面也做了许多工作，发布了各种软件，建立了数据处理的高级分析库和开发工具库(例如测量结果的谱分析、傅立叶变换、各种数字滤波器、卷积处理和相关函数处理、微积分、峰值和闽值检测、波形发生、回归分析、数值运算、时域和频域分析等)，使虚拟仪器发展成为能够组建极为复杂自动测试系统的仪器系统。在国内己有部分院校的实验室引入了虚拟仪器，包括复旦大学、上海交通大学、东南大学、华中科技大学、四川大学等。近几年来这些学校在原有的基础上，又开发了一批新的虚拟仪器系统用于科研和教学。其中，四川大学的教师基于虚拟仪器的设计思想，研制了“航空电台二线综合测试仪”将8台仪器集于一体，组成虚拟仪器系统，使用灵活方便。清华大学汽车系利用虚拟仪器技术构建的汽车发动机检测系统，用于汽车发动机的出厂检验，主要用于检测发动机的功率特性、负荷特性等。此外，国内己有几家企业正在研制PC虚拟仪器，哈工大仪器电子有限责任公司就是其中之一，其主要产品有任意波形发生器及频率计系列、数字存储示波器系列、多通道大容量波形记录仪系列等。国内专家预测:未来几年内，我国将有50%的仪器为虚拟仪器。国内将有大批企业使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行实时检测。随着微型计算机技术的发展，虚拟仪器将会逐步取代传统仪器而成为测试仪器的主流。虚拟仪器技术的提出与发展，标志着三十一世纪自动控制与电子测量仪器领域技术发展的一个重要方向。1.3 课题研究的主要内容本文以低温循环和监控系统为研究对象，针对温度压力等过程参数，在多种采集手段的基础上，主要对基于LabVIEW的低温监控系统进行了研究。本文主要进行了以下几方面的工作： (1)论述了低温监控系统的课题目的及意义，低温监控系统的国内外发展概况及本论文的主要内容。详细介绍了虚拟仪器技术的概念、特点和体系结构，虚拟仪器开发软件LabVIEW及图形化编程语言LabVIEW的特点及应用现状。(2)介绍了系统的总体设计，包括系统要求、设计思路、设计方案和系统组成等，详细介绍了系统的软硬件组成。 (3) 详细介绍了AI仪表、远方功率计、NI板卡和智能程控电源的通讯接口设计。(4) 详细介绍了系统的软件设计。(5)介绍系统的调试。 (6) 对所做工作进行了总结，对未来的研究作了展望。 2 系统的总体设计本章主要介绍本系统的总体设计包括系统要求，设计思路，设计方案，系统组成等内容。2.1 系统要求低温监控系统的设计要求：(1)温度测量范围10K300K，电压测量范围15MPa。(2) 能够将5块AI-501仪表采集的温度传感器和压力传感器的温度压力数据读回上位机，实时显示温度、压力波形和当前的温度压力数值，对采集的数据进行保存，并便于以后的数据查看和数据分析、处理。(3) 能够将远方功率计(PF9808B)采集的深冷循环系统的电压、电流、频率、功率和功率因数等电参数读回上位机，实时显示电压、电流、频率、功率、功率因数能耗等电参数的波形和当前数值，对读回的数据进行保存，并便于以后的数据查看和数据分析、处理。(4) 能够将NI9211和NI9201DAQ板卡采集的温度传感器和压力传感器的参数读回上位机，将对应的参数转换为所需的温度和压力，对温度和压力参数进行实时的波形和当前值显示，对温度和压力参数数据进行保存，并便于以后的数据查看和数据分析、处理。(5) 能够控制为深冷循环系统供电的智能程控电源，在上位机启动，停止，改变输出电压，改变输出频率，幅值、频率和等待时间可控的软启动和幅值、频率和等待时间可控的软停止，读回智能程控电源的电源状态、电压、电流、功率、能耗、功率因数，实时显示电源状态，实时显示电压、电流、功率、能耗、功率因数等参数的波形和当前值，对读回的数据进行存储，并便于以后的数据查看和数据分析、处理。(6)整个系统的程序界面应直观，简洁。(7)程序应直观易懂，操作简单，便于用户修改功能。(8)满足系统运行的其他要求。2.2 系统设计思路知己知彼、百战百胜，要想设计的系统满足低温监控系统系统要求，必须对系统进行全面细致的了解。为此我做了以下几个方面的工作：(1)了解低温系统的控制原理，深冷循环的技术，并在此基础上进行了初步的方案设计。(2) 收集AI-501型仪表的资料，认真学习并掌握AI-501型系列仪表的工作原理，数据传递，通信协议，硬件连接等方面的内容。总结出：AI-501型系列仪表要通过现场网络，由串口接入计算机，并且通讯命令较为简单。(3) 收集远方功率计(PF9808B)的资料，认真学习并掌握远方功率计的工作原理，数据格式，数据传递，通信协议，控制命令和硬件连接等内容。总结出：远方功率计的数据格式有点复杂应该仔细处理，通信命令格式多样并且要求严格，要通过串口与上位机连接。(4) 收集NI数据采集的资料，认真学习并掌握NI9211和9201板卡的工作原理，数据采集原理，数据格式，通信协议，硬件连接等内容。总结出：系统的NI9211和NI9201采用的是USB连接，应该通过NI CompactDAQ机箱cDAQ-9174由USB口与上位机进行连接，NI9211采集的温度可以直接处理，NI9201采集的信号为压力传感器的电压信号需要进行变换转换为压力信号进行处理。(5) 收集智能程控电源的资料，认真学习并掌握智能程控电源的工作原理，控制方式，控制命令，通信协议和硬件连接等内容。总结出：电源的控制命令格式简单，便于控制，要通过串口与上位机进行连接。(6)整体把握低温循环系统的基本工作原理。(7)对能实现系统要求的方法进行了解。2.3 系统设计方案在监控系统方面使用较多的是VB语言程序、Delphi语言程序和LabVIEW虚拟仪器程序。下面针对几个方案进行分析：方案一：使用VB语言程序实现使用VB实现，串口通讯，数据采集，数值显示和数据存储等方面都可以实现。但是不能对波形进行显示，对于NI9211和9201的采集很难实现。另外VB程序完成后非专业用户很难进行修改，而且修改的工作量较大，不便于用户自己随要求变化而改进程序。VB采集功率计的程序界面如图2.1，2.2和2.3。方案二：使用Delphi语言程序实现使用Delphi实现，串口通讯，数据采集，数值显示，状态显示，电源控制等方面都可以实现。但是不能对波形进行显示，对于NI9211和9201的采集很难实现。另外Delphi程序完成后对于非专业用户同样很难进行修改，即使是专业人员修改的工作量也较大，不便于用户自己随要求变化而改进程序。Delphi控制智能程控电源的程序界面如图2.4。方案三：使用LabVIEW虚拟仪器实现使用LabVIEW，利用其专门的VISA串行通讯模块可以很方便的实现串口通讯，数据读取，并且LabVIEW擅长实时波形，当前数值等的显示。另外，LabVIEW中有用于NI采集板卡通讯的DAQ模块，利用DAQ助手可以很方便的实现对NI板卡数据读取等操作，数据存储等都可以实现。由于LabVIEW是G语言，界面直观，功能模块完善，操作简便，便于用户自己对应用程序进行修改，而且修改相当简便，无需关注底层的操作只需更改几个模块就可实现其他功能，基本可以做到所见即所得。LabVIEW的NI板卡的监控面如图2.5。经过以上分析：方案一和方案二虽然都可以实现一些功能，但是距离系统设计要求还有一定的距离，方案三完全符合系统设计要求，并且可以进一步扩展功能，决定选用方案三，使用LabVIEW完成低温监控系统。图2.1 VB环境的功率计采集程序代码图2.2 功率计的VB程序界面图2.3 功率计的VB程序运行界面图2.4 智能程控电源的Delphi控制程序图2.5 LabVIEW的NI板卡监控界面2.4 系统组成本系统组成分为两个方面：硬件组成，软件组成。2.4.1系统的硬件组成系统主要由上位机，AI系列仪表，远方功率计，NI板卡，智能程控电源组成。系统框图如图2.6RS232cUSBRS232c上位机(可分为采集和电源控制两个)AI系列仪表远方功率计(PF9808B)温度压力传感器NIcDAQ9174(9211、9201)智能程控电源负载压缩机温度压力传感器低温制冷循环系统图2.6 系统硬件框图2.4.2系统的硬件简介本系统硬件由五块AI系列仪表，一个远方功率计，两块NIDAQ板卡，一台智能程控电源以及上位机组成。上位机即为普通PC机，不作重点介绍。下面对系统采用的测量仪表进行简单介绍。 (1) 本设计采用的是厦门宇电公司生产的Al-501 型测量显示报警仪表。系列产品如图2.7.。图2.7 501型系列产品示意图Al-501 型测量显示报警仪表的特点如下：可编程模块化输入规格，可支持多种热电偶、热电阻、电压、电流及二线制变送器输入；适合温度、压力、流量、液位、湿度等多种物理量的测量与显示：测量精度高达 0.3 级。采用双显示器面板，设置参数及报警值时更方便直观，并可选择多种面板外型尺寸。支持多达四路报警功能及继电器输出，可任意指定上限或下限报警。具备数字校正、数字滤波及热电偶冷端自动补偿功能，免维护且使用方便。支持 RS485 通讯接口功能，安装 S 或 S4 通讯模块可与上位机通讯，通讯协议与 AI 系列仪表兼容。支持温度变送输出功能。 100240V 全球范围使用的开关电源。AI系列仪表具备16位的求和校正码，通讯可靠,支持1200，2400，4800，9600，19200等多种波特率,并且将上位机访问一台仪表的平均时间缩短到0.1秒以下仪表允许在一个RS485通讯接口上连接多达101台仪表（为保证通讯可靠，仪表数量大于台时需要加一个RS485中继器）。 (2) 本系统中的远方功率计为型号为PF9808B的电参数测量仪（数字功率计）。PF9808B电参数测量仪DIGITAL POWER METER（ INTEGRATOR MODEL）远方 PF9808B 电参数测量仪(国际通用名：Digital Power Meter,简称 DPM)。功率计的系统构造和原理框图如图2.8和2.9。打印接口GPIB接口RS-232-C接口电流输入电压输入电压输入PF9808B电参数测量仪电流输入电压互感器电流互感器待 测设 备EUT电脑电脑打印机图2.8 PF9808B的系统构造框图微型计算机输入部分S/HA/DS/HA/D过零检测锁相环CPU键盘显示器控制E2PROMROMRAM总线计数器显示器键盘RS232GPIB打印接口图2.9 PF9808B的原理框图 仪器主要由输入(电压输入和电流输入电路)、微型计算机、显示和接口部分组成。 在电压输入电路中，输入电压经分压器后进行程控放大，经采样保持器后送入A/D转换器。在电流输入电路中，取样电流传感器将电流信号转换为电压信号进行程控放大后，经采样保持器后送入A/D转换器。电压和电流信号经过取样、放大后经采样保持器送至A/D转换器，电压和电流信号就被转换成数字信号并送给微型计算机，通过计算得出电压真有效值(URMS)、电流真有效值(IRMS)、有功功率(P)和功率因数(PF)。根据电压、 电流的波形， 仪器还可测电压、 电流的频率， 基频测量范围为45Hz到65Hz的交流电压、电流信号，带宽为5kHz。电能积分功能。该功能是对有功功率进行积分以测量一段时间内所消耗的能量，即使积分正在进行中，除积分值(kWh)和积分时间（TIME）外，其它的所有测量值和计算值也都能显示。通讯功能。该功能可实现上位机控制PF9808B进行电能积分及传送测量数据至上位机，且使用远方RS标准仪器箱作为通讯中继器，可实现一台上位机与多台PF9808B进行多机通讯。仪器配置有RS-232-C接口，允许通过控制器如个人计算机进行远程控制，控制仪器测量、传输数据。(3)NI采集板卡 本文采用的是NI的NI USB 9211和NI USB 9201板卡分别用来采集温度和压力。NI9211板卡简介图2.10 NI9211外形示意图9211板卡是4通道热电偶输模块，NI 9211带有10端子可拆卸式螺栓端子连接器，可连接 4个模拟输入通道。图2.11 NI9211端子示意图I 9211可连接热电偶输入信号。热电偶正极连接TC+端子，热电偶负极连接TC端子。不确定热电偶正负极的情况下，可查看热电偶说明文档或热电偶绕线盘。如使用屏蔽式电缆，需将屏蔽层一端连至COM端子。在模块内部，4个COM端子连至模块的隔离参考地。图2.12为典型屏蔽端接线示意图。图2.12带屏蔽的热电偶输入信号与NI 9211连接图NI 9211的各通道共地，该公共地与系统中的其它模块相隔离。每个通道经滤波后，由一个 24位的模数转换器(ADC)对其采样。每个通道还带有一个开路热电偶检测 (OTD)电路，由TC+ 和TC端子间的电流源组成。通道连接开路热电偶时，电流源将把端子间电压强制为满量程电压值。图3.11为NI 9211某通道电路的示意图。图2.13某通道的输入电路每个通道均带有在TC+ 至COM端子以及TC至COM端子间产生输入阻抗的电阻。对于多数应用，热电偶源阻抗引起的增益及偏置误差可忽略不计。具有较高导线阻抗的热电偶可引入更多误差。 输入特性如表2.1 表2.1 NI9211的输入特性通道数.4个热电偶通道， 1个内部归零通道， 1个内部冷端补偿通道。ADC分辨率24位ADC类型Delta-Sigma采样模式扫描电压测量范围80 mV温度测量范围工作温度范围由 NIST定义（J, K, T, E, N, B, R和S型热电偶）转换时间单个通道 70 ms，所有通道（包括自动归零和冷端补偿通道）总共 420 ms。共模电压范围通道-COM1.5 VCOM-地250 V共模抑制比（0-60Hz）通道-COM95dBCOM-地170dB输入带宽（-3dB）15Hz噪声抑制85dB最小值（50/60Hz）过压保护任意输入至COM，30 V差分输入阻抗20 M输入电流50 nA输入噪声1 Vrms增益误差25 C时，最大值为0.05%, 4070 C时，常规值为 0.06%，最大值为 0.1%偏置误差（开启自动归零通道）15 V 常规值， 20 V 最大值增益误差来源源阻抗源阻抗 50 时，每增加1 ，误差增加 0.05 ppm偏置误差来源源阻抗源阻抗 50 时，每增加1 ，误差增加 0.05 V（常规值）， 0.07 V（最大值）冷端补偿传感器精度0 70 C0.6 C 常规值； 1.3 C最大值4070 C1.7 C，最大值MTBF25 C时， 633012小时； Bellcore Issue 2, Method1, Case 3, Limited Part Stress Method温度测量精度：测量敏感度（传感器能够检测到的最小温度变化。它是噪声的函数。该值是假定使用标准热电偶传感器的全测量量程，符合 ASTM E230-87。）表2.2测量敏感度 开启自动归零通道J, K, T, E和 N型0.07 CB型0.25 CR和S型0.60 C关闭自动归零通道J, K, T, E和 N型0.05 CB型0.20 CR和S型串口目录下，包含串行通信所需的集成模块。串口初始化函数如图3.7用到的模块为VISAConfigureSerialPort用于初始化所选择的串行口。其中串口选择用于选择所用到的串行口，PC机中常用到的串口号分别用COM1和COM2表示。Flowcontrol用于设置握手方式，buffersize用于设置缓冲区的大小。Baud:ate，databits，Stop bits，parity分别用于设置串行通信的波特率，数据位长度，停止位长度，校验方式。图3.8 串口配置子VI本设计中VISA资源名称根据所用串口可选，波特率为9600bit/S，数据位(数据比特)为8位，奇偶校验为无(没有用到奇偶校验)，停止位为2位，没有用到流控制，启用终止符设为False(否) 否则在读到回车字节的时候会中断读串口数据。(2) 往串口写入读取型号特征的命令：串口初始化完毕后向串口中写入读取型号特征的命令。AI仪表采用16进制数据格式来表示各种指令代码及数据。AI仪表软件通讯指令经过优化设计，只有两条，一条为读指令，一条为写指令，两条指令使得上位机软件编写容易。不过却能100%完整地对仪表进行操作。地址代号：为了在一个通讯接口上连接多台AI仪表，需要给每台AI仪表编一个互不相同的代号。AI有效的地址为0100。所以一条通讯线路上最多可连接101台AI仪表。仪表的地址代号由参数Addr决定。AI仪表通讯协议规定，地址代号为两个字节，其数值范围（16进制数）是80HBFH，两个字节必需相同，数值为（仪表地址+80H）。例如，仪表参数Addr=10（16进制数为0AH， 0A+80H=8AH），则该仪表的地址表示为： 8AH 8AH。读/写指令分别如下：读：地址代号+52H(82)+要读参数的代号+0+0+CRC校验码写：地址代号+43H(67)+要写参数的代号+写入数低字节+写入数高字节+CRC校验码读指令的CRC校验码为：要读参数的代号*256+82+ADDRADDR为仪表地址参数值，范围是0-100（注意不要加上80H）。CRC为以上数做二进制16位整数加法后得到的余数（溢出部分不处理），余数为2个字节，其低字节在前，高字节在后。写指令的CRC校验码则为：要写的参数代号*256+67+要写的参数值+ADDR。要写得参数值用16位二进制整数表示。无论是读还是写，仪表都返回以下数据：测量值PV+给定值SV+输出值MV及报警状态+所读/写参数值+CRC校验码其中PV、SV及所读参数值均为整数格式，各占2个字节，MV占一个字节，数值范围0-220，报警状态占一个字节，CRC校验码占2个字节，共10个字节。CRC校验码为PV+SV+（报警状态*256+MV）+参数值+ADDR，按整数加法相加后得到的余数。按照以上规则得到各AI仪表地址如表3.1表3.1 AI仪表地址表AI-501仪表地址命令（16进制）1818152150000531528282521500005415383835215000055154848452150000561558585521500005715图3.9 AI串口写入指令调用串口写函数（VISA Write函数如图3.9）共5台AI501，地址1-5，要发送的读命令如上表。需要注意，图中，写入的字符串为16进制显示(Hex Display)。右键点击与VISA写