课程设计（论文）-基于LABVIEW的虚拟多路温度测试仪设计.doc

多路温度课程设计山东科技大学测控技术与仪器专业课程设计（论文）题 目： 基于LabVIEW的多路温度检测系统系 别： 机械电子工程学院 专 业： 测控技术与仪器 学生姓名： 2012年06月27日目录1.虚拟仪器技术与LabVIEW简介2.设计要求3.系统的基本方案设计3.1 系统软件设计3.1.1 数据采集前面板设计3.1.2 数据采集后面板设计3.2.1 数据回放前面板设计3.2.2 数据回放后面板设计3.3.1 系统介绍前面板设计4.提高功能设计4.1.1 主程序前面板设计4.1.2 主程序后面板设计4.2.1 用户登录前面板设计4.2.2 用户登录后面板设计5.仪器的使用6.总结与体会7.参考文献摘要： 虚拟仪器（VI）是计算机技术和传统的仪器技术相结合的产物，是仪器发展的一个重要方向。LabVIEW是一个基于图形化编程语言的虚拟仪器软件开发工具。本文重点介绍了虚拟仪器的界面，LabVIEW应用，并设计了一个基于虚拟仪器的数字化温度测量和控制系统，阐述了系统开发过程中数据的采集和软硬件的设计。 关键词：虚拟仪器；LabVIEW；温度测量；数据采集1.虚拟仪器技术与LabVIEW简介虚拟技术、计算机通信技术与网络技术是信息技术的三大核心技术，其中虚拟仪器是虚拟技术的一个重要组成部分。在虚拟仪器系统中，用灵活、强大的计算机软件代替传统仪器的某些硬件，用人的智力资源代替许多物质资源，特别是在系统中应用计算机直接参与测试信号的产生和测量特征的解析，使仪器中的一些硬件甚至整件仪器从系统中“消失”，而由计算机的软硬件资源来完成它们的功能。LabVlEW是美国NI公司推出的一种基于G语言的虚拟仪器软件开发工具，是目前国际上应用最广泛的虚拟仪器软件平台之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据显示等领域，可应用于Windows、Macintosh、UNIX等多种操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程方便，人机交互界面直观、友好。设计者可以像搭积木一样，轻松组建测量系统，构造自己的仪器面板，而无需进行任何烦琐的计算机代码的编写。即使用户没有多少编程经验，同样也能利用LabVIEW来开发自己的应用程序。采用虚拟仪器技术构建温度测量系统突破了传统仪器在数据处理、显示、传输和存储等方面的限制，减少了硬件成本和重复开发，使得系统硬件维护、功能扩展和软件升级非常方便。特别是只要对原程序作少许改动，使用者就可以根据自己的需求，自行设计各种具有个性化的仪器显示和操作面板。目前，以LabVIEW为软件平台的虚拟仪器技术正在成为现袋温度测量乃至整个测试领域的发展方向。2.设计要求3.系统的基本方案设计虚拟仪器测温系统是用虚拟技术改造传统的测温仪器，使其具有更强大的功能。系统框架如图1所示数据回放数据显示数据处理数据采集被测物图1 温度测量系统原理图3.1 系统软件设计完成相应的硬件模块配置后，虚拟仪器设计的主要工作就是编制相应的软件，用软件实现传统仪器的数据采集、存储、分析和显示等功能。仪器驱动程序主要用来初始化虚拟仪器，并设置特定的参数和工作方式，使虚拟仪器保持正常的工作状态，。在LabVIEW环境下开发的应用程序称之为VI（Vir-tual Instrument）。VI由软面板程序和数据分析处理程序等组成。软面板程序由一个人机交互的界面前面板（Front Panel）和相当于源代码功能的框图程序后面板（Diagram）组成。软面板程序用来提供虚拟仪器与用户的接口。软件部分主要都是对数据进行后续处理，报警，显示等功能，数据标定，实时显示，温度设定及报警和温度回放等功能。3.1.1 数据采集前面板设计前面板是在计算机屏幕上生成一个与传统仪器面板相似的图形界面，可设置控制按扭和显示窗口，用户可以通过前面板上的开关和按钮实现对虚拟仪器的操作，显示窗口可以以文本或图形形式显示测量结果。图1为温度测量系统的数据采集前面板设计，采用文本方式、温度计方式、和实时趋势曲线测量温度的变化，在实时趋势图中新数据连续扩展在已有数据的后面，波形连续向前推进显示。测量数据还可以数据文本文件方式进行存储，以便分析处理和波形回放。在一定的温度变化范围内可以测出平均温度和标准偏差。图1 数据采集前面板图1.1本块对曲线进行实时显示，如果需对某路温度进行单独分析则可以调节界面上响应温度的可见不可见按钮对某一路温度进行单独显示。对于操作用户可以从虚拟仪器上看到当前时间使工作方便此图单独显示了二路温度曲线。当前系统时间图1.2此部分面板通过温度计进行温度实时数值显示可以通过旋钮调节温度上下限的报警温度，当某路温度高于设定的高温报警时相应路的高温报警显示红色，同样当温度低于下限温度设定时相应报警取点间隔可由延迟时间按钮来调节图1.3此部分可以显示测量时间与相应的温度，便于以后数据的调用，操作人员可以填写到此部分便于以后数据调用时清楚是哪位工作人员测量的3.1.2 数据采集后面板设计图2 数据采集后面板设计3.2.1 数据回放前面板设计图3 数据回放前面板设计3.2.2 数据回放后面板设计图4 数据回放后面板设计后面板又称为代码窗口或流程图，是VI图形化的源程序，在流程图中对VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出等功能。3.3.1 系统介绍前面板设计图5 软件功能介绍4.提高功能设计4.1.1 主程序前面板设计为了人性化的完成各路功能且不需要打开多个程序，下面进行主菜单的设计图6 主菜单设计前面板主菜单运行时点击相应的按键即可调出相应的功能模块，对数据进行采集回放，以及软件功能的介绍4.1.2 主程序后面板设计图7 主程序设计后面板4.2.1 用户登录前面板设计为了数据安全不被盗用我们可以对软件进行加密只有输入相应的用户名和密码才能进入系统进行数据采集以及数据的回放和处理图8 用户登录前面板设计输入相对应的用户名和密码点击登录按钮即可进入系统，进行多路温度的操作4.2.2 用户登录后面板设计图9 用户登录后面板设计5.仪器的使用6.总结与体会通过此次对虚拟温度测量系统学习和设计，了解到计算机LabVIEW控制系统的设计流程、应用设计的基本的要求和传感测量器件的应用。并掌握了一些基本的元器件的硬件结构和功能特点。在参考了相关网络及课本资料的同时了解了现时流行的设计思路和时下广泛应用的元器件。该系统综合的应用了LABVIEW的编程、硬件连接、传感测量器件等。在设计中，真正的把理论与实际结合起来，把所学真正的变成了所用。但同时也发现了自己的不足，实践能力有待于提高。设计开始时进行很慢，主要就是知识的不扎实和相关知识了解的太少。总之，设计已基本结束，但需要学的知识还有很多。7.参考文献1 詹惠琴,古军等.虚拟仪器设计.北京:高等教育出版社.2008.2 马西秦.自动检测技术.北京:机械工业出版社,2008.3 张凯.LabVIEW虚拟仪器工程设计与开发.北京:国防工业出版社.2004.4 刘君华.虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程.西安:西安电子科技大学出版社.2001.5 陈锡辉,张银鸿.labview8.20程序设计从入门到精通.北京:清华大学出版社,2007.6 程学庆,房晓溪等.LABVIEW图形化编程语言与实例教程.北京.中国铁道出版社.2005.7 燕延，马增强。