基于labview的温度测量

1、系统设计集电路口集电路口电路继电器控制与降温电路温温度信LabVIEW度控继电器控制与加热电路号操作平台制采接图 1 系统总体设计框图单元电路方案的论证与选择案，我们综合各种因素做出了如下选择。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： 0.1-1000K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。温度控制接口电路的论证与选择LM2907PC 机处理后输出的频率信号转（相当于开关热丝工

2、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。加热与降温电路的论证与选择由数据选择器与两片后接功率放大电路1.2.2频压转换电路频压转换电路LM2907功率升温电路数据选择器频压转换电路LM2907功率降温电路图 2 加热功率与风扇转速的连续可调电路原理图软件设计主程序流程图系统初始化设置，包括创建文件初始化、声卡输系统初始化设置，包括创建文件初始化、声卡输入初始化、声卡输出初始化读取从声卡输入的正弦电压，经过处理得到该正弦电压的有效值将有效电压值按照电压温度函数关系

3、，转换成实时温度T将实时温度等相关信息显示到前面板，并写入记录文件中将实时温度T 与目标温度Tr相减得到温度差 E，再取出历次 E 的值，经过PID 算法的处理，计算出需要控制加热丝加热t 秒钟控制声卡输出t 秒正弦波，从而控制加热丝加热t 秒。延时，直到下次循环的开始。循环周期为10 秒钟。N判断是否停止或者出错Y关闭声卡输出、出错处理图 3 主程序流程图PIDPID 算法是本程序中的核心部分。我们采用PID 模糊控制技术,通过 Pvar、Ivar、Dvar（理如下：增量式PID 算法的输出量为Un = Kp(en-en-1)+(T/Ti)en+(Td/T)(en-2*en-1+en-2)e

4、n-1en-2 分别为第nn-1 次和n-2TiTd计算机每隔固定时间 T 将现场温度与用户设定目标温度的差值带入增量式PIDPWMPWM至目标值与实测值相等，达到自动控制的目的。PIDPID 调节器参数的整定可以仿照模拟PID节器的参数。各个参数对系统性能的影响如下：比例系数PP 可以选负数，这主要是由执行机构、传感器以及控制对象的特性P样的情况P积分控制I 对系统性能的影响：积分作用使系统的稳定性下降，I 小（积分作用强） 会使系统不稳定，但能消除稳态误差，提高系统的控制精度。微分控制DD前面板与虚拟仪器框图图4前面板样图图 5 源程序（一）图 6 源程序（二）单元电路设计温度信号采集电路

5、（降 低信号输出阻抗）输出后，通过声卡采集数据。电路图如下所示。加入电压跟随器可以对前后级电路起到“隔离”作用。电压隔离器输出电压近似输入电 即输出电压不受后级电路阻抗影响，使前、后级电路之间互不影响。+12+5+12+5R1Q1NPN1 0KRT 1TH ERMISTR34 K 7ORV1tUiR2RE S2Uo-图 7 温度信号采集电路温度控制接口电路（频压转换电路）LM2907 为集成式频率电压转换器，芯片中包含了比较器、充电泵、高增益运算放大器，能将频率信号转换为直流电压信号，后接加热、降温电路。FiU1FiU1TACH+ TACH- IN-IN+CH NCC21110 26CPO C

6、OL NC NC NC38571314N10.47uFR2Uo100KR1200R310KC11000pUo图 8 温度控制接口电路（频压转换电路）继电器控制与加热电路输出信号经电流放大后控制继电器工作，继电器起开关作用，12V 电源单独供电，实现“电器隔离”。R3HeaterR3HeaterK1+12R1Q1 805RELAY-SPDT1KR5 5D11N4007图 9 继电器控制与加热电路原理同升温电路。R4K2R4K2+12FANR2Q2 805RELAY-SPDT1 KR65 K1D21 N4007图10继电器控制与降温电路系统测试使用的仪器仪表PCPCDT2058 数字万用表信号发生器温度计PIDKpKpTi Td351.3865-2.658