基于labview的压力采集系统

#求。但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。5、稳定性传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。6、精度精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。综合上述各考虑因素，本次课程设计我们选用电阻应变片来完成本次课程设计。电阻应变片（图3.4）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。它是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化较小，所以这种应变片需要组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路执行机构。

第四章系统软件设计一、程序流程图的设计

二、前面板的设计1•前面板如图4.1.1所示图4.1.1如图4.1.2所示，该部位功能是用来对频率测频参数的设置，可以设置数据采集卡的通道，最小电压值，最大电压值，扫描速率与每个通道的采样点数。幵采集参数设定旺

扫描点数最大值最小值oraowo图4.1.23•如图4.1.3所示，该部位是一个LED等，开始试验后，LED等闪烁。

图4.1.34.如图4.1.4所示，该部位是对正在执行的过程进行文本提示。5•如图4.1.5所示，该部位是对时域波形的显示。图4.1.56.如图4.1.6所示，该部位用于对实验开始停止的控制。

图4.1.6三、框图程序的设计框图程序主要有程序状态选择框：初始化状态，等待状态，开始实验打开数据,保存数据，退出等。（一）图4.2.1为系统初始化总体原理图：图4.2.1

1、图4.2.2,物理通道的选择的初始化物理通道?!■?!|ELVIS/ai5图4.2.22、图4.2.3，该部位是对频率跟踪测频参数的设置，即将数据采集卡通道选择为aiO,最大电压值为5V，最小电压值为-5V，采样速率为1000，每通道采样点数为1000。最小值出■N►图4.2.33、图4.2.4，该部位是对示波器的初始化。00:00:00.000lYH-MM-M时域波弦00:00:00.000lYH-MM-M时域波弦?!■?!图4.2.44、图4.2.5，该部位是对文本提示中的内容初始化。显示为程序初始化。..运行林态提示;I程序初塔化？卜.卜園图4.2.5（二）图4.2.6,系统等待总体原理图:-一2iJ卜:lTI-一2iJ卜:lTIJL*0ITI起込是L±J图4.2.61、图4.2.7,该部分将停止按钮设为不可用并且变灰。开始实验?!?!~Enabled^]-1~卜JisaHL亡d图4.2.72、图4.2.8,这部分功能是将本VI的菜单栏显示出来。图4.2.83、，该部分是一个事件结构。包括一个或多个子程序框图或事件分支，结构执行时，仅有一个子程序框图或分支在执行。事件结构可等待直至事件发生，并执行相应条件分支，处理该事件。右键单击结构边框，可添加新的分支并配置要处理的事件。连线事件结构边框左上角的“超时”接线端，指定事件结构等待事件发生的时间，以毫秒为单位。默认值为-1,即永不超时。事件数据节点位于每个事件分支结构的左边框内侧。该节点用于识别事件发生时LabVIEW返回的数据。依据为各事件分支配置的事件，该节点可显示事件结构每个分支中不同的数据。如配置单个分支处理多个事件，只有所有事件类型支持的数据才可用。在程序框图上放置事件结构时，超时事件分支为默认分支。超时事件：事件结构超时时发生。连接值至事件结构边框左上角的“超时”接线端，指定事件结构在生成超时事件之前等待某个事件发生的时间，以毫秒为单位。时间标识是毫秒计数器，用于计算两个事件的间隔或确定事件发生的顺序。如表图4.2.9所示名称源事件的强，LabVIEWUI是指任意的内置UI事件*0LabVIEW用户界面类型发生事件的类型（例如！鼠标扌安下、值改娈、超时等）。时间事件发生时呈秒计时器的值。表图4.2.9超时事件设置值改变事件：用户修改控件值时生成该事件。必须在“值改变”事件分支中读取触发布尔控件的接线端。即使用户输入的值与当前控件值相同，LabVIEW也可生成该事件。用于滑块控件时，LabVIEW可在用户更改控件值时生成滑块的所有中间值（包括用户释放鼠标前寄存器中保存的值）。如表图4.2.10所示。说明源事件的垦LabVIEWUI是指任意的内置UI事件。0LabVIEW用户畀面案型岌生事件的类型（例如，鼠标按下、值改变、超时等）时间事件岌生时毫秒计时器的值。控件引用对发生事件的控件的引用。捺值数捐改变前1空件的值。劭值数据改变后控件的值。图4.2.10值改变事件设置菜单选择（应用程序）事件：用户在LabVIEW菜单选择应用程序项时生成（例如，帮助》显示即时帮助）。菜单选择（用户）事件可用于在用户选择用户定义菜单项时生成事件。如表图4.2.11所示。说明源事件的温。LabVIEWUI是指任意的内置UI事件。0LabVIEW用户界面类型岌生事件的类型（例如，鼠标抿下、值改变、超时等）。时冋事件岌生时毫秒计时器的值。¥1引用对岌生事件的W的引用，葉单引用吋迭中【页所在的LabVIEW菓单的引用。顶标识符用户迭中的荚单项的名称⑻如，蛊班SHOT?HELF）o顶路用户选中的LabVIEW^单顷的路径（例如，APFH£LF:SHOWAPEHELP）。各项之间用冒号分隔。图4.2.11菜单选择事件设置前面板关闭事件：用户以交互方式关闭VI前面板时生成（例如，选择文件菜单中关闭菜单项或者单击窗口边框的关闭图标）该事件。如用户关闭前面板的VI未被作为子VI调用或不存在任何打开的引用，LabVIEW将中止该VI。如需完全执行“前面板关闭”事件分支，请确保用户关闭前面板前应用程序打开VI的

引用。如表图4.2.12所示.名称事件的源。LabVIEWUI是指任意的内置LII事件，0LabVIEW用户界面类型发生事件的类型（例如，鼠标旅下、值改麥、超时等）。时间事件发生时呈秒计时器的值”对发生事件的W的引用。图4.2.12前面板关闭事件设置|100|-罩*[D]超时T►时闫|1阿_15[T一丄|1阿_15[T一丄1•幵躺宝胆T；值改兗环FBI图图4.2.13事件结构（三）图4.2.14,数据米集总体原理图:B醫13币一ual連尺田百X-■:kr-■Isrrl」占占T-"~PTKI弓日丄5¥i一电亘0r-0:冋V!蛀iiSTTa¥<=（三）图4.2.14,数据米集总体原理图:B醫13币一ual連尺田百X-■:kr-■Isrrl」占占T-"~PTKI弓日丄5¥i一电亘0r-0:冋V!蛀iiSTTa¥<=图4.2.141、图4.2.15为设置实时压力值的范围为在正负3V之间实时压力值（K实时压力值（K四图4.2.152、通过图4.2.16选择结构判断压力的值是否过高或者过低。Yalu.^实时压力值CK刃丨压力值较高$:»?T|;；m•-…-^>1i,risiblsf压力值过肓$El*Visil.laI3討、4A?!?!Visible$Yalu.^实时压力值CK刃丨压力值较高$:»?T|;；m•-…-^>1i,risiblsf压力值过肓$El*Visil.laI3討、4A?!?!Visible$图4.2.163、图4.2.17通过开始控制并通用分支结构时间数据采集的开始与停止。□口□□□□□□□□□□□□□□□□□!□口

□口□□□□□□□□□□□□□□□□□!□口图4.2.174、图4.2.18，此部分的功能是对输入通道的数据进行采集，将簇中的参数分离开来使用。摄大值旧描速率irPBLk-.理通道|prwwwwinnruwwifw^A►rum.图4.2.174、图4.2.18，此部分的功能是对输入通道的数据进行采集，将簇中的参数分离开来使用。摄大值旧描速率irPBLk-.理通道|prwwwwinnruwwifw^A►rum.—蒔时聊”DfiClmx图4.2.185、图4.2.19所示，用来创建单个或多个虚拟通道，并将其添加至任务。该多态VI的实例分别对应于通道的I/O类型（例如，模拟输入、数字输出或计数器输出）、测量或生成操作（例如，温度测量、电压测量或事件计数）或在某些情况下使用的传感器（例如，用于温度测量的热电偶或RTD）。输入接线喘配直堀小值彊大值任务输入物湮通道片配名称单位措误输入自走叟换算名称任备输出错泯输出图4.2.19所示创建虚拟通道6、图4.2.20所示所示是用来配置要获取或生成的采样数，并创建所需的缓冲区。该多态VI的实例分别对应于任务使用的定时类型。每通道采样采样模式任务输出错课输出任务输出错课输出源」n有效边沿一1谙课输入一^图4.2.20配置采样数7、图4.2.21所示是使任务处于运行状态，开始测量或生成。该VI适用于某些应用程序。任务Fil道驾入绪泯输入~~r-Innr任若输出請课输出图4.2.21测量与生成8、图4.2.22，对波形进行进行转换并输出数组。曲域辱形*31T图曲域辱形*31T图4.2.229、图4.2.23，此部分是将提示文本的显示变为“正在采集数据图4.2.23提示文本设置（四）报表生成总体原理图:0囱川亠：Ll.nlf、丄1•如图4.2.24所示，该部分在作用是在保存数据时，将LED灯一直熄灭。图4.2.24LED灯的设置2.图4.2.25所示，该部分作用是把“文本提示:”设置为“正在保存实验数据”［正在……*Value［正在……*Value图4.2.253•如图4.2.26所示，该部分的功能是对文本和参数化输入进行组合，创建输出字符串，图4.2.26将时间日期合并成一行，并新建一个HTML格式的报表。设置一个页眉，将“压力测量实验”设置为中央页眉，页眉大小为H4,最后将前面的字符串组合起来，即将其实文本，时间，物理通道，最大值，最小值，采样速率。图4.2.26图4.2.26□+[□+EE图4.2.27创建时间日期4、如图4.2.28所示，该部分是将错误清除。

图4.2.28清除错误如图4.2.29所示，如果4中的路径指向现有文件或目录，则不作任何操作,如果没有指向现有文件或目录，则新建一个文件或目录对数据进行保存。（五）打开报表总体原理图:;;;.::我杖十|.-;4.『一mydIJI”冲（六）退出系统总体原理图:1.如图4.2.30所示，该部分主要是将文本提示显示为“结束”运行我态提示：?■i"l叫：图4.2.30文本提示2、如图4.2.31所示，该部分是将LED灯的状态设置为熄灭，LED灯不亮。:E|正®m“L>Elinking

图4.2.31LED灯设置3、如图4.2.32所示，该部分是用来跳出一个对话框，显示一个包含一条消息和两个按钮的对话框。具体如图3.3.32所示。4.2.32对话框TT按钮名称（“确W）F按钮名称（“职消"）消息是对话框中显示的曲T按钮售希是对话旌按诅的名称亠劈认值药确是。m冃s钮名齐是对话框按钮的名称亠默认值芮取消。[^]T15&?如单击T按切名称对话框按钮?可返回卬11E。如单击F按曲名称对话框，可返回FALSE，图4.2.33对话框的使用第五章系统调试、运行以及结果一、程序调试将压力传感器接入电路，打开ELVIS的+5V±15V电源开关。打开压力传感器模块的钮子开关，运行计算机中的LabVIEW程序，进入JLU-ELVIS型虚拟仪器综合实验系统的主界面，在这里有一些菜单项供选择，如实验开始、帮助、初始化、退出等。点击实验开始菜单，进入压力测量实验，此时，会看到一些供选择的如实验原理、文件、开始实验、状态提示、停止实验等按钮和一些需要进行设置的框如通道的选择、压力上下限控制等。当我们按下选择按钮，就会进入到相应的界面，可以进行相应的操作;根据实际的要求来设置各选项。但必须注意，通道的选择设置一定要和硬件所连接的通道一致。硬件连接和软件设置都没问题后，点击“开始实验”按钮开始采集数据，这时会看到在时域显示的界面上，波形会随着压力的改变而变化。观察显示的波形，并做好记录，同时，还可以把采集到的数据保存成文件以便日后分析和处理；5•最后，点击“停止实验”按钮，结束采集；6.点击“退出”按钮即可退出实验。图5.1，运行时前面板:采集参数设定扫描速率日扫描点数最大值最小值ELVIS/1000开始实验1000-5压力值正常实时压力值（Kg）0.6图5.1二、运行以及结果设置初始化参数:1•物理通道:ELVIS/ai52•最大值:5.003•最小值:-5.004•扫描频率:1000.005•扫描点数：1000.00初始时，图5.2，不加压力状态下的时域波形显示:图5.2图5.3,加压力状态下的时域波形显示:图5.3图5.3由上图面两图可以清楚的看出该系统可以快速准确的实现压力的测量和显示，完成设计任务。第六章LabVIEW课程设计的心得体会此次课程设计圆满结束了，对于我经过努力所得的结果，我感到非常满意。此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是基于虚拟仪器技术的压力测量系统设计。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，虽然上课的时候讲过很多关于LabVIEW的应用，但课后也从没真正地应用过这个软件，对它一点都不熟悉，拿到的时候都不知道怎么做。但通过电脑对LabVIEW进行了几天的摸索学习，我终于把课程设计做好了，并发现其实LabVIEW很简单,很实用。通过这次课程设计我基本学会了虚拟仪器设计的步聚和基本方法，提高了动手能力，增强了理论联系实际的能力，分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力，同时也培养和发展了同学之间的感情，对此我感到非常欣慰。总之，在这次课程设计中我受益匪浅。在这个课程设计中，我真正的感受到了虚拟仪器的优越性，“软件即仪器”，仅仅在Labview上写入一些图形程序，就可以实现相应的仪器的功能，只需要借助一台计算机，一个LabVIEW软件，就可以实现很多仪器的功能，真的好方便，好伟大啊！这真的是仪器界的一场伟大的革命，可以断定不久的将来虚拟仪器之风将刮到世界上每个角落。在这之前我们做了数字电子技术课程设计、PLC课程设计，与实实在在的数字电路和PLC相比，在LabVIEW上完成的仪器有更大的优越性，它的内容可以完全由自己定义，而且不必用到其他的任何硬件，可以非常方便地修改做成的仪器。就我个人认为，虚拟仪器应该有更广泛应用，要把它推广到农业，工业以及服务业的每一个部门。我由衷的感慨：LabVIEW功能太强了，作用太大了，虚拟仪器会在更广泛地领域得到应用。要想以后有更大发展，学好虚拟仪器技术是非常必要的。通过这次设计实践。我总结了使用LabVIEW编程的两个要点。第一，熟悉每个控件的用途、使用方法和在软件中的位置。LabVIEW有这么多控件，有这么单元，如果我们不知道每个单元是用来干什么的，那就根本谈不上应用它们了，只有在知道这个空间是做什么用的，我们才会去使用它。知道需要用到某个单元，但是不知道怎么使用，怎么连线，这也是很让人郁闷的事，所以我们得熟悉一些基本单元的用法。要想很快地做成一个虚拟仪器，就得熟悉每个单元所在的位置，以免在使用过程中找半天找不到它在哪个菜单中。第二，对于虚拟仪器设计来说，因果朔源的设计方法是一种比较好的设计方法，知道要做什么，知道需要哪些单元，我们就添加那些单元，按需求增添元件。虽然本次课程设计是多人一组的，但是我们基本上每人都独立地拿出了一个方案，每个方案各有特色。彼此之间进行了一些讨论，交流，在讨论交流过程中，我也看到了自己的有点和不足，也学习吸收他们比较好的地方。这不仅增长了我的知识，也增进了同学之间的感情。课程设计的过程中，我遇到了不少的问题，但最终我终究还是战胜困难，取得了成功，当然其中很大一部分功劳都要归功于指导老师和同学们，要不是没有指导老师的指导和与同学们的相互交流学习，我的课程设计肯定不会如此轻松。在此，我非常感谢我的指导老师和同学们。我认为这次课程设计是很成功的感谢学校给我了这样好的实践机会。这对提高我们的能力有很大的作用，这不仅能使我们更好地在社会中生存下去，也提升了学校的名誉，我想更多的这类科目应该被安排给我们。参考文献［1］《LABVIEW7.1编程与虚拟仪器设计》侯国屏，王坤，叶齐鑫.北京：清华大学出版社，2006［2］《精通LABVIEW8.0》王磊，陶梅.北京：电子工业出版社，2007［3