LABVIEW智能儀器與儀表綜合設(shè)計(jì)書

1、智能儀器與儀表綜合設(shè)計(jì)智能儀器與儀表綜合設(shè)計(jì)摘摘 要要虛擬儀器是將儀器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、總線技術(shù)和軟件技術(shù)緊密的融合在一起，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)字處理能力實(shí)現(xiàn)儀器的大部分功能，打破了傳統(tǒng)儀器的框架，形成的一種新的儀器模式。本設(shè)計(jì)采用研華數(shù)據(jù)采集卡，運(yùn)用虛擬儀器及其相關(guān)技術(shù)于溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)同時(shí)采集、采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)與管理、報(bào)警記錄等功能。本文首先概述了測(cè)控技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)，探討了虛擬儀器的總線及其標(biāo)準(zhǔn)、框架結(jié)構(gòu)、labview 開(kāi)發(fā)平臺(tái)，然后介紹了數(shù)據(jù)采集的相關(guān)理論，在分析本系統(tǒng)功能需求的基礎(chǔ)上，介紹了程序模塊化設(shè)計(jì)中用到的技術(shù)，最后給出了本設(shè)計(jì)的前后面板圖。關(guān)鍵字：虛

2、擬儀器；數(shù)據(jù)采集；labview目目 錄錄第一章 緒 論.11.1 引言.11.2 課程設(shè)計(jì)背景.1第二章 虛擬儀器介紹.32.1 虛擬儀器的概念與特點(diǎn).32.2 虛擬儀器的應(yīng)用.4第三章 labview 語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介 .53.1 labview 語(yǔ)言概述.53.2 labview 語(yǔ)言的特點(diǎn).63.3 虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) labview.7第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).84.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理.84.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則.9第五章 基于 labview 的溫度采集系統(tǒng) .105.1 程序前面板的介紹以及運(yùn)行情況.115.2 程序后面板的介紹以及設(shè)計(jì)情況.13心得體會(huì).14參考

3、文獻(xiàn).15附錄.16附錄.17第一章 緒 論1第一章第一章 緒緒 論論1.1 引言引言測(cè)控技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防科技等諸多領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，它的現(xiàn)代化已被認(rèn)為是科學(xué)技術(shù)、國(guó)防現(xiàn)代化的重要條件和明顯標(biāo)志。20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)、微電子等技術(shù)迅猛發(fā)展，在其推動(dòng)下，測(cè)控儀器與技術(shù)不斷進(jìn)步，相繼誕生了智能儀器、pc 儀器、vxi 儀器、虛擬儀器及互換性虛擬儀器等微機(jī)化儀器及其自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化儀器設(shè)備間的界限日漸模糊，測(cè)控領(lǐng)域和范圍不斷拓寬。近年來(lái)，以計(jì)算機(jī)為中心、以網(wǎng)絡(luò)為核心的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)得到越來(lái)越多的應(yīng)用，尤其是在航空航天等國(guó)防科技領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)化

4、的測(cè)控系統(tǒng)大體上由兩部分組成：測(cè)控終端與傳輸介質(zhì)，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，測(cè)控終端的位置越來(lái)越多的被個(gè)人計(jì)算機(jī)所占據(jù)，其中，軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，甚至是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的靈魂，應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)稱為監(jiān)控軟件。傳輸介質(zhì)組成的通信網(wǎng)絡(luò)主要完成數(shù)據(jù)的通信與采集，這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的主體，是完成測(cè)控任務(wù)的主力。因此，這種“監(jiān)控軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”構(gòu)架的測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，并形成了一套完整的理論。1.2 課程設(shè)計(jì)背景課程設(shè)計(jì)背景傳統(tǒng)靠人工控制的溫度、濕度、液位等信號(hào)的測(cè)壓力控系統(tǒng)，外圍電路比較復(fù)雜，測(cè)量精度較低，分辨力不高，需進(jìn)行溫度校準(zhǔn)(非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、

5、傳感器標(biāo)定等)；且它們的體積較大、使用不夠方便，更重要的是參數(shù)的設(shè)定需要有其它儀表的參與，外界設(shè)備多，成本高，因而越來(lái)越適應(yīng)不了社會(huì)的要求。在對(duì)多類型、多通道信號(hào)同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)和控制中，傳統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)能力有限。如何將計(jì)算機(jī)與各種設(shè)施、設(shè)備結(jié)合，簡(jiǎn)化人第一章 緒 論2工操作并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，滿足社會(huì)的需求，成為一個(gè)很迫切的問(wèn)題。溫度檢測(cè)是現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。由單片機(jī)與 labview 成電路構(gòu)成的溫度傳感器的種類越來(lái)越多，測(cè)量的精度越來(lái)越高，響應(yīng)時(shí)間越來(lái)越短，因其使用方便、無(wú)需變換電路等特點(diǎn)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)

6、步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生產(chǎn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活，以虛擬儀器為核心的溫度采集系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。虛擬儀器具有處理能強(qiáng)、運(yùn)行速度快、檢查精度高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在溫度測(cè)量與控制方面，控制簡(jiǎn)單方便，測(cè)量范圍廣，精度較高。虛擬儀器（vi）是計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)的儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是

7、儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。labview 是一個(gè)基于圖形化編程語(yǔ)言的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具。本文重點(diǎn)介紹了虛擬儀器的界面，labview 應(yīng)用，并設(shè)計(jì)了一個(gè)基于虛擬儀器的數(shù)字化溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中數(shù)據(jù)的采集和軟硬件的設(shè)計(jì)，虛擬儀器設(shè)備可以由使用者自己定義，這意味著可以自由地組合計(jì)算機(jī)平臺(tái)，硬件（包括傳統(tǒng)儀器） ，軟件，以及各種實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所需要的附件。這種靈活性在由供應(yīng)商定義，功能固定，獨(dú)立的傳統(tǒng)儀器上是很難達(dá)到的。常用的數(shù)字萬(wàn)用表，示波器，信號(hào)發(fā)生器，數(shù)據(jù)記錄儀，以及溫度和壓力監(jiān)控儀器就是這種傳統(tǒng)儀器的代表。從傳統(tǒng)儀器設(shè)備向虛擬儀器設(shè)備的轉(zhuǎn)變，為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了更多實(shí)際的利益，同時(shí)

8、也促進(jìn)著實(shí)驗(yàn)手段不斷更新。第二章 虛擬儀器介紹3第二章第二章 虛擬儀器介紹虛擬儀器介紹2.1 虛擬儀器的概念與特點(diǎn)虛擬儀器的概念與特點(diǎn)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的儀器儀表結(jié)合成為一種趨勢(shì)，虛擬儀器是在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，用戶根據(jù)自己的需求來(lái)定義和設(shè)計(jì)測(cè)試功能的儀器系統(tǒng)。也就是說(shuō)虛擬儀器是由用戶利用一些基本硬件及軟件編程技術(shù)組成的各種各樣的儀器系統(tǒng)。2.1.1 軟件是虛擬儀器的核心軟件是虛擬儀器的核心虛擬儀器的硬件確立后，它的功能，如抗混淆濾波、小波分析等主要是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的軟件在虛擬儀器中具有重要的地位。美國(guó)國(guó)家儀器公司就曾提出一個(gè)著名的口號(hào)軟件就是儀器。2.1.2 虛擬儀器的性價(jià)

9、比高虛擬儀器的性價(jià)比高一方面，虛擬儀器能同時(shí)對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的測(cè)量，同時(shí)，由于信號(hào)的傳送和數(shù)據(jù)的處理幾乎都是靠數(shù)字信號(hào)或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以還大大降低了環(huán)境干擾和系統(tǒng)誤差的影響。此外，用戶也可以隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)整虛擬儀器的功能，大大縮短了儀器在改變測(cè)量對(duì)象時(shí)的更新周期；另一方面，采用虛擬儀器還可以減少測(cè)試系統(tǒng)的硬件環(huán)節(jié)，從而降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本和維護(hù)成本，因此，使用虛擬儀器比傳統(tǒng)儀器經(jīng)濟(jì)。2.1.3 虛擬儀器具有良好的人機(jī)界面虛擬儀器具有良好的人機(jī)界面在虛擬儀器中測(cè)量結(jié)果是通過(guò)由軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上生成的、與傳統(tǒng)儀器面板相似的圖形界面由軟面板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第二章 虛擬儀器介紹42.2 虛擬儀器的應(yīng)用

10、虛擬儀器的應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展而今正沿著總線與驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化、硬/軟件模塊化、編程平臺(tái)的圖形化和硬件模塊的即插即用方向進(jìn)步。在國(guó)內(nèi)近年來(lái)也開(kāi)始有了利用虛擬儀器實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制等功能的例子，虛擬儀器系統(tǒng)已成為儀器領(lǐng)域的一個(gè)基本方法，是技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果。2.2.1 虛擬儀器在測(cè)量方面的應(yīng)用虛擬儀器在測(cè)量方面的應(yīng)用虛擬儀器系統(tǒng)開(kāi)放、靈活，可與計(jì)算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展，將之應(yīng)用在測(cè)量方面可以提高精確度，降低成本，并大大節(jié)省用戶的開(kāi)發(fā)時(shí)間因此已經(jīng)在測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。2.2.2 虛擬儀器在監(jiān)控方面的應(yīng)用虛擬儀器在監(jiān)控方面的應(yīng)用用虛擬儀器系統(tǒng)可以隨時(shí)采集和記錄從傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)之進(jìn)行統(tǒng)

11、計(jì)、數(shù)字濾波、頻域分析等處理，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。當(dāng)前氣敏傳感器正朝著快速響應(yīng)、小型化和經(jīng)濟(jì)化發(fā)展，這種發(fā)展趨勢(shì)引起了微電子氣敏傳感器的發(fā)展。2.2.3 虛擬儀器在檢測(cè)方面的應(yīng)用虛擬儀器在檢測(cè)方面的應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室中,利用虛擬儀器開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)專用虛擬儀器系統(tǒng)，可以把一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)變成一組檢測(cè)儀器，用于數(shù)據(jù)/圖像采集、控制與模擬。2.2.4 虛擬儀器在教育方面的應(yīng)用虛擬儀器在教育方面的應(yīng)用現(xiàn)在,隨著虛擬儀器系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的教學(xué)部門也開(kāi)始用它來(lái)建立教學(xué)系統(tǒng)，不僅大大節(jié)省開(kāi)支，而且由于虛擬儀器系統(tǒng)具有靈活、可重用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)使得教學(xué)方法也更加靈活了。第三章 labview 語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介5第三章第

12、三章 labview 語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介3.1 labview 語(yǔ)言概述語(yǔ)言概述labview 是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境(laboratory virtual instrument engineering workbench)的簡(jiǎn)稱，是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開(kāi)發(fā)集成環(huán)境。得到工業(yè)界學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可和好評(píng)。它可以把復(fù)雜、繁瑣、費(fèi)時(shí)的語(yǔ)言編程簡(jiǎn)化成用菜單或圖標(biāo)提示的方法選擇功能(圖形)，用線條將各種功能(圖形)連接起來(lái)的簡(jiǎn)單圖形編程方式，為沒(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)的用戶進(jìn)行編程、查錯(cuò)、調(diào)試提供了簡(jiǎn)單方便、完整的環(huán)境和工具，尤其適合于從事科研、開(kāi)發(fā)的科學(xué)家和工程技術(shù)人員使用。la

13、bview 是一種虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件，能夠以其直觀簡(jiǎn)便的編程方式、眾多的源代碼級(jí)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、多種多樣的分析和表達(dá)功能支持，為用戶快捷地構(gòu)筑自己在實(shí)際工程中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。labview 與其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，有一個(gè)特別重要的不同點(diǎn)：其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼行，而 labview 采用圖形化編程語(yǔ)言g 語(yǔ)言，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，易學(xué)易用，特別適合硬件工程師、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員、生產(chǎn)線工藝技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和使用，可在很短的時(shí)間內(nèi)掌握并應(yīng)用到實(shí)踐中去。編程就像設(shè)計(jì)電路圖一樣；因此，硬件工程師、現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員及測(cè)試技術(shù)人員們學(xué)習(xí) labview 駕輕就熟，在很

14、短的時(shí)間內(nèi)就能夠?qū)W會(huì)并應(yīng)用 labview。也不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼。labview 的功能十分強(qiáng)大。像 c 或 c+等其它計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言一樣，labview 也是一種通用編程系統(tǒng)，具有各種各樣、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)，包括數(shù)據(jù)采集、gpib、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，甚至還有目前十分熱門的網(wǎng)絡(luò)功能。labview 也有完善的仿真、調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等。labview 的動(dòng)態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動(dòng)態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)其變化情況，比其它語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境更方便、更有效。第三章 labview 語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介63.2 labview 語(yǔ)言的特點(diǎn)語(yǔ)言的特點(diǎn)g 語(yǔ)

15、言編寫的程序稱為虛擬儀器 vi(virtual instrument)，因?yàn)樗慕缑婧凸δ芘c真實(shí)儀器十分相像，在 labview 環(huán)境下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序都被冠以 vi 后綴以表示虛擬儀器的含義。一個(gè) vi 由交互式用戶接口、數(shù)據(jù)流框圖和圖標(biāo)連接端口組成。同時(shí)，g 語(yǔ)言最佳地實(shí)現(xiàn)了模塊化編程思想。用戶可以將一個(gè)應(yīng)用分解為一系列任務(wù)，再將任務(wù)細(xì)分，將一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用分解為一系列的簡(jiǎn)單子任務(wù)，為每個(gè)子任務(wù)建立一個(gè) vi，然后把這些vi 組合在一起完成最終的應(yīng)用程序。因?yàn)槊總€(gè) subvi 可以單獨(dú)執(zhí)行，所以很容易調(diào)試。labview 的運(yùn)行機(jī)制就宏觀上講已經(jīng)不再是傳統(tǒng)上的馮諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的執(zhí)行方式。

16、傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言(如 c 語(yǔ)言)中的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)在 labview 中被并行機(jī)制所代替：從本質(zhì)上講，它是一種帶有圖形控制流結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流模式。數(shù)據(jù)流程序設(shè)計(jì)規(guī)定一個(gè)目標(biāo)只有當(dāng)它的所有輸入有效時(shí)才能執(zhí)行；而目標(biāo)的輸出只有當(dāng)它的功能完成時(shí)才是有效的。也就是說(shuō)在這種數(shù)據(jù)流程序的概念中程序的執(zhí)行是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的，它不受操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等因素的影響。這樣 labview 中被連接的功能節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)控制著程序的執(zhí)行次序，而不同文本程序受到行順序執(zhí)行的約束。從而我們可以通過(guò)相互連接功能節(jié)點(diǎn)快速簡(jiǎn)潔地開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，甚至還可以有多個(gè)數(shù)據(jù)通道同步運(yùn)行。用 labview 編制程序圖時(shí)，不必受常規(guī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)法細(xì)節(jié)的限制

17、。首先，從功能菜單中選擇需要的功能節(jié)點(diǎn)，將之置于面板上適當(dāng)?shù)奈恢?；然后用?dǎo)(wires)連接各功能節(jié)點(diǎn)在程序圖中的端口，用來(lái)在功能節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。這些節(jié)點(diǎn)包括了簡(jiǎn)單的算術(shù)功能，高級(jí)數(shù)據(jù)采集和分析 vi 以及用來(lái)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的文件輸入輸出功能和網(wǎng)絡(luò)功能。用 labview 編制出的圖形化 vi 是分層次和模塊化的。我們可以將之用于頂層(top level)程序，也可用作其它程序或子程序的子程序。顯然labview 依附并發(fā)展了模塊化程序設(shè)計(jì)的概念。圖形化程序設(shè)計(jì)編程簡(jiǎn)單、直觀、開(kāi)發(fā)效率高。第三章 labview 語(yǔ)言及功能簡(jiǎn)介73.3 虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) labvi

18、ewlabview 是一個(gè)高效的圖形化程序設(shè)計(jì)環(huán)境，它結(jié)合了簡(jiǎn)單易用的圖形式開(kāi)發(fā)環(huán)境與靈活強(qiáng)大的 g 編程語(yǔ)言。提供了一個(gè)直覺(jué)式的環(huán)境，與測(cè)量緊密結(jié)合。在這個(gè)平臺(tái)上，各種領(lǐng)域的專業(yè)工程師和科學(xué)家們通過(guò)定義和連接代表各種功能模塊的圖標(biāo)來(lái)方便迅速地建立高水平的應(yīng)用程序。針對(duì)測(cè)試測(cè)量和過(guò)程控制領(lǐng)域，提供了大量的儀器面板中的控制對(duì)象，如表頭、旋鈕、圖表等。通過(guò)控制編輯器可將現(xiàn)有的控制對(duì)象修改成適合自己工作領(lǐng)域的控制對(duì)象。使用圖表表示功能模塊，使用圖標(biāo)間的連線表示在各功能模塊間傳遞的數(shù)據(jù)，這樣使得編程過(guò)程與思維過(guò)程非常近似。提供程序調(diào)試功能?？梢栽谠创a中設(shè)置斷點(diǎn)，單步執(zhí)行源代碼，在源代碼中的數(shù)據(jù)流連線

19、上設(shè)置探針，在程序運(yùn)行過(guò)程中觀察數(shù)據(jù)流的變化。繼承傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)化和模塊化編程的優(yōu)點(diǎn)，采用編譯方式運(yùn)行32 位應(yīng)用程序，提高了運(yùn)行程序的速度。支持多種系統(tǒng)平臺(tái)。在任何一個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的 labview 應(yīng)用程序可直接移植到其它平臺(tái)上。提供了大量的函數(shù)庫(kù)供調(diào)用。具有實(shí)時(shí)性，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集板和 gpib、串口設(shè)備、vxi 儀器、pic、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線以及用戶特殊的板卡，免費(fèi)提供世界各大廠商的 600 多種-gpib 儀器、串口儀器、vxi 儀器、cammac 設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。它提供dll 庫(kù)接口和 cin 代碼調(diào)用來(lái)使用戶有能力在 labview，平臺(tái)上使用其它軟件平臺(tái)（如 c）編譯的模塊。綜上

20、所述，labview 是一個(gè)高效的圖形化程序設(shè)計(jì)環(huán)境，它結(jié)合了簡(jiǎn)單易用的圖形式開(kāi)發(fā)環(huán)境與靈活強(qiáng)大的 g 編程語(yǔ)言，提供了一個(gè)直覺(jué)式的環(huán)境，與測(cè)量緊密結(jié)合，能讓工程師與科學(xué)家們迅速開(kāi)發(fā)出有關(guān)數(shù)據(jù)采集、分析及顯示的解決方案?，F(xiàn)今數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工程師、科學(xué)家以及技術(shù)人員在使用 labview 來(lái)構(gòu)建測(cè)量與自動(dòng)化系統(tǒng)。第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8第四章第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般包括模擬信號(hào)的輸入輸出通道和數(shù)字信號(hào)的輸入輸出通道。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入又稱為數(shù)據(jù)的收集，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出又稱為數(shù)據(jù)的分配。4.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類數(shù)據(jù)采集系

21、統(tǒng)的分類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，用途和功能也各不相同，常見(jiàn)的分類方法有以下幾種：根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能分類：數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分配：根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境分類：隔離型和非隔離型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制功能分類：智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，非智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；根據(jù)模擬信號(hào)的性質(zhì)分類：電壓信號(hào)和電流信號(hào)，高電平信號(hào)和地電平信號(hào)，單端輸入（se）和差動(dòng)輸入（de） ，單極性和雙極性；根據(jù)信號(hào)通道的結(jié)構(gòu)方式分類：?jiǎn)瓮ǖ婪绞?，多通道方式?.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)，具體地說(shuō)，就是采集傳感器輸出的模擬新海并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)

22、別的數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)，根據(jù)不同的需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和打印，以便對(duì)某些物理量的監(jiān)視。由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù)可以知道，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的功能：數(shù)據(jù)采集、模擬信號(hào)處理、數(shù)字信號(hào)處理、開(kāi)關(guān)信號(hào)處理、二次數(shù)據(jù)計(jì)算、屏幕顯示、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、打印輸出、人機(jī)聯(lián)系。第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)94.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則4.2.1 硬件設(shè)計(jì)的基本原則硬件設(shè)計(jì)的基本原則1、 經(jīng)濟(jì)合理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，一定要注意在滿足件能指標(biāo)的前提下，盡可能地降低價(jià)格，以便得到高的性價(jià)比，這是硬件設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的一個(gè)重要因素，也

23、是一個(gè)產(chǎn)品爭(zhēng)取市場(chǎng)的主要因素之一。2 、安全可靠選取設(shè)備要考慮環(huán)境的溫度、濕度、壓力、震動(dòng)、粉塵等要求，以保證在規(guī)定的工作環(huán)境下系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可靠。要有超量程和過(guò)載保護(hù)，保證輸入、輸出通道正常工作。要注意對(duì)交流市電遺跡電火花等的隔離。要保證連接件的接觸可靠。3 、足夠的抗干擾能力有完善的抗干擾措施，是保證系統(tǒng)精度、工作正常和不產(chǎn)生錯(cuò)誤的必要條件。4.2.2 軟件設(shè)計(jì)的基本原則軟件設(shè)計(jì)的基本原則1 、結(jié)構(gòu)合理程序應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)。這不僅有利于程序的進(jìn)一步擴(kuò)充，而且也有利于程序的修改和維護(hù)。在程序編序時(shí)，要盡量使得程序的層次分明，易于閱讀和理解，同時(shí)還可以簡(jiǎn)化程序，減少程序?qū)τ趦?nèi)存的使用

24、量。當(dāng)程序中有經(jīng)常需要加以修改或變化的參數(shù)時(shí)，應(yīng)該設(shè)計(jì)成獨(dú)立的參數(shù)傳遞給群序，避免程序的頻繁修改。2 、操作性能好操作件能好是指使用方面。這點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是很重要的。在開(kāi)發(fā)程序時(shí)，應(yīng)該考慮如何降低對(duì)操作人員專業(yè)知識(shí)的要求。3、 提高程序的執(zhí)行速度。4 、給出必要的程序說(shuō)明。第五章 基于 labview 的溫度采集系統(tǒng)10第五章第五章 基于基于 labview 的溫度采集系統(tǒng)的溫度采集系統(tǒng)溫度采集是所有測(cè)試測(cè)量的首要工作，試驗(yàn)測(cè)試產(chǎn)生的物理信號(hào)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將電信號(hào)采集傳到 pc 機(jī)，借助軟件控制數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理。labview 以其簡(jiǎn)便的程序編寫、不

25、同數(shù)據(jù)采集卡的支持、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、友好的人機(jī)界面使其成為控制、開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集卡的最佳軟件。圖 5-1 溫度采集系統(tǒng)核心軟件 labview第五章 基于 labview 的溫度采集系統(tǒng)115.1 程序前面板的介紹以及運(yùn)行情況程序前面板的介紹以及運(yùn)行情況我們本次實(shí)驗(yàn)所用的板卡為研華公司研發(fā)的 daq 板卡，因?yàn)槠洳豢膳c in 公司軟件兼容，所以我們要基于研華的子 vi 進(jìn)行設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)。前面板由電壓表，溫度計(jì)，上線報(bào)警，下限報(bào)警，報(bào)警顯示開(kāi)關(guān)組成。設(shè)計(jì)采用的是雙通道數(shù)據(jù)采集，采集顯示溫度表為 pt100 型溫度表和 k 型溫度表。上限報(bào)警溫度為 50 攝氏度，下限報(bào)警溫度為 10 攝氏度。外接一塊

26、pt100溫度表，和一塊 k 型溫度表起到驗(yàn)證作用。在外圍電路中連接兩個(gè)熱電偶，通過(guò)對(duì)熱電偶進(jìn)行溫度調(diào)適，對(duì)虛擬溫度表和顯示溫度表進(jìn)行對(duì)比，調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置。完成前面板設(shè)計(jì)如下圖：圖 5-2 虛擬溫度表前面板第五章 基于 labview 的溫度采集系統(tǒng)12基于研華子 vi 創(chuàng)建度通道采集數(shù)據(jù)采集溫度表，需要對(duì)采集通道進(jìn)行改動(dòng)。子程序只是單通道輸入，通過(guò)改變通道設(shè)計(jì)，變?yōu)槎嗤ǖ垒斎?，本次試?yàn)采用溫度表為 pt100 型溫度表和 k 型溫度表，所以采用通道 4 與通道 6 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。圖 5-3 通道設(shè)置通過(guò)對(duì)溫度上限下限設(shè)定，對(duì)溫度表進(jìn)行保護(hù)。完善溫度表的功能，使之更加完善，更加實(shí)用。圖 5-3

27、溫度報(bào)警系統(tǒng)前面板第五章 基于 labview 的溫度采集系統(tǒng)135.2 程序后面板的介紹以及設(shè)計(jì)情況程序后面板的介紹以及設(shè)計(jì)情況根據(jù)溫度表的需求進(jìn)行后面板設(shè)計(jì)。對(duì)電壓系數(shù)轉(zhuǎn)化為溫度系數(shù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，對(duì)溫度上限、溫度下限進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，對(duì)通道選擇參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。圖 5-4 虛擬溫度表后面板報(bào)警后面板系統(tǒng)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置，對(duì)應(yīng)前面板，選擇合適的圖形程序，可以有效的解決溫度變化對(duì)溫度表的影響。圖 5-5 溫度報(bào)警系統(tǒng)后面板心得體會(huì)14心得體會(huì)心得體會(huì)經(jīng)過(guò)為期一周的智能儀器儀表設(shè)計(jì)，我在很多方面都有了相當(dāng)大的收獲。daq 數(shù)據(jù)采集板卡，labview 等，聯(lián)系到很多方面的知識(shí)，讓我們充分聯(lián)系平時(shí)所學(xué)知識(shí)，全力以赴。它不僅是我鞏固了之前所學(xué)的知識(shí)，加深了對(duì)學(xué)過(guò)知識(shí)的印象，還使我發(fā)現(xiàn)了自己對(duì)理論知識(shí)掌握還不夠扎實(shí)，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)存在著錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我明白了，學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的學(xué)習(xí)生活乃至工作中，都要不斷努力學(xué)習(xí)理論知識(shí)，不斷提高自己的理論素質(zhì)。在這一周的時(shí)間里，我有很多搞不明白的問(wèn)題，但是經(jīng)過(guò)同學(xué)們的指點(diǎn)，就會(huì)有種豁