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LabVIEW的测温体系规划

LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显着区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而L

LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,可是LabVIEW与其他计算机言语的明显区别是:其他计算机言语都是选用依据文本的言语发生代码,而LabVIEW运用的是图形化修正言语G编写程序,发生的程序是框图的方法。

温度是机械工业生产和科学研究试验中的一个非常重要的参数,许多体系的作业都是在必定的温度规模内进行的,需求丈量温度和操控温度的场合及其广泛。

1 虚拟仪器技能与LabVIEW简介

虚拟仪器[1](virtual instrument)是依据计算机的仪器。计算机和仪器的亲近结合是现在仪器开展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方法,一种是将计算机装入仪器,其典型的比如便是所谓智能化的仪器。跟着计算机功用的日益强壮以及其体积的日趋缩小,这类仪器功用也越来越强壮,现在现已呈现含嵌入式体系的仪器。另一种方法是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作体系为依托,完结各种仪器功用。虚拟仪器首要是指这种方法。上面的框图反映了常见的虚拟仪器计划。

虚拟技能、计算机通讯技能与网络技能是信息技能的三大核心技能,其间虚拟仪器是虚拟技能的一个重要组成部分。在虚拟仪器体系中,用灵敏、强壮的计算机软件替代传统仪器的某些硬件,用人的智力资源替代许多物质资源,特别是在体系中运用计算机直接参与测验信号的发生和丈量特征的解析,使仪器中的一些硬件乃至整件仪器从体系中“消失”,而由计算机的软硬件资源来完结它们的功用。

LabVlEW是美国NI公司推出的一种依据G言语的虚拟仪器软件开发工具,是现在国际上运用最广泛的虚拟仪器软件渠道之一,首要运用于仪器操控、数据收集、数据显现等范畴,可运用于Windows、Macintosh、UNIX等多种操作体系渠道。规划者能够像搭积木相同,轻松组成丈量系

统,结构自己的仪器面板,而无需进行任何烦琐的计算机代码的编写。即运用户没有多少编程经历,相同也能运用LabVIEW来开发自己的运用程序。

2 体系规划计划

虚拟温度测验仪将被测目标的温度转换为电压或电流等模拟信号,经信号调度电路进行功率扩大、滤波等处理后,变换为可被数据收集卡收集的规范电压信号。在数据收集卡内将模拟信号转换为数字信号,并在数据收集指令下将其送入计算机总线,在PC机内运用现已装置的虚拟仪器软件对收集的数据进行所需的各种处理。其整体结构如图1所示。


  规划一个仪器,首先要考虑确认其功用,然后依据其功用确认需求规划前面板和程序框图。在虚拟仪器中“仪器”的面板需求显现在计算机屏幕上,依据需求可随时进行修正,本文规划的虚拟温度测验仪要完结如下功用:1)设置操控按钮和显现窗口,实时显现温度巨细,能够对收集进程加以操控;2)设置预警信号,当温度超越某个预设的温度值时,该警示灯变亮;3)能够对收集到的温度信号进行显现、存储和

打印,对收集到的温度进行调用,以便剖析处理和波形回放;4)以实时趋势图的方法直观地看出温度的改变进程,在实时趋势图中新数据接连扩展在已有数据的后边,波形接连向前推动。

2.1 传感器的挑选

对温度的丈量而言,温度传感器的挑选是整个体系的第一步,也是直接影响体系功用的重要因素之一。因为热电阻线性度好。在-200~+500℃的温度规模内取得广泛运用。常用的铂电阻的特点是精度高,功用安稳牢靠,被国际组织规定为-259~+500℃的温度丈量。其阻值与温度的联系能够表明为:

 

式中RT,R0别离为T℃和0℃时的电阻值;A,B为常数,A=3.908×10-3℃,B=5.802×10-7℃。

热电阻传感器需求外加电源将电阻值转换为电压值进行丈量。一般经过平衡电桥将热电阻温度改变转换为电压的改变输出。然后进行扩大,经过丈量电桥输出电压改变求得温度值。

运用3根引线的热电阻如图2所示,其原理是:在运用平衡电桥对热电阻Rt进行丈量时由电阻体引出3根导线,l根的电阻与电源E串联,不影响桥路的平衡,别的2根的电阻被别离置于电桥的两臂内,它们随环境温度改变对电桥的影响能够大部分抵消。


  本文所测温度改变规模:-20~+120℃,精度要求0.5级。经过曲线拟合法对体系进行标定,即可求出测温规模内任一电压对应的温度。

2.2 温度测验体系的信号调度

此温度传感器用温度变送器进行信号调度,温度变送器的作业原理是:选用热电阻作为测温元件,从测温元件输出的信号送到变送模块,经过稳压滤波、运算扩大、非线性校正和反方向维护等处理电路,转换为与温度成线性联系的4~20 mA电流信号输出,在信号输出端加一个220 Ω的电阻转换成0.88~4.4 V的电压信号输出。

2.3 温度测验体系的数据收集

模块化规划数据收集,数据收集模块的规划对后续的数据显现和剖析成果以及整个体系功用的完结,具有直接影响,运用NI公司的DAQ(Data AcquisitiON)卡及其驱动程序规划这一模块,充分运用集成的功用全面的DAQ函数库和子VI,规划能够完结对数据收集的操控,包含触发操控、通道操控等的数据收集模块。

2.4 温度测验体系的程序框图

在进行温度测验时,先确认哪个通道对温度信号进行收集,然后对体系进行调试,调试好后开端数据收集及存储和备份,当温度超越用户所设定的极限值时,温度测验体系会报警提示,当温度在答应的规模内时,测验体系对所收集的信号进行滤波剖析、波形显现、波形调整。详细流程图和程序框图如图3、图4所示。

图4程序框图中,case循环用来判别是否履行温度测验程序,挑选哪种滤波,判别是否超限报警。

3 定论

经过设置不同的前面板左面的参数设置部分,包含温度上下限设置和滤波设置,右边为波形显现部分,包含原始温度波形显现和调整后波形显现以及图形的部分细化、扩大,还有指标值的数值显现。得到如图5所示的丈量成果表明,该丈量方法具有丈量精度高、线性度好、时间短等长处。

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