基于LABVIEW的温度检测系统设计

商贸学院毕业设计I1摘要随着电子测试技术的不断发展，测试技术正向自动化，智能化，数字化和网络化的方向发展。其中数字滤波器作为测试技术的重要工具而被广泛的使用与各个领域。本课题是用Labview来实现温度检测系统的设计以及应用首先，本论文介绍Labview相关知识，利用虚拟仪器的开发平台——Labview开发的软件系统，主要包括五个模块：数据采集，显示记录，数据回放，数据处理和数据分析。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是一个基于图形虚拟仪器的软件开发工具，主要用于自动测试、过程控制、仪器设计和数据分析等领域，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件，即“软件就是仪器”，他是在通用计算机平台上，根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能。本文重点介绍了虚拟仪器的界面Labview的应用，并设计一个基于虚拟仪器的数字和控制系统，阐述了系统开发过程中数据的采集和软硬件的设计关键字：Labview温度测量数据采集商贸学院毕业设计II1AbstractAlongwiththeelectronictesttechnology'sunceasingdevelopment,thetesttechnologyforwardautomation,theintellectualization,digitizedandthenetworkdirectiondevelops.Andthedigitalfiltertakethetesttechnologytheimportanttoolbythewidespreaduseandeachdomain.Thistopicisrealizesthetemperatureexaminationsystem'sdesignaswellastheapplicationwithLabviewfirst,thepresentpaperintroducedthattheLabviewrelatedknowledge,theusehypothesizedinstrument'sdevelopmentplatform--Labviewdevelopment'ssoftwaresystem,mainlyincludesfivemodules:Thedataacquisition,demonstratestherecord,playbacking,thedataprocessingandthedataanalysis.VIistheproductwhichthecomputertechnologyandthetraditionalinstrumenttechnologyunifies,isanimportantdirectionwhichtheinstrumentdevelops,Labviewisonebasedonthegraphhypothesizedinstrument'ssoftwaredevelopmenttool,mainlyusesindomainsandsoontestautomation,processcontrol,instrumentaldesignanddataanalysis,itsbasicphilosophyisusesthesoftwareintheinstrumentaldesignorthetestsystemtoreplacethehardwareasfaraspossible,namely“thesoftwareistheinstrument”,heisinthegeneral-purposecalculatorplatform,definesanddesignsinstrument'stestfunctionaccordingtotheuser'sneeds,itsessenceisrealizesfullyusingcomputer'snewesttechnologywiththeexpansiontraditioninstrument'sfunction.Thisarticleintroducedwithemphasisthehypothesizedinstrument'scontactsurfaceLabviewapplication,anddesignsonebasedonthehypothesizedinstrument'sdigitandthecontrolsystem,elaboratedinthesystemperformancehistorydatagatheringandsoftwareandhardware'sdesignKeyword:LabVIEWTemperaturesurveyDataacquisition商贸学院毕业设计III1目录摘要……………………………………………………………………………………ⅠAbstract………………………………………………………………………………Ⅱ第一章绪论1.1课题背景………………………………………………………………………11.1.1背景简介…………………………………………………………………21.1.2引言………………………………………………………………………2第二章虚拟仪器简介2.1虚拟仪器特点……………………………………………………………………32.2虚拟仪器构成……………………………………………………………………4.3Labview8.5的安装及应用……………………………………………………5第三章系统硬件设计3.1系统设计流程模块………………………………………………………………63.2硬件电路设计……………………………………………………………………73.2.1硬件电路基本组成………………………………………………………93.2.2硬件电路基本功能描述…………………………………………………03.2.3硬件电路模块功能分析…………………………………………………33.2.3.1温度传感器电路原理……………………………………………43.2.3.2模数转化以及数据存储原理……………………………………2第四章系统软件设计4.1系统软件设计基本流程…………………………………………………………34.2系统软件设计测量参数原理……………………………………………………24.3数据采集子程序的设计…………………………………………………………34.3.1数据采集卡USB2013简介…………………………………………44.3.2数据采集卡工作原理及分析………………………………………44.4系统闭环控制实现过程…………………………………………………………54.4.1系统闭环基本工作原理……………………………………………54.4.2工程PID算法分析控制器原理……………………………………54.5温度检测系统VI程序设计………………………………………………………6总结………………………………………………………………………………………5结束语……………………………………………………………………………………3参考文献…………………………………………………………………………………4致谢………………………………………………………………………………………4商贸学院毕业设计IV1课题背景背景简介：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，虚拟仪器设备可以由使用者自己定义，这意味着可以自由地组合计算机平台，硬件（包括传统仪器），软件，以及各种实现应用所需要的附件。这种灵活性在由供应商定义，功能固定，独立的传统仪器上是很难达到的。常用的数字万用表，示波器，信号发生器，数据记录仪，以及温度和压力监控仪器就是这种传统仪器的代表。从传统仪器设备向虚拟仪器设备的转变，为现代实验带来了更多实际的利益，同时也促进着实验手段不断更新。引言虚拟仪器技术，就是用户在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器的功能，软件就是仪器反映了虚拟仪器技术的本质特征，美国国家仪器公司生产的NI-LABVIEW是目前最为成功，应用最为广泛的虚拟仪器开发系统，它是一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发，在现代工业生产中，需要对温度测量和控制的场合越来越多，测量温度方法也是多种多样的LabVIEW是图形化开发环境,它具有功能强大、编程效率高、界面友好、参数修改方便等优点,同时它在功能完整性和应用灵活性上也不逊于任何高级语言VI技术也表着目前测试仪器领域的发展方向，LabVIEW是一种功能强大的虚拟仪器开发平台。数字滤波技术是数字信号处理的一个重要组成部分，滤波器的设计是信号处理的核心问题之一.在LabVIEW环境下可以随时对比设计要求调整参数，有利于数字滤波器设计的最优化，有效地克服了传统设计方式中存在的滤波器系数不易调整、与硬件接口程序复杂、开发周期长等问题。LabVIEW为设计数字滤波器提供了一个可靠而有效的途径商贸学院毕业设计V12labview虚拟仪器简介2.1虚拟仪器特点与传统仪器相比，虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点，具体表现为：智能化程度高，处理能力强虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。复用性强，系统费用低应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、更高效、更开放、系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。可操作性强，易用灵活虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印、显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操作性大大提高而且易用、灵活。2.2虚拟仪器构成虚拟仪器的构建主要从硬件电路的设计、软件开发与设计2个方面考虑。硬件电路的设计主要根据用户所面对的任务决定，其中接口设计可选用的接口总线标准包括GPIB总线、VXI总线等。推荐选用VXI总线。因为他具有通用性强、可扩充性好、传输速率高、抗干扰能力强以及良好的开放性能等优点，因此自1987被首次推出后迅速得到各大仪器生产厂家的认可，目前VXI模块化仪器被认为是虚拟仪器的最理想平台，是仪器硬件的发展方向。由于VXI虚拟仪器的硬件平台的基本组成是一些通用模块和专用接口。因此硬件电路的设计一般可以选择用现有的各种不同的功能模块来搭建。通用模块包括：信号调理和高速数据采集；信号输出与控制；数据实时处理。这3部分概括了数字化仪器的基本组成。将具有一种或多种功能的通用模块组建起来，就能构成任何商贸学院毕业设计VI1一种虚拟仪器。例如使用高速数据采集模块和高速实时数据处理模块就能构成1台示波器、1台数字化仪或1台频谱分析仪；使用信号输出与控制模块和实时数据处理模块就能构成1台函数发生器、1台信号源或1台控制器。专用接口是针对特定用途仪器需要的设计，也包括一些现场总线接口和各类传感器接口。系统的主要硬件包括控制器、主机箱和仪器模块。常用的控制方案有GPIB总线控制方式的硬件方案、MXI总线控制方式的硬件方案、嵌入式计算机控制方式的硬件方案3种。V