基于虛擬儀器設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)系統(tǒng)

摘 要 虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。自1986年問(wèn)世以來(lái)，世界各國(guó)的工程師和科學(xué)家們都已將NI LabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿(mǎn)足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要。目前虛擬儀器技術(shù)經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，而今正沿著總線(xiàn)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。虛擬儀器技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用十分普及，如電信、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。在國(guó)內(nèi)，近年來(lái)也開(kāi)有了利用虛擬儀器實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制等功能的例子。

關(guān)鍵詞 虛擬儀器 溫度檢測(cè) LabVIEW

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

溫度（temperature）是表示物體冷熱程度的物理量，微觀(guān)上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量，而用來(lái)量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測(cè)量溫度的基本單位。

虛擬儀器測(cè)溫系統(tǒng)是用虛擬儀器技術(shù)改造傳統(tǒng)的測(cè)溫儀，使其具有更強(qiáng)大的功能。通過(guò)LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)虛擬溫度測(cè)量系統(tǒng)，改善了工作條件，提高了精度，節(jié)約了時(shí)間，降低了成本。該系統(tǒng)的擴(kuò)展性很強(qiáng)，可進(jìn)一步擴(kuò)充其功能，如實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度遠(yuǎn)程測(cè)控等。該系統(tǒng)構(gòu)建測(cè)控系統(tǒng)的方法，可推廣到類(lèi)似的應(yīng)用中，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套在Windows平臺(tái)下的基于虛擬儀器的溫度自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于LabVIEW虛擬儀器軟件能對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，存儲(chǔ)和報(bào)警。

1 繪制原理圖

2 溫度計(jì)及標(biāo)簽

鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)控件選項(xiàng)，在經(jīng)典中選擇經(jīng)典數(shù)值中的溫度計(jì)，控件放置到前面板設(shè)計(jì)窗口的合適位置。然后，用鼠標(biāo)右鍵該控件，在彈出的選項(xiàng)中，單擊顯示項(xiàng)中的標(biāo)簽，將該控件的名稱(chēng)顯示。再鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)控件選項(xiàng)，在新式中選擇修飾中的標(biāo)簽控件，拖放到前面板設(shè)計(jì)窗口的合適位置，并輸入文本“虛擬溫度檢測(cè)系統(tǒng)”。

3 報(bào)警指示燈及滑動(dòng)開(kāi)關(guān)

鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)在控件選項(xiàng)，在經(jīng)典中選擇經(jīng)典布爾中的方型指示燈并拖放到前面板的適當(dāng)位置，并編輯其標(biāo)簽為溫度超過(guò)上限。鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)控件選項(xiàng)，在新式中選擇布爾中的垂直滑動(dòng)桿開(kāi)關(guān)，拖放到前面板合適的位置。然后，用鼠標(biāo)右擊該控件，在彈出的快捷菜單中，單擊顯示項(xiàng)中的標(biāo)簽，隱藏該控件的標(biāo)簽顯示。其他相關(guān)控件也可以這樣設(shè)置。

4 系統(tǒng)主要功能

（1）該溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)由隨機(jī)數(shù)模擬產(chǎn)生，當(dāng)前溫度值可實(shí)時(shí)顯示。（2）可設(shè)置溫度的上、下限，當(dāng)溫度超過(guò)上、下限時(shí)，有報(bào)警提示。（3）能統(tǒng)計(jì)分析溫度的平均值和最大最小值，并能在華氏和攝氏溫度之間轉(zhuǎn)換。（4）溫度的變化能在波形圖上顯示。如圖2。

5 設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)指標(biāo)

（1）由demo VI產(chǎn)生的溫度可以在華氏和攝氏2種之間進(jìn)行切換，其單位為℃，其溫度范圍在-20℃到60℃之間，其精度為4位；（2）溫度上限設(shè)定值的范圍為20℃到50℃之間；（3）溫度下限設(shè)定值的范圍為-12℃到12℃之間；（4）波形圖表的縱標(biāo)尺設(shè)置在-20到60之間；（5）溫度超過(guò)溫度上限或者超過(guò)溫度下限時(shí)，LED警示燈亮否者LED正常燈亮。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳東成.LabVIEW虛擬儀器程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用.北京：人民郵電出版社，2008（12）.

[2] 林繼鵬.虛擬儀器原理及應(yīng)用.北京：中國(guó)電力出版社，2009（02）.