虚拟仪器
期末设计报告
课题名称：起讫日期：学生学号：学生姓名：报告成绩： 温度监控系统 2012年6月19日- 2012年6月20日 XXXXXX ____ ____XXXX________ ____
中国计量学院信息工程学院
生物医学工程专业
2012年 6 月 20 日
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目 录
一、labVIEW介绍………………………………………………………3 二、labview温度监控设计的介绍……………………………………3 三、labview温度监控程序框图的设计………………………………3 四、labview温度监控前面板的设计…………………………………6 五、DAQ信号采集的概述和配置………………………………………7 六、labview温度监控系统的检验和调试……………………………8 七、个人心得和体会……………………………………………………9 八、参考资料……………………………………………………………10
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labVIEW介绍
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境)是一个基于G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程应用来说是很理想的语言。它含有种类丰富的函数库，科学家和工程师们利用它可以方便灵活地搭建功能强大的测试系统。LabVIEW编程语言最主要的两个特点是图形化编程和数据流驱动。
labview温度监控设计的介绍
这个系统是在硬件温度传感器热敏电阻的基础上完成对温度信号的采集以 得知某段时间内的最高温度、最低温度和平均温度，还可以把测得的摄氏度转换 为华氏供一些特殊的需要，在测量之前同时还可以人为的设定温的上限值和下限 值当温度超过用户设定的温度上限值或者下限值时，红色警示灯会被点亮并且会 有喇叭警告，但温度在上下界限内时亮的时绿色的灯会亮着表示温度在用户设定 的正常范围内。
labview温度监控程序框图的设计
首先是要了解怎么用热敏电阻上采集来的电压值Ut来转化为我们所需要温 度值。在电路上我们要运用一个固定电阻和热敏电阻进行串联接在5伏的电源 上，然后再用伏安法求得热敏电阻的阻值。如图1所示：
图1
其中R0为固定电阻，Rt为热敏电阻。通过简单的计算可得Rt=(Ut*R0)/(5-Ut); 在程序框图的实现如图2所示：
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图2
然后通过热敏电阻的阻值和它两端的电压值来计算出温度（开尔文）。取热敏 电阻B=3850，室内温度为25摄氏度。由公式得T=1/(ln(Rt/R0)/3850+1/298.15); 如图3所示：
图3
通过热敏电阻算出来的开尔文温度再转化为摄氏度通过将开尔文减去273.15得 到想要测得的现在所处环境的温度。
再者是对摄氏度和华氏之间的转换，因为摄氏度是已经通过热敏电阻、电压、 温度之间的转换公式可以计算出来，所以只要把前面计算出来的摄氏度用同样的 方法转化为华氏。转换等式为F=1.8T+32华氏和摄氏度之间的转换也通过程序面 板实现，如图4所示：
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图4
在程序框图中用到了选择控件和转换开关，通过转换开关和选择控件可以在前面 板实现摄氏度和华氏之间的转换。
然后是温度波形的现实预警，波形显示是把设定的上限和下限还有正在采集 的当前温度都在图标波形显示屏上显示，通过把这三个数值进行捆绑后在输送给 波形显示器显示，这样就可以同时显示；显示灯这是用判定范围并强制转换控件 实现。整体的程序框图如图5所示：
图5
在红色警示灯亮的同时还会发出警报，可以提醒用户。
最后是对某段时间内测量温度的最高温度、最低温度和平均温度的输出显 示。用到了数组的最大最小值控件，主要是把在测得的变化的温度取出最高和最
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低温度。还用均值控件来计算平均温度，程序框图如图6所示：
图6 得到的整体程序框图如图7所示：
图7
labview温度监控前面板的设计 前面板的整体布局如图8所示：
图8
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前面板分为用户控制控件和显示控件两部分；控制控件主要是设定固定电阻 的阻值；对上限温度值的设定和对下限温度的设定；还有采集信号的周期设定以 及一个停止运行的stop按钮。显示控件比较多分别是对采集来的热敏电阻两端 的电压值的显示，通过公式求得的热敏电阻的阻值的显示；计算后得到的当前的 温度显示；温度正常和当超过设定界限后的警示灯；对当前温度、上限温度值和 下限温度值进行波形的显示；某段时间内的最高温度、最低温度和平均温度的显 示；最后是时间的显示。
DAQ信号采集的概述和配置
用Labview软件做好的系统想要获取外界的信号和信息就要通过DAQ模块， 连接上面包板来获取想要的信息。 在LabVIEW中，数据采集VI主要位于NI Measurments子模板，其到达途径为All function→NI Measurments。在这个子 模板中，又包括Data Acquisition和DAQMX-Data Acquisition两个子模板提供 不同的数据采集VI。其中，Data Acquisition子模板中是传统的数据采集VI， 面向单个的数据采集卡直接采进信号的电压值，其操作对象是单个的数据采集 卡；而DAQMX-Data Acquisition子模板中的是数据采集DAQMX类型的数据采集 VI，可以面向多个数据采集卡，其操作对象是信号输入或输出通道，并且采进来 的电压值可以根据预先给定的规则变换成实际的物理量值。LabVIEW中的数据采 集实际上包含了模拟输入、模拟输出、数字输入/输出和计数器四种信号输入输 出方式。在设计温度监控系统是DAQ的设定如下图9.1和9.2所示：
图9.1
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图9.2
labview温度监控系统的检验和调试
通过数据线把电脑连接到面包板，设定好DAQ配置并在面包板上接好连线， 开始通过面包板上的电压调节旋钮或者用IN-ELVISmx中的vps改变电压值给温 度监控系统，观察该系统能否正常运行，并进行必要的修改和调试。如图10和 图11所示：
图10
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图11
图9所示为温度在正常范围内的情况；图10为温度超过设定的上限和下限值时的情况。当按stop停止运行时就可以得到在采集温度的最高、最低和平均值。
个人心得和体会
通过这次的对温度监控系统的设计，是自己明白了在设计一个系统之前一定要首先要明确自己想要设计一个具有什么样功能的系统；然后就是查阅相关资料资料了解相关的信息比如计算公式、一些控件的用法和咱们去调试最后做好的系统；再者就是程序框图的连接，虽然找到了需要的控件和这个控件的用法，但有些控件在使用的时候还要对其进行必要的设置，不然会得不到自己想要的结果，甚至还会出现对其连接线时出错这些一些列问题。
总的来说，通过这次的系统设计，自己在对labview这个软件的应用上得到了进一步的熟悉，也被它强大的功能所折服，还有一点是自己认为对自己以后学习有着很大帮助的认识，就是懂得了要学习到真正地知识，不是仅仅在书本上看懂了就了事了，更多的是需要我们自己去运用书本上的知识去实践它，那样就会明白有时候光靠理解是不够，通过动手去实践学到的是远远超出书本上那块的知识的。
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参考资料
[1]Jeffey Travis ,Jim Kring,乔瑞平（译），labview大学生实用教程 第三版 [M].电子工业出本社，201109
[2]LabVIEW User Manual，National Instruments Corporation.[B]，199810： 20
[3]赵子珍.梁尊.李书川.唐春隆，热敏电阻测温仪探讨[A]，20070328 [4]院亮.常缨.，一种准确测量热敏电阻温度特性的方法[J].大学物理， 2000,(1)：36-38
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