基于LabVIEW的多通道温度测量系统设计
基于LabVIEW的多通道温度测量系统设计
彭登;罗贤虎;徐行
【摘要】为了多种应用环境下的多点温度测量,设计一种基于LabVIEW的多通道
温度测量系统.系统是基于LabVIEW图形化开发环境,利用RTD作为温度传感器,连续采集传感器信号,经过NI9219四通道RTD输入模块进行信号调理,通过USB接
入计算机,进行信号的连续采集测量,实时显示各通道信号并进行温度数据的分析处理.系统测试结果表明,测量系统的精度为0.01℃,有效测量范围为0～+300℃,验证其有效可行.
【期刊名称】《电子设计工程》
【年(卷),期】2014(022)007
【总页数】4页(P47-49,53)
【关键词】LabVIEW;多通道;RTD;温度测量;采集
【作者】彭登;罗贤虎;徐行
【作者单位】广州海洋地质调查局广东广州510760;广州海洋地质调查局广东广州510760;广州海洋地质调查局广东广州510760
【正文语种】中文
【中图分类】TN06
温度是工业生产和科学实验中常见的工艺参数之一,而且在许多工程项目中温度指
标也是不可或缺的重要参数.例如碳化铁反应速率随操作时的变化而升降,反应过程
中操作温度的高低不但影响反应完成所需的时间,还影响到转化率的大小.因此,准确、
方便地获取温度数据就显得尤为重要.而在水文气象、机房动力环境监测、粮仓、土壤、农场、矿业、智能家居配套等领域,需要在多个监测点进行温度监测和测量,因此,多点温度监测和测量系统的设计具有十分重要的意义[1-2].
针对多点温度测量的特点,设计基于虚拟仪器平台LabVIEW的多通道温度测量系统[3-4],选择贴片式Pt1000铂电阻作为温度传感器,通过NI9219数据采集卡进行采集,运用硬件滤波和软件滤波技术提高多通道温度测量系统的抗干扰性,并在上位机软件界面用波形图表的方式实时显示整个测量过程中每个通道的温度变化情况,测量结束,对整个测量过程的原始数据结果进行记录和保存.
多通道温度测量系统由4个Pt1000铂电阻、NI9219数据采集卡、NI USB-9162模块外盒连接器、计算机组成.
Pt1000是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变. Pt后数字1 000表示它在0℃时阻值为1 000Ω,在300 ℃时它的阻值约为2 120.515Ω,并且Pt1000的阻值随着温度上升成线性增涨[5].Pt1000铂电阻引出导线采用三线制,减小了导线电阻带来的附加误差;NI9219数据采集卡是24位的通用模拟输入数据采集模块,可以对RTD信号进行采集和调理,经过NI USB-9162模块外盒连接器接入计算机进行数据采集.整个测量系统可以同时采集4路温度信号,在上位机软件界面上可以设置采样模式、采样率和采样数,采样的起始时间和结束时间,在整个测量过程中界面可以利用波形图表实时显示各通道的温度测量变化值以及整个测量过程中温度最大值、最小值和平均值,测量过程结束,可以对测量的原始数据进行记录保存,以便进行后续的数据处理[6-7].多通道温度测量系统结构框图如图1所示.
2.1 硬件电路设计
NI 9219各通道间相互隔离,4个24位模数转换器(ADC)可同时对4个模拟输入通道进行采样.由于铂热电阻Pt1000输出的是低压信号,且其信号容易被噪声干扰,因此, NI9219数据采集卡须对Pt1000输出的是低压信号进行调理和滤波,NI9219
某一路通道的输入电路如图2所示.
NI9219可以同时采集4路温度信号,每路由EX+和EX-端口分别对应Pt1000的引脚,LO端口为各通道共地端,与系统中的其他模块相隔离.通道经滤波后,由一个24位的模数转换器对其采样.3线RTD模式下,NI 9219提供激励电流,电流值随EX+和EX-端子间负载值变化.此模式下,如所有导线具有相同的阻值,可对线性阻抗误差进行补偿.NI 9219为负接线端提供2x 电压增益,ADC使用此电压值作为负端参考电压,用于消除正负接线端间线性误差.NI 9219的激励电路具有过压保护和过流保护功能,发生过压及过流情况时,模块自动禁用电路.故障排除后,通道可自动恢复.模块支持低功耗休眠模式,处于休眠模式时无法与其它模块通信,休眠模式下系统功耗较低,散热量也低于正常工作模式[8].
2.2 软件流程设计
基于LabVIEW的多通道温度测量系统软件流程图如图3所示[9-10].
上位机软件界面可以对多通道温度测量系统各项参数进行设定,包括采集物理通道及电阻类型配置、电流激励源及电流激励值的设置,采样模式、采样率及每通道采样数设定、被测目标温度范围、测量起始时间及结束时间等参数设定.
在进行测量的过程中,上位机波形图表可以实时监测4个通道的温度变化,并且每个通道的温度数据用不同的颜色进行标记,实时显示每个通道采集数据的最大值、最小值及平均值,以便于测量现场快速得出初步的测量结论,测量结束将保存当次测量的所有原始数据,以便进行后期的分析处理.软件界面如图4所示.
多通道温度测量系统设计可以分为系统配置、数据采集、数据处理和数据保存4个阶段[11-12].
其中系统配置环节主要是对NI9219数据采集卡物理通道及电阻类型的配置、电流激励源及电流激励值的设置,被测目标温度范围、测量起始时间及结束时间等参数设定.
数据采集环节是系统按照测量者对采样模式、采样率及每通道采样数进行设
定,NI9219数据采集卡读取模拟输入通道任务中的4个波形数据.
数据处理环节,上位机波形图表实时读取数据缓冲区里的温度数据,每个通道的温度
数据用不同的颜色进行标记,并且实时显示每个通道采集数据的最大值、最小值及
平均值,便于测量者直观地查看和初步分析.虽然整个系统是利用NI9219的DAQmx驱动程序对数据采集模块进行配置,避免了电压数据换算到温度数据的数
学计算过程,在一定程度上能够降低信号干扰,但是,在进行电阻-温度数据采集的过
程中,由于电磁干扰或零点漂移会引起电压的上下浮动,从而使测量的温度值会出现
小范围的波动,导致测量的结果精度降低.本系统在上位机软件部分,在LabVIEW的
程序框图中利用公式节点编程,在1s时间内连续采集1 000个温度值,计算其算术
平均值,将平均值作为采样结果.这样可以有效的抑制温度值的跳动,通过提升数据采集卡的采样率和每通道采样数,达到提高测量结果的精度的目的[13].
数据存储环节实现原始数据存储功能,将其写入TDMS文件中,方便后续的数据查看、提取、处理.
将基于LabVIEW的多通道温度测量系统放在高精度的恒温槽内进行稳定性实验,高精度的恒温槽是广州海洋地质调查局方法所在2009年根据课题组工作需要建立的,设备由高精度恒温槽、一等铂金热电偶、高精度温度测量电桥和交流稳压设备等组成,精确度为0.01 ℃,如图5所示.
调节设定恒温槽参数,将4个RTD的探头放置于恒温槽内进行测试,设置采样点数
为500,采样频率为1 Hz,进行多次反复测试,得到的实验数据如表1所示.
从多次多通道温度测量系统在恒温槽内测量结果中可以看出,4个通道被测点温度
差值最大的为0.02 ℃,整个恒温槽内最大差值为0.028 ℃,达到预设的目的,通过多
次实验数据表明,测量系统的稳定性很好.
文中介绍的基于LabVIEW的多通道温度测量系统测量精度为0.01 ℃,有实验数据
支持的有效测量范围为0～+300 ℃.系统采用可实时监测被测对象温度的功能,实现了PC机自动测量和数据采集的功能,还实现了数据的实时显示和存储功能,测量过程易于操作且无需人为干预,可靠性高,能够很好的实时多任务同步运行,更好的保证多点温度测量数据的处理与显示系统的实时性、可靠性和扩展性.并且利用标准的数据采集模块和LabVIEW图形化开发环境,可以在其基础上快速的进行二次开发,提高了开发效率,体现了虚拟仪器在多点温度测量监测领域的广阔前景.
【相关文献】
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基于Labview的环境温度测试系统——开题报告
北京联合大学毕业设计（论文）开题报告 题目：基于labview 的环境温度测试系统 专业：指导教师： 学院：学号： 班级：姓名： 一、课题任务与目的 本设计利用LabVIEW在虚拟仪器平台上开发出一个温度采集系统, 以单片机为下位机，以LabVIEW软件作为上位机的虚拟仪器，具体要求如下： 1、进行下位机的温度数据采集系统的设计，采用一片STC89C52作为微处理器，两片DS18B20进行温度测量和一片MAX232进行串口通信的电平转换以及附属电路的设计，可实现两路温度实时测量。 2、开发PC机的上位机软件，利用NI公司的LabVIEW作为软件平台，开发一套应用软件，包括前面板的设计、串口通信模块的设计、温度测量模块的设计、数据存储模块和数据回放模块的设计。 3、实现上下位机的串口通讯，可实现温度数据的上传以及对前端采集部分的控制与管理。利用LabVIEW的串口通信模块实现与单片机的串口通信。 二、调研资料情况 随着虚拟仪器技术在测控系统的广泛使用，测控技术走向软件化、图形化的趋势明显，虚拟仪器“以软代硬”的思想，在大大降低工程中硬件所占比重的同时，也大大降低了工程技术人员使用门槛．但在学习LabVIEW语言时存在的问题是供学习使用的硬件不多。价格高的硬件是摆在每一位学虚拟仪器数据采集的学习者很难解决的矛盾，对于希望学习LabVIEW的广大工程技术人员而言，开发一种易学易用的成本低廉的智能仪表帮助学习虚拟仪器设计。是很有意义的。基于这种思想，在实验室设计了以单片机为下住机，以LabVIEW软件作为上位机的虚拟仪器学习实验平台，该平台价格低．工程技术人员或学生可以通过该平台的学习，很快上手开发实际工程，因而本实验装置具有很强的实用价值。 温度是工农业生产的主要环境参数,对其进行适时准确的测量具有重要意义。很多生产设备、热工装置及大型仓库等需要进行温度测量，但由于许多工作场合环境恶劣,不宜采取人工测量,因此,设计一种能够进行温度的自动检测系统具有较为广泛的应用价值。根据温度传感器的性能特点和测试要求，利用虚拟仪器(Virtual Instruments，简称VI)代替真实的仪器设备,基本不用投入仪器设备及
基于LabVIEW的四通道温度数据采集系统的设计概要
摘要 虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密地融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。 本设计是基于LabVIEW 2010开发平台而简单模拟设计的一个四通道数据采集系统，其中下位机是采用单片机模拟产生实时温度数据，上位机系统则具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警系统、数据记录查看等功能，实现了四通道温度数据采集的目的。 本文首先概述了虚拟仪器技术，LabVIEW开发平台，然后简单那介绍了数据采集的相关理论，最后具体讲解了本设计的各个模块在LabVIEW 上是如何实现的。 关键字：虚拟仪器；数据采集；LabVIEW
Abstract Virtual instrument(VI) combines computer science, bus technology, software engineering with measurement instrumentation technology, making use of the computer powerful digital processing ability realize most of the functions of the instrument, breaking the traditional instrument, forming the framework of a new instrument model. This design is based on LabVIEW 2010 development platform and simple simulation design of a four channel data acquisition system, including lower machine is produced by single chip microcomputer simulation real-time temperature data, PC system has data collection, data collection and real-time display, storage and management, alarm system, data record check, and other functions, realize the four channel temperature data collection purpose. This paper first summarizes the virtual instrument technology, LabVIEW development platform, and then simple that introduces the data acquisition of relevant theory, and finally to explain in detail the design of each module in LabVIEW on how it is done. Key words: Virtual Instrument; Data acquisition；LabVIEW
基于LabView的温度采集系统
基于LabView的温度采集系统 摘要：随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广。本设计用LabView软件在PC机上编程实现了多点温度采集、动态图形显示、数据存储、报警、数据分析等功能，并重点对基于LabVIEW的虚拟温度采集系统的设计进行了讨论。 关键词：LabVIEW; 温度采集 0引言 进入21世纪以来，作为测试技术的一个分支，虚拟仪器的开发和研制在国内得到了飞速的发展。它可以利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果。目前，常用的温度采集系统绝大部分是由集成温度传感器和单片机构成的，设计过程繁琐、调试期长、修改不方便。本文借助LabVlEW 图形化软件开发系统，用软件代替DAQ数据采集卡设计的这种虚拟温度采集系统，比以前的更易修改且成本低、周期短。 1 设计思想 该系统的功能框图如图1所示。 图1 系统功能框图 本温度采集系统的设计采用软件代替了DAQ数据采集卡，使用Demo read voltage子程序来仿真电压测量，然后把所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数。在数据采集过程中，实时地显示数据。当采集的温度值大于设定的高限报警数值时，就会点亮高报警红色灯，同时触发条件结构里的事件发生，使系统发出蜂呜声。当采
集过程结束后，在图表上画出数据波形，并算出最大值、最小值和平均值，并自动产生数据文件的头文件，它包括操作者名字和文件名，将采集的数据附在头文件后面，以供查询。 2 子程序设计 2.1 温度计子程序 温度计界面程序如图2所示。在框图程序中设定温度计的标尺范围为0.0到100.0，在前面板窗口中放入竖直开关控制用下选择“温度值单位”，即选择以华氏还是摄氏显示。 图2 温度计程序图 2.2 实现步骤 1、点击框图程序窗口的空白处，弹出功能模板，从弹出的菜单中选择所需的对象。本程序用到下面的对象： Multiply（乘法）功能，将读取电压值乘以100.00，以获得华氏温度。 Subtract（减法）功能，从华氏温度中减去32.0，以便转换成摄氏温度。 Divide（除法）功能，把相减的结果除以1.8以转换成摄氏温度。 Select（选择）功能（Comparison子模板）。取决于温标选择开关的值，该功能输出华氏温度（当选择开关为false）或者摄氏温度（选择开关为True）数值。 Demo Read Voltage VI程序（Tutorial子模板）。该程序模拟从DAQ卡的0通道读取电压值，并把所测得的电压值转换成华氏或摄氏读数。 随机数产生功能（Numeric子模板），用于产生随机温度值。 数值常数。用连线工具，点击要连接一个数值常数的对象，并选择Create Constant功能。若要修改常数值，用标签工具双点数值，再写入新的数值。
基于LabVIEW的自动温度监控系统的设计
基于LabVIEW的自动温度监控系统的设计作者：何乾伟，王小魏，黄致尧 来源：《科技视界》 2015年第27期 何乾伟王小魏黄致尧 （西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都610500） 【摘要】传统的温度监控器功能完全依赖硬件实现，有精度低、速度慢、价格昂贵等缺点，根据温度监控的需要，结合虚拟仪器的特点，基于LabVIEW的开发平台设计了一种自动温度监 控系统。该系统主要完成了前面板和程序框图的设计，具有使用灵活、效率高、自动化程度高、操作简单、可实现用户自定义其功能等优点。 【关键词】温度监控系统；LabVIEW；程序；设计 ０引言 借助于仪器仪表技术和计算机技术的飞速发展，虚拟仪器随之诞生，20世纪80年代，美 国国家仪器公司首先提出虚拟仪器的概念，和传统仪器相比，虚拟仪器具有使用灵活、效率高、自动化程度高、操作简单、可实现用户自定义其功能等优点。虚拟仪器已成为未来仪器发展的 一种趋势，但这也对现有虚拟仪器技术提出了更高的要求。 本文重点介绍了一种基于LabVIEW而设计的数字化自动温度监控系统，在很大程度上解决 了传统温度检测仪器的诸多弊端。该仪器可以由用户自由地组合计算机平台、硬件、软件、以 及各种实现应用所需要的附件，这种灵活性可由供应商定义，功能固定、独立的传统仪器无法 与之相比。 １自动温度监控系统的设计指标 该自动温度监控系统基于LebView而设计，在实现传统温度监控器所实现的功能的基础上，结合虚拟仪器的特点进而增加了一些传统仪器不具备的新功能，该设计实现的主要功能如下： 1）实时监测温度数值； 2）自动分析已检测温度，显示最大温度、最小温度和平均温度； 3）设定温度的监控范围，出现异常时报警提示； 4）华氏温度与摄氏温度之间互相转换； 5）用户可以控制监测过程。 ２自动温度监控系统的设计 ２.1前面板的设计 前面板的设计主要包括显示部分和控制部分，具体设计步骤如下，图1为前面板的设计图。 2.1.1显示部分
基于labview的温度采集系统设计
基于LabVIEW 温度采集系统设计 摘要：用ATmega16 单片机对温度数据进行处理，然后经过串口和数据采集卡上传到上位机，再利用虚拟仪器软件LabVIEW 作为温度采集监测系统开发平台，实现对温度采集、显示、监测、报警等功效。利用图形化虚拟仪器技术不但简化了系统硬件，软件实现也很方便，同时图形化显示使结果更直观、准确，并给出了模拟系统程序。 关键词：LabVIEW 、虚拟仪器、温度、采集引 言 虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合产物，它充分利用计算机强大运算处理功效， 突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存放等方面限制。本文利用虚拟仪器平台，经过编写LabVIEW 软件对温度进行测量，能够降低硬件重复开发，有利于系统维护，也便于系统软件升级。
一、虚拟仪器 1. 1虚拟仪器概述 虚拟仪器是在以计算机为关键硬件平台上，其功效由用户设计和定义，具备虚拟面板，其测试功效由测试软件实现一个计算机仪器系统。虚拟仪器实质是利用计算机显示器显示功效来模拟传统仪器控制面板，以多个形式表示输出检测结果；利用计算机强大软件功效实现信号数据运算、分析和处理；利用I /O 接口设备完成信号采集与调理，从而完成各种测试功效一个计算机仪器系统。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。 1. 2虚拟仪器图形化开发平台 LabVIEW 是一个图形化编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究试验室所接收，视为 一个标准数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485 协议硬件及数据采集卡通讯全部功效。它还内置了便于应用TCP/ IP、A ct iveX 等软件标准库函数。LabVIEW 编程环境包含两个面板：前面板和程序框图面板。经过编制虚拟仪器前面板来模 拟真实仪表面板，在程序前面板上，输入量被称为控制，输出量被称为显是控制和显示是以各种 图标形式出现在前面板上。框图程序用LabVIEW 图形化编程语言编写，能够把它了解成传统程
LabVIEW的测量系统设计满足精确要求
LabVIEW的测量系统设计满足精确要求在现代工程技术领域，测量和控制系统是关键的组成部分，用于确保产品和设备的可靠性和精确性。LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种功能强大的软件开发环境，广泛应用于测量系统设计中。本文将探讨如何使用LabVIEW来设计一个满足精确要求的测量系统。 一、测量系统的基本要素 在进行测量系统设计之前，首先需要了解测量系统的基本要素。测量系统由传感器、信号调理、数据采集、数据处理和显示等组成。传感器用于将待测量物理量转换为可测量的电信号。信号调理模块负责对传感器输出进行放大、滤波和增益等处理，以保证信号的准确性和稳定性。数据采集模块用于从信号调理模块获取数据，并将其转换为数字信号。数据处理模块用于对原始数据进行分析、处理和转换，从而得到所需的测量结果。最后，显示模块用于将测量结果以可视化的方式展示给用户。 二、LabVIEW在测量系统设计中的应用 LabVIEW是一种图形化的编程语言，具有直观的界面和丰富的功能模块库。它能够满足测量系统设计中的各种需求，并且易于使用和扩展。 1. 数据采集与信号调理
LabVIEW提供了各种丰富的数据采集模块，包括模拟输入输出（Analog Input/Output）、数字输入输出（Digital Input/Output）和计时 器/计数器（Timer/Counter）等。这些模块可以与各类传感器和设备进 行接口，实现数据的准确采集和处理。此外，LabVIEW还提供了强大 的信号调理功能模块，如滤波器、放大器、增益器等，以确保信号的 质量和准确性。 2. 数据处理与结果显示 LabVIEW具有强大的数据处理和分析功能，可以对原始数据进行 滤波、傅里叶变换、统计分析等操作。通过使用LabVIEW提供的数据 处理模块，可以实现对测量数据的精确处理和分析。同时，LabVIEW 还支持各种图形化显示功能，如波形图、柱状图、曲线拟合等，能够 将测量结果直观地展示给用户。 三、LabVIEW设计案例分析 为了更好地说明LabVIEW在测量系统设计中的应用，我们将通过 一个实际案例来进行分析。 假设某工程项目需要设计一个温度测量系统，要求精确度为±0.1℃。系统的输入是来自一个温度传感器的模拟信号，输出是以数字形式显 示的温度值。 1. 系统硬件配置 首先，需要选择合适的硬件设备来构建系统，如数据采集卡和温度 传感器等。这里以NI公司的数据采集卡和一个模拟温度传感器为例。
基于LabVIEW的温湿度测控系统
基于LabVIEW旳温湿度测控系统 1、设计目旳 运用LabVIEW图形化编程平台，设计一种温湿度测控系统，对某一环境中旳温度湿度进行测量、显示、控制以及记录。自行设计顾客界面，自行定义数据类型，自行选择程序构造和函数措施，规定最后系统UI和谐、功能完善、操作简便。 2、设计内容 ●采用仿真方式生成温湿度信号； ●使用温度计、仪表盘或其他控件显示即时温湿度信息，使用波形 显示控件记录温湿度曲线数据并能保存到指定途径和格式文献中； ●具有温湿度范畴显示，规定系统具有警示功能； ●设计子VI，对温湿度范畴进行调节； ●输出虚拟控制信号，自动控制外部设备调节温湿度； ●自定义其他功能。 3、前面板设计
图 1 温湿度测控系统前面板图 温湿度测控系统前面板如图1所示。具体功能如下：●使用波形图显示每次采集旳温湿度数据曲线图 ●使用温度计和仪表盘分别显示每次采集旳温湿度数据●使用波形图显示24小时旳温湿度数据曲线 ●使用滑动条调节温湿度范畴并显示具体范畴旳数值 ●使用数值输入控件调节虚拟外部设备功率 ●使用批示灯显示温湿度超界警告 ●使用批示灯显示虚拟外部设备工作状态 ●使用波动开关控制系统启停 4、程序框图 ●设计思路
图 2 温湿度测控系统总程序框图
图 3 系统流程图 系统程序框图如图2所示，系统旳工作流程如图3所示。当系统
启动后数据采集器便开始工作，将采集到旳温湿度数据与系统设立旳温湿度范畴进行比较。若温湿度超过设定范畴则激活警报装置。之后判断温湿度是大于设定上界还是小于设定下界，若超过设定上界则启动虚拟外设进行降温或除湿，反之若超过设定下界则启动虚拟外设进行升温或加湿。之后将数据通过显示设备显示出来并保存到指定文献中。 ●温湿度控制调节子VI设计 图4所示为温度控制调节程序框图，但是它同样可以用作湿度控制调节。其工作流程不难从图中看出：将采集到旳温度数据与设定旳温度范畴进行比较并结合外设功率拟定外设旳升温功率和降温功率。当采集到旳温度大于最大值时输出负数表达降温，反之输出正数表达升温。 图 4 温湿度控制调节子VI程序框图 ●温度模块
#LabView温度监测系统
设计题目：传感器技术与应用课程设计基于 LabView 的温度监测系统 班级：电信 08-1 班 学号： 29 号 姓名：李锦明 指导老师：张静 设计时 间： 2018 年 12 月 5 日 摘要 随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了很大的进步，采集数据的信息化是目前社会的主流发展方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探，地震数据采集领域已经得到应用。随着测控技术的迅猛发展，以虚拟仪器为核心的数据采集系统已经在测控领域中占到了统治地位。 数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输显示、储存等操作。数据采集系统主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。温度数据采集系统广泛的应用于人们的日常生活中。 本文主要介绍了利用 labview 实现温度采集系统的设计过程，系统结构时利用了labview 的虚拟仪器技术，由 labview 虚拟系统自生成温度信号，通过温度的采集实现对温度数据的采集，预处理，分析，储存和显示。全文的内容主要包括：虚拟仪器的发展，labview 虚拟仪器的介绍，温度采集系统的制作与调试最后是自己在本次制作中的不足与展望。 关键词： labview ，虚拟仪器，温度监测系统 目录 中文摘要 1 一概述 3 1.1研究背景 3
1.1.1温度的研究背景 3 1.1.2LABVIEW 的发展 3 1.2研究的意义 4 二设计的任务以及要求 4 2.1设计的任务 4 2.2设计的要求 4 三系统化设计 4 3.1系统设计方案 4 3.1.1结构框图 4 3.2.2系统工作原理 5 3.2单元模块设计 5 3.2.1单元模块的设计 7 3.2.2单元模块的链接 9 四系统调试 8 4.1前面板布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 8 4.2 系统运行以及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .8 五结论与展望 9 六仪器设备清单 9 参考文献 9 一概述 1.1研究背景 1.1.1温度的研究背景 传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压﹑力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准 ( 非线性校准、温度补偿、传感器标定等＞；且它们的体积较大、使用不够方便，更重要的是参数的设定需要有其它仪表的参与，外界设备多，成本高，因而越来越适应不了社会的要求。在对多类型、多通道信号同时进行检测和控制中，传统的测控系统能力有限。如何将计算机与各种设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很迫切的问题。温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。
基于LabVIEW的实时温度采集系统设计
基于LabVIEW的实时温度采集系统设计 1. 概述 实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备，可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。 2. 硬件设计 2.1 传感器选择 在实时温度采集系统中，传感器的选择十分重要。常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。在本系统中，我们选择了DS18B20温度传感器，这是一种数字温度传感器，具有精确度高、精度稳定等特点，适合于实时温度采集系统的应用。 2.2 数据采集模块 数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过接口与上位机进行通信。在本系统中，我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块，它不仅具有良好的性能和稳定性，而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。 2.3 信号调理电路 温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理，以提高系统的稳定性和准确性。常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。
2.4 数据通信模块 数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实 时传输给上位机。在本系统中，我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。 3. 软件设计 3.1 LabVIEW界面设计 LabVIEW是一种图形化编程环境，可以通过拖拽元件来组装控制 面板和数据处理模块。在本系统中，我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。 3.2 数据处理及算法设计 在实时温度采集系统中，数据处理和算法设计是十分重要的部分。根据采集到的温度数据，我们可以进行实时的数据处理、异常检测和 报警等操作。通过结合LabVIEW的图形化编程特点，我们可以方便地 设计和调试各种数据处理算法。 4. 系统实施与测试 根据以上的硬件和软件设计方案，我们可以开始进行系统的实施 和测试工作。首先，按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接，然后 进行LabVIEW程序的开发和调试。在调试过程中，需要对温度传感器 的精度和采集频率进行验证，并进行实时数据的显示与存储测试。 5. 结果与分析
基于LABVIEW分布式温度监测软件的设计【文献综述】
毕业设计开题报告 测控技术与仪器 基于LABVIEW分布式温度监测软件的设计 1课题背景与意义 温度是个基本的物理量，它是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一，随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广，合理的温度范围和准确的温度测量对提高产品的质量，产量，降低消耗，实现工业生产的自动化，均有积极的作用，因此温度的监测技术的研究具有重要的意义，目前的测温控制系统大都使用传统温度测量仪器，其功能大多都是由硬件或固化的软件来实现，而且只能通过厂家定义，设置，其功能和规格一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能，因此已不能适应现代化监测系统的要求，随新旧计算机技术的飞速发展，近几年美国国家仪器公司率先提出了虚拟仪器的概念，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改的模式，使测控仪器发生了巨大的变革，虚拟仪器技术提出了“软件即仪器”的仪器设计思想，是目前最为成功应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统，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，它可将计算机资源与仪器硬件，DSP技术结合，在系统内共享软硬件资源，用户可根据测试功能的需要，自己设计所需要的系统。 2温度检测方法和发展 Fahrenheit在1706年制造的水银温度计是温度测量的一个重要的里程碑，他在温度计上使用了三个温度固定点：水和氯化铵的混合物的温度为0华氏度，冰和水的混和物的温度为32华氏度，人体的温度为96华氏度，1742年，瑞典的A。Celius发明了一种新的水银玻璃温度计，他规定水的沸点为100摄氏度，冰的融化点是0摄氏度，在这两个固定点间，将温度计等分为100分，每份1摄氏度。 目前常用温度检测的方法有以下几种：平均升温法。工业上普遍采用的一种测量电抗器温度的方法，是平均升温法。该方法主要是利用电抗器断电后的绕阻
基于LabVIEW的温度采集系统报告.doc
汕头大学工学院 二级项目报告 项目题目：基于labview的温度采集系统 指导教师：庄哲民 系别：电子工程系专业：电子信息工程完成时间： 2011年8月1日至 9月10日 成绩：评阅人：庄哲民 摘要
虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。 本设计采用USB5935数据采集卡，运用虚拟仪器及其相关技术于温度采集系统的设计。该系统具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警记录等功能。 本文首先概述了测控技术和虚拟仪器技术，探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LabVIEW开发平台，然后介绍了数据采集的相关理论，给出了数据采集系统的硬件结构图。在分析本系统功能需求的基础上，介绍了程序模块化设计中用到的技术，最后一章给出了本设计的前面板图。 关键字：虚拟仪器；数据采集；LabVIEW
绪论 1.1 引言 测控技术在现代科学技术、工业生产和国防科技等诸多领域中应用十分广泛，它的现代化已被认为是科学技术、国防现代化的重要条件和明显标志。20世纪70年代以来，计算机、微电子等技术迅猛发展，在其推动下，测控仪器与技术不断进步，相继诞生了智能仪器、PC仪器、VXI仪器、虚拟仪器及互换性虚拟仪器等微机化仪器及其自动测控系统，计算机与现代化仪器设备间的界限日渐模糊，测控领域和范围不断拓宽[1]。 近年来，以计算机为中心、以网络为核心的网络化测控技术与网络化测控系统得到越来越多的应用，尤其是在航空航天等国防科技领域。网络化的测控系统大体上由两部分组成：测控终端与传输介质，随着个人计算机的高速发展，测控终端的位置越来越多的被个人计算机所占据，其中，软件系统是计算机系统的核心，甚至是整个测控系统的灵魂，应用于测控领域的软件系统称为监控软件。传输介质组成的通信网络主要完成数据的通信与采集，这种数据采集系统是整个测控系统的主体，是完成测控任务的主力。因此，这种“监控软件－数据采集系统”构架的测控系统结构在很多领域都得到了广泛的应用，并形成了一套完整的理论[1]。 1.2 课题背景 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。 1.3 本设计所做的工作 本设计以两个独立通道进行设计，从传感器来的模拟输入信号，经过信号调理后，输入到USB5935数据采集卡，然后经过USB总线送入PC机，由软件进行数据处理，包括采样波形的实时显示，并进行历史数据保存，边采集边保存，还有实时报警并记录处理等功能。 虚拟仪器
最新毕业设计：基于labview的温度监控系统设计(终稿
最新毕业设计：基于l a b v i e w的温度监控系统设计(终稿
青岛理工大学 毕业设计（论文） 题目基于LabVIEW的温度监控系统 设计 学生姓名：苏国伟 学生学号： 200706054 指导教师：文研 机械工程学院测控技术与仪器专业 072 班 2011年5月13日
摘要 针对传统测温系统存在的若干问题，基于虚拟仪器技术，利用Lab VI EW 软件设计开发了温度测量系统将传感器测量到的数据通过数据采集卡采集到计算机．再利用虚拟仪器开发软件L a b VI E W 进行编程．向用户提供操作界面和显示界面，实现了温度的数据采集、传送、分析和显示，并向用户提供历史查询功能。结果表明，系统结构简单、界面良好、易于操作，测量准确、稳定可靠、温度控制精度优于± 0 - 3 ℃．可以满足工业测试的需要。 关键词：虚拟仪器；L a b VI EW；软件设计；温度测量。
Abstract I n v i e w o f t r a di t i o na l t e mpe r a t ur e me a s u r e me nt e x i s t e n c e ce r t a i n qu e s t i o ns ，us i ng o f La bVI EW s o f t wa r e， t he t e mp e r a t u r e me a s u r i n g s y s t e m b a s e d o n v i r t u a l i n s t r u me n t t e c h n i q u e i s d e s i g n e d ．I t c a n r e a l i z e t h e d a t a a c q u i s i t i o n o f t e mp e r a t u r e a s we l l a s d a t a t r a n s mi s s i o n， a n a l y s i s a n d d i s p l a y ， wi t h t h e d e v e l o p me n t s o f t w a r e o f v i r t u a l i n s t r u me n t s La b VI EW ，s e n s o r s ， d a t a a c q ui s i t i o n s a nd S O o n， i n a dd i t i o n t o p r o v i d e u s e r s wi t h hi s t o r ic d a t a i nq ui r e ．Ex pe r ime n t a l r e s ul t s s ho w t h a t t h e s y s t e m i s s i mp l e， g o od i nt e r f a c e， e a s y o pe r a t i on， me a s ur e me n t a c c u r a c y， s t a bl e， t
基于labview的温度监测系统设计任务书
基于labview的温度监测系统设计任务书基于LabVIEW的温度监测系统设计任务书: 1. 任务概述 本任务旨在设计一个基于LabVIEW的温度监测系统,能够实时监测传感器输出的温度数据,并能够进行数据采集、处理、存储和实时显示。该系统将使用一个传感器、一个数据采集模块和一个图形化用户界面,以实现对温度的监测和控制。 2. 系统功能 2.1 数据采集 该系统将使用一个温度传感器来采集温度数据。传感器将实时输出温度值,并将其发送到数据采集模块。数据采集模块将接收传感器输出并将其转换为数字信号,以便在图形化用户界面中进行显示。 2.2 数据处理 数据采集模块将接收传感器输出并将其转换为数字信号。这些数据将存储在一个数据库中,以便进行后续分析和处理。数据处理模块将使用SQL语言或其他数据库技术来访问数据库,并提取所需的数据。 2.3 实时显示 系统将使用图形化用户界面来实时显示温度数据。用户将能够通过拖拽和放置控件来自定义用户界面,并使用控件来实时监测温度数据。 2.4 控制 系统将使用LabVIEW编程语言来控制系统的运行。用户可以通过编程来设置温度传感器的阈值、设定温度报警阈值等,以便对系统进行控制。
3. 系统硬件 3.1 传感器 该系统将使用一个温度传感器来采集温度数据。传感器将实时输出温度值,并将其发送到数据采集模块。 3.2 数据采集模块 该系统将使用一个数据采集模块来接收传感器输出并将其转换为数字信号。数据采集模块将具有多个输入端口,以满足不同的温度传感器输出。 3.3 图形化用户界面 该系统将使用图形化用户界面来实时显示温度数据。用户将能够通过拖拽和放置控件来自定义用户界面,并使用控件来实时监测温度数据。 4. 系统软件 4.1 LabVIEW编程语言 该系统将使用LabVIEW编程语言来控制系统的运行。用户可以通过编写程序来设置温度传感器的阈值、设定温度报警阈值等,以便对系统进行控制。 4.2 数据库技术 系统将使用SQL语言或其他数据库技术来访问数据库,以提取所需的数据。 5. 系统应用 该系统将应用于温度监测和控制,例如工业自动化、工业控制、实验室温度监测等。
基于labview的温度采集系统
目录 1 绪论 0 1.1 课题背景 0 1.2 虚拟仪器简介 0 1.3 图形化编程语言LabVIEW的简介 (2) 1.4 本论文任务 (2) 2 温度控制设计方案 (4) 2.1 硬件及软件的选择 (4) 2.1.1硬件的选择 (4) 2.1.2软件的选择 (5) 2.2 硬件及软件设计方案 (5) 2.2.1硬件设计方案 (6) 2.2.2软件设计方案 (6) 3 LabVIEW 开发环境以及PID和模糊控制模块简介 (10) 3.1 LabVIEW前台显示面板与后台控制面板 (10) 3.1.1 LabVIEW前台显示面板 (10) 3.1.2 LabVIEW后台控制面板 (10) 3.2 LabVIEW程序执行流程 (10) 3.3 LabVIEW中的仪器控制和驱动 (10) 3.3.1常用的仪器通信方式 (11) 3.3.2 LabVIEW支持的GPIB、VXI、标准串口I/O仪器的驱动 (11) 3.3.3 VISA简介 (11) 3.4 PID控制模块简介 (12) 3.5 模糊控制模块简介 (13) 4 以单片机为核心的下位机的设计 (16) 4.1 下位机设计方案 (16) 4.2下位机的硬件设计 (16) 4.2.1主控部分 (16) 4.2.2 DS18B20测温部分 (16) 4.2.3通信部分 (17) 4.2.4程序下载部分 (17) 4.3 下位机的软件设计 (17) 4.3.1DS18B20工作原理及应用 (18) 4.3.2单片机串口通信部分 (19) 4.3.3单片机PWM功率控制部分 (19) 5 基于PC的上位机编程设计 (22) 5.1 方案设计与选择 (22) 5.2 上位机各模块设计 (22) 5.2.1串口通信模块设计 (22) 5.2.2数据处理部分设计 (22) 5.2.3 PID控制部分设计 (23) 6 总结 (24) 参考文献 (25) 谢辞 (26) 附录 (27)