本科毕业设计基于虚拟仪器的热电偶温度巡检仪的设计与实现Word下载.docx

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基于虚拟仪器的热电偶温度巡检仪的设计与实现

摘要

温度检测在工农业生产、科研等工作中占有重要地位，温度检测仪器的功能和质量对于温度测试的结果有着很大影响，因此开发高性能的温度测试仪是十分必要的。

虚拟仪器是以计算机为基础，配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出的接口，利用虚拟仪器软件开发平台（如LabVIEW）在计算机上虚拟出仪器的面板并实现相应的功能，实现信号采集、分析、数据处理和结果显示的系统。

本文设计的虚拟热电偶温度巡检仪采用NIPCI-6221数据采集卡，可实现对八路温度数据的实时采集与实时显示、系统管理、数据处理、数据存取。

论文首先简单介绍了虚拟热电偶温度巡检仪研究的背景、目的及意义，并给出了虚拟热电偶温度巡检仪的总体设计方案，用户可根据需要在前面板对热电偶的型号进行选择。

其次，对数据采集模块和LabVIEW软件模块设计进行了详细论述。

基于LabVIEW的软件模块的设计，包括前面板和框图程序的设计。

最后，文中介绍了数据库的原理、使用以及用Access数据库实现数据存取的方法。

关键词：

虚拟仪器；

数据采集；

温度巡检仪；

LabVIEW；

Access；

DesignandImplementationofThermocoupleTemperaturedataloggingdevicesBasedonVirtualInstrument

Abstract

Temperaturedetectionoccupiesanimportantpositionintheindustrialandagriculturalproduction,scientificresearchandotherwork,thefunctionandqualityofthetemperaturedetectionapparatushavesignificantimpactsontheresultsofthetesttemperature,soitisverynecessarytodevelophigh-performancetemperaturemeasuringdevice.Basedoncomputerandwiththecorrespondingtestfunctionhardwareasasignalinputandoutputinterface,Virtualinstrumentisasystemusingvirtualinstrumentsoftwaredevelopmentplatform（eg,LabVIEW）tosimulatetheinstrumentpanelcomputer,toachievethecorrespondingfunctionsandtoachievesignalacquisition,analysis,dataprocessingandresultsdisplay.

ThevirtualthermocoupletemperaturedataloggingdevicesdesignedinthispaperusesNIPCI-6221dataacquisitioncardtofulfillthefunctionofeight-wayreal-timetemperaturedataacquisition,real-timedisplay,systemmanagement,dataprocessingaswellasdataaccess.Thispaperfirstbrieflyintroducesthebackground,purposeandsignificanceofvirtualthermocoupletemperaturedataloggingdevices,andgivesouttheoveralldesignprogramofthevirtualthermocoupletemperaturedataloggingdevices,usershavechoicesaccordingthefirstpanelonthethermocoupletypes.Secondly,thedataacquisitionmoduleandtheLabVIEWsoftwaremoduledesignarediscussedindetail.BasedonthedesignofLabVIEWsoftwaremodules,includingthedesignoffrontpanelandblockdiagramprocess,finally,thepaperintroducestheprincipleanduseofthedatabase,andthewaytoachievedataaccessbywayoftheAccessdatabase.

Keywords:

virtualinstrument;

dataacquisition;

temperaturedataloggingdevices;

LabVIEW;

Access;

第一章绪论

一.1课题研究背景、目的及意义

一.1.1课题研究背景

随着现代控制技术的发展，在工业控制领域需要对现场数据进行实时采集、控制，例如在发电厂、钢铁厂、化工领域的生产中都需要对大量数据进行现场采集，而温度采集又是其中极为重要的部分。

在极端恶劣工作环境下，温度的测量常伴有巨大的撞击力或高温气体的高速流动，其共同特点是温度高且是瞬态变化的，响应时间可达ms甚至us级，测量技术难度大。

常用的温度采集系统绝大部分是由集成的温度传感器和单片机构成的，该技术应用十分广泛，但其编程复杂，控制不稳定，系统的精度不高，这种方案人机界面不友好、调试期长、修改不方便，因此采用效率和自动化水平更高的新的测量手段，是温度测控系统的发展趋势。

目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，小型、低功耗、高可靠性、低成本的温度传感器已经越来越受到关注，并广泛应用于工业控制和自动化测量系统中。

虚拟仪器技术充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制，它通过交互式图形界面进行系统控制和测量数据显示,并使用框图模块来指定各种功能。

采用集成电路温度传感器和虚拟仪器可以方便地构建一个温度测量系统，且外围电路简单，实现容易，系统硬件维护、功能扩展和软件升级非常方便。

一.1.2目的及意义

随着现代测试技术的不断发展，以LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngi-neeringWorkbench）为软件平台的虚拟仪器测量技术正在现代测控领域占据越来越重要的位置。

因此如何能将热电偶温度测量及技术有效的与LabVIEW虚拟仪器相结合就成了温度测试领域的一个新课题。

本课题就将在美国国家仪器公司（NationalInstruments）的虚拟仪器开发平台LabVIEW上进行，虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物，它充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。

目前，基于PC的A/D及D/A转换，开关量输入/输出，定时计数的硬件模块，在技术指标及可靠性等方面已相当成熟，而且价格低廉。

常用传感器及相应的调理模块也趋向模块化、标准化，因而减少了硬件的重复开发，这使得我们可以方便地对其进行硬件维护、功能扩展和软件升级。

虚拟仪器技术从八十年代末开始，已经经历十几年的发展历程。

我国虚拟仪器的研究起步较晚，但近几年来也取得了长足进步。

目前虚拟仪器技术正处在一个高速发展的阶段，在其设计过程中所体现出的新颖、灵活的设计思想是对传统仪器设计思想的一次巨大冲击。

它顺应了现代测试仪器微小化、智能化、集成化的要求，所以进行基于虚拟仪器技术的检测系统的开发与研究势在必行，同时