1、硅鋼片涂層表面絕緣電阻測(cè)試裝置1 立題依據(jù)、科學(xué)意義與創(chuàng)新特色1.1 背景分析與立題依據(jù)從1973年到20世紀(jì)末，世界終端能源消費(fèi)總量增長(zhǎng)了48.8，其中電力的比重增加了58.8。在中國(guó)，新能源仍是輔助能源，目前我國(guó)單位GDP和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，1美元GDP產(chǎn)出所耗電能是美國(guó)的2.29倍，是德國(guó)的418倍，所以電力節(jié)能有相當(dāng)可觀的潛力。電動(dòng)機(jī)作為耗用電能的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、公共設(shè)施和家電等各個(gè)領(lǐng)域。電動(dòng)機(jī)用電量占工業(yè)總用電量23左右，約占總用電量的50，提高電動(dòng)機(jī)效率水平對(duì)降低電能消耗和節(jié)省能源具有重要意義。硅鋼被廣泛用作電機(jī)與中小型變壓器鐵芯的原材料，在全球減少能源浪費(fèi)，提高能源利用率的

2、浪潮中扮演著重要角色。硅鋼俗稱矽鋼片或硅鋼片，是電力、電子和軍事工業(yè)不可或缺的含碳極低的硅鐵軟磁合金，亦是產(chǎn)量最大的金屬功能材料，其產(chǎn)量約占世界鋼材產(chǎn)量的1%，它是含硅0.8%-4.8%的硅鐵合金，經(jīng)熱、冷軋成厚度在1mm以下的硅鋼薄板。加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率，降低矯頑力、鐵芯損耗（鐵損）和磁時(shí)效，主要用作各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的鐵芯。對(duì)硅鋼性能的要求主要是：鐵損低，這是硅鋼片質(zhì)量的最重要指標(biāo)。各國(guó)都根據(jù)鐵損值劃分牌號(hào)，鐵損愈低，牌號(hào)愈高。表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性。表面光滑、平整和厚度均勻，可以提高鐵芯的填充系數(shù)。沖片性好，對(duì)制造微型、小型電動(dòng)機(jī)更為重要

3、。較強(qiáng)磁場(chǎng)下磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁感）高，這使電機(jī)和變壓器的鐵芯體積與重量減小，節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣材料等?；緹o磁時(shí)效。涂層是硅鋼片很重要的品質(zhì)項(xiàng)目。硅鋼片表面經(jīng)化學(xué)涂層處理，而附著一層薄膜，可提供絕緣、防銹和潤(rùn)滑的功能。絕緣性防止鐵芯疊片間發(fā)生短路而增大渦流損耗，提高其電磁性能；防銹性避免鋼片在加工、儲(chǔ)藏過程中生銹；潤(rùn)滑性可改善硅鋼片的沖片性與提升模具的壽命。因此，硅鋼表面涂層需要具有良好的絕緣性和較高的層間電阻，而涂層作為一種改善材料性能的有力手段正日益受到大力推崇。硅鋼片每片之間的要絕緣的原因：1、硅鋼片本身也是導(dǎo)電體，在交流磁通的作用下，在鐵心也產(chǎn)生了感應(yīng)電流。這是無法避免的。2、鐵心是一

4、個(gè)整體，相當(dāng)于是一個(gè)面積很大的導(dǎo)體，電路又短，其電阻值非常的小，雖然感應(yīng)的電壓并不高，但電流卻很大。這樣產(chǎn)生了極大的渦流（環(huán)流）損耗。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)將鐵心發(fā)熱局部熔化，俗稱為鐵心“失火”。3、每片之間涂了絕緣漆之后，使鐵心在產(chǎn)生的那個(gè)截面，被分割成很多的小截面的導(dǎo)體。這樣其電阻就變大了。所以涂了漆的鐵心，雖然也存在渦流損耗（屬于鐵耗的一部分），但也小了很多很多。4、硅鋼片越薄，其損耗就越小。5、硅鋼片在不同的用途下，對(duì)絕緣漆的要求也不同。硅鋼片表面絕緣漆的檢測(cè)就顯得非常重要了，對(duì)后期硅鋼片的加工，耐腐蝕，附著性，保護(hù)性，功能實(shí)現(xiàn)等各方面有著直接的影響。1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)最早硅鋼表面絕緣

5、電阻的測(cè)量是基于萬用電表的，這種測(cè)量是一種點(diǎn)測(cè)量，測(cè)量圍只涵蓋了萬用電表的觸頭與硅鋼涂層所接觸的那一點(diǎn)，由于硅鋼片涂層厚度難以達(dá)到完全均勻，所以硅鋼片上點(diǎn)與點(diǎn)之間的表面絕緣電阻值難以達(dá)到一致，有時(shí)誤差很大，因此用萬用電表所得的硅鋼片表面絕緣電阻測(cè)量值無法真實(shí)準(zhǔn)確的反映出整塊硅鋼的絕緣電阻值，參考意義不大。目前，國(guó)外使用的硅鋼表面絕緣電阻設(shè)備主要使用以下兩種方法來測(cè)量表面絕緣電阻：方法一：測(cè)試原理如圖1圖1.1 硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試原理圖一圖中A為電流表，V為電壓表。測(cè)量的一個(gè)電極是由10根帶有極頭（面積）的黃銅棒組成，10根黃鋼棒并聯(lián)連接，極頭緊貼涂層表面；另一個(gè)電極由鉆頭和鋼板基體組成（鉆頭

6、穿透層與鋼板基體連成一體）。方法二：測(cè)試原理如圖2圖1.2 硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試原理圖二在規(guī)定的電壓和壓力條件下，將10個(gè)固定面積的金屬觸頭（面積）加到鋼板的一個(gè)涂層表面上。通過測(cè)試流過10個(gè)觸頭的電流來評(píng)定表面涂層絕緣的效能。連接在5±1%電阻和鉆頭間的電壓穩(wěn)定在500mV± 0.5%，單個(gè)電極的分流電流在0  1A的圍。鉆頭起到與試樣金屬基板接觸構(gòu)成電流回路的作用。由于硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試是超精密裝置，所以并不僅僅只知道了原理就可以造出來的，國(guó)只有武鋼和中國(guó)計(jì)量院成功研發(fā)出來了該裝置，但都存在著設(shè)備價(jià)錢高，體積大，精度不夠，重復(fù)性不好等問題

7、。國(guó)外硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試裝置的精度、操作性，總體比國(guó)高，特別是加拿大、日本發(fā)達(dá)國(guó)家。上述的國(guó)家的大公司都有標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品面市，國(guó)也有代理商在銷售他們的產(chǎn)品，但在價(jià)錢方面比國(guó)產(chǎn)品高了幾個(gè)檔次。本裝置在符合國(guó)標(biāo)要求的情況下，使用最簡(jiǎn)單實(shí)用的電路，最易于操作的上位機(jī)軟件，最輕便的機(jī)械加工，最耐用的控制板來完成硅鋼涂層表面絕緣電阻的測(cè)試。1.3創(chuàng)新特色1.整套裝置的機(jī)械單元、電路單元、軟件控制單元三個(gè)部分的研制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制；2. 傳統(tǒng)硅鋼表面電阻檢測(cè)裝置操作復(fù)雜，價(jià)格高，設(shè)備龐大，成本高。本裝置測(cè)試方法全面，價(jià)格便宜、體積小、重量輕，節(jié)省勞動(dòng)力；3. 本測(cè)試和分析系統(tǒng)借助了英飛凌XE164FN單片機(jī)的

8、強(qiáng)大功能，用英飛凌XE164FN單片機(jī)自帶的AD和外接的DA芯片來精確地采集數(shù)據(jù)和提供電壓；使用了英飛凌XE164FN單片機(jī)的串口傳輸數(shù)據(jù)給上位機(jī)顯示，使得設(shè)計(jì)起來很方便靈活；2、機(jī)械單元機(jī)械單元中主要解決了加壓?jiǎn)卧x型的問題：硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試時(shí)，觸頭必須以規(guī)定的力壓在被測(cè)試樣上以保證觸頭和涂層表面接觸良好，因此在測(cè)試時(shí)我們需要引入加壓?jiǎn)卧?。目前，使用在硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試上的加壓方法主要有液壓法和氣壓法。液壓就是通過液壓油來傳遞壓力的裝置。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動(dòng)力元件油泵的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，它向整個(gè)液

9、壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。執(zhí)行元件液壓缸的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，而獲得需要的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？刂圃?即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。輔助元件為除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器等。液壓油是傳遞動(dòng)力的介質(zhì)。氣壓法就是以壓縮氣體為工作介質(zhì)，靠氣體的壓力傳遞動(dòng)力。傳遞動(dòng)力的系統(tǒng)是將壓縮氣體經(jīng)由管道和控制閥輸送給氣動(dòng)執(zhí)行元件，把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而作功。氣壓傳動(dòng)由氣源、氣動(dòng)執(zhí)行元件、氣動(dòng)控制閥和氣動(dòng)輔件組成。氣源一般由空壓機(jī)提供。氣動(dòng)執(zhí)行元件把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來驅(qū)動(dòng)工作部件，一般使用氣缸。氣動(dòng)控制閥用來調(diào)節(jié)

10、氣流的方向、壓力和流量，相應(yīng)地分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動(dòng)輔件包括：凈化空氣用的分水濾氣器，改善空氣潤(rùn)滑性能的油霧器，消除噪聲的消聲器，管子聯(lián)接件等。以下為兩種加壓方式的執(zhí)行元件： 液缸 氣缸 圖2.1 液缸和氣缸本裝置的加壓?jiǎn)卧捎玫氖菤鈮悍āＲ簤旱闹饕獌?yōu)點(diǎn)是采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)，主要缺點(diǎn)是液壓元件的制造精度要求較高，因而價(jià)格較貴，而且由于流體流動(dòng)的阻力和泄露較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄露不僅污染場(chǎng)地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。氣壓的主要優(yōu)點(diǎn)是工作介質(zhì)是空氣，它取之不盡用之不竭，用后的空氣可以排到大氣中去，不會(huì)污染環(huán)境，且工作性

11、能對(duì)溫度變化不敏感，幾乎在0200度圍均可工作，且在高溫下不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。主要缺點(diǎn)是由于空氣的可壓縮性大，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的速度穩(wěn)定性不好，給系統(tǒng)的速度和位置控制精度帶來一定的影響。本裝置通過節(jié)壓閥來很好的控制氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的速度。3、測(cè)試和分析系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)3.1測(cè)試原理本測(cè)試裝置的測(cè)試原理如圖2，這是國(guó)標(biāo)中的測(cè)試方法。圖3-1 硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試原理圖在規(guī)定的電壓和壓力條件下，將10個(gè)固定面積的金屬觸頭（面積）加到鋼板的一個(gè)涂層表面上。通過依次測(cè)試流過10個(gè)觸頭的電流來評(píng)定表面涂層絕緣的效能。連接在5±1%電阻和鉆頭間的電壓穩(wěn)定在500mV± 0.5%，單個(gè)

12、電極的分流電流在0  0.1A的圍。鉆頭起到與試樣金屬基板接觸構(gòu)成電流回路的作用。表面絕緣電阻系數(shù)的公式：式中: -表面絕緣電阻系數(shù)，單位為歐姆每平方毫米（）；-10個(gè)極頭的總面積（）；-施加在觸頭和5電阻上的電壓，單位為伏特（V）；-每個(gè)觸頭上串聯(lián)的電阻，規(guī)定為5；-每次測(cè)得的電流（10個(gè)數(shù)值），單位為安培（A）。測(cè)試方法的特點(diǎn)如下：（1）采用單點(diǎn)測(cè)量，每次只測(cè)量一組觸頭的電流，依次測(cè)試完十組觸頭的電流后來評(píng)定表面涂層絕緣的效能。由于觸頭與被測(cè)試樣接觸面帶有隨機(jī)性，所以可以反映表面絕緣電阻的分布情況。（2）采用閉環(huán)電路，保證了每組5±1%電阻上是同一個(gè)電壓，并且

13、能夠通過電壓反饋回路，使5±1%電阻和鉆頭間的電壓穩(wěn)定在500mV± 0.5%。3.2硅鋼表面絕緣電阻測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)英飛凌XE164FN單片機(jī)繼電器繼電器驅(qū)動(dòng)模塊主控制板數(shù)據(jù)采集模塊串口通信PC機(jī)數(shù)控電源圖3-2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖如圖2-1所示為本測(cè)試和分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)示意圖。設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的目的主要是獲取每次硅鋼表面涂層絕緣電阻參數(shù)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究后，以獲取對(duì)硅鋼表面涂層絕緣電阻測(cè)量有實(shí)際意義的結(jié)果。由于此裝置主要應(yīng)用于硅鋼片廠和電網(wǎng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，測(cè)試頻繁，因此要求所采用的核心板具有長(zhǎng)期高效穩(wěn)定的特性。英飛凌XE164FN單片機(jī)能夠滿足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。本系統(tǒng)的核

14、心部分是控制十路測(cè)試電路的切換、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析，并且能夠自動(dòng)運(yùn)行，無需人為干預(yù)執(zhí)行。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，英飛凌XE164FN單片機(jī)的主要功能是采集電流檢測(cè)電路檢測(cè)到的值，采集電壓反饋電路反饋回來的值，控制繼電器的切換，與上位機(jī)進(jìn)行通信等。各個(gè)功能模塊在后面有較為詳細(xì)的描述。3.2.1英飛凌XE164FN單片機(jī)簡(jiǎn)述XE166N 將功能和性能擴(kuò)展的C166SV2核、功能強(qiáng)大的片上外設(shè)子系統(tǒng)和各種片上存儲(chǔ)器完美結(jié)合。 XE166N 器件的外設(shè)子系統(tǒng)具有以下主要特性： 兩個(gè)可同步ADC，轉(zhuǎn)換精度（10位或8 位）和轉(zhuǎn)換時(shí)間（低于1 s）可編程設(shè)定，具有多達(dá)16路模擬輸入通道，自動(dòng)掃描模式和通道插入和數(shù)

15、據(jù)壓縮特性 一個(gè)捕獲/ 比較單元（CC）（具有兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)間基準(zhǔn)），可工作在不同工作模式的靈活的PWM單元/ 事件記錄單元，共包括兩個(gè) 16位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，最大精度fSYS 兩個(gè)用于靈活產(chǎn)生PWM信號(hào)的捕獲/比較單元（CCU6）（3/6捕獲/比較通道和1個(gè)比較通道） 兩個(gè)多功能通用定時(shí)器單元： GPT1：含3 個(gè)16位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，最大精度fSYS/4 GPT2：含2 個(gè)16位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，最大精度fSYS/2 三個(gè)通用串行接口通道單元（USIC），每個(gè)單元提供2 路接口通道、波特率發(fā)生器、接收/發(fā)送FIFO，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和移位方向可編程，可用作 UART、類SPI、IIC、IIS 和

16、LIN 接口 控制器局域網(wǎng)絡(luò)（MultiCAN）模塊，支持V2.0B active，多達(dá)6個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)，可獨(dú)立工作或通過網(wǎng)關(guān)交換數(shù)據(jù)，全功能CAN/基本CAN 具有報(bào)警中斷的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC） 刷新時(shí)間間隔可編程設(shè)定的看門狗定時(shí)器（WDT） 引導(dǎo)程序加載器，可靈活進(jìn)行系統(tǒng)初始化 系統(tǒng)配置和控制寄存器的保護(hù)管理本裝置所需英飛凌XE164FN單片機(jī)提供的功能有：兩路10位同步ADC，十個(gè)通用I/O口，八個(gè)用于控制外接芯片DA輸出的I/O口，一個(gè)用于控制外接芯片片選信號(hào)的I/O口，一路用于控制外接芯片數(shù)據(jù)鎖存的I/O口和一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)給上位機(jī)的串口。3.2.2電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)作為核心控制采集模塊的

17、動(dòng)力系統(tǒng)，負(fù)責(zé)為繼電器，達(dá)林頓管與運(yùn)放提供工作電平。電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性決定了整體系統(tǒng)的工作水平，良好的電源系統(tǒng)是整個(gè)控制采集模塊正常工作的必要前提。在本設(shè)計(jì)中，電源系統(tǒng)主要是輸出直流穩(wěn)壓電源，所用芯片是LM7805，LM7905，LM7815，LM7815，LM7824，電源系統(tǒng)如圖： 圖3-3 電源系統(tǒng)原理圖 電源系統(tǒng)去耦部分采用膽電容和無極電容，分別吸收低頻和高頻的電源擾動(dòng)。此外，電路板還設(shè)計(jì)了多個(gè)電平測(cè)試點(diǎn)，以便后期調(diào)試和功能拓展。3.2.3達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路英飛凌XE164FN單片機(jī)的I/O口不足以驅(qū)動(dòng)外接繼電器，因此，在英飛凌XE164FN單片機(jī)的I/O口輸出端接了一個(gè)達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路。

18、驅(qū)動(dòng)電路的主要芯片是ULN2803。ULN2803是高電壓大電流八達(dá)林頓晶體管陣列，驅(qū)動(dòng)能力 500mA 50V。應(yīng)用時(shí)9腳接地，要是驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，10腳接負(fù)載電源V+。ULN2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)TTL系列兼容，輸入的電平信號(hào)為0或5V。輸入0是，輸出達(dá)林頓管截止。輸入為5V電平時(shí)，輸出達(dá)林頓飽和。輸出負(fù)載加在電源V+和輸出口上，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，輸出負(fù)載工作。輸出擊穿電壓：50(V) 輸出電流：500(mA) 輸入電阻：2.7k() 推薦輸入電壓：5(V)達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路的原理圖如下：圖3-4 達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路3.2.4 電壓保持電路電壓保持電路用于給核心控制采集模塊提供所需的數(shù)控電源，由于

19、英飛凌XE164FN單片機(jī)沒有自帶的DAC，所以核心控制采集模塊的輸入電壓只能由英飛凌XE164FN單片機(jī)外接芯片來提供，本電路主要使用DAC0832，DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。DAC0832輸出的是電流信號(hào)，所以我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)單極性直通電路，ILE接高電平，輸出端、接運(yùn)放，把電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出，此時(shí)的輸出電壓為負(fù)電壓，所以，緊隨其后的是一個(gè)反相器；為了“隔離”前后級(jí)之間的影響，緊接著反相器的是一個(gè)電壓跟隨器，電壓跟隨器的特點(diǎn)是高輸入電阻、低輸出電阻、電壓增益

20、近似為1，所用芯片為低噪聲高精度運(yùn)算放大器 OP07。電壓保持電路的原理圖如下：圖3-5電壓保持電路3.2.5電流放大電路在測(cè)量電路中，由于反饋電壓需保持在500mv，而所接電阻為5歐，所以單個(gè)電極的分流電流在0  0.1A的圍，一般的運(yùn)放輸出端難以輸出這么大的電流，因此，本電路使用高電壓、大電流運(yùn)算放大器OPA544T，經(jīng)試驗(yàn)，此器件可以很好的滿足要求。電流放大電路的原理圖如下：圖3-6 電流放大電路3.2.6 電流取樣電路硅鋼表面絕緣電阻的測(cè)量是通過電流間接測(cè)量出來的，所以在電路中還需要電流采樣電路。本系統(tǒng)中的電流取樣電阻上用的是低功耗高精度的通用儀表放大器I

21、NA128，INA128用激光進(jìn)行修正微調(diào)具有非常低的偏置電壓 (50mV) ，溫度漂移0.5V/°C ，共模抑制在G=100 時(shí)為120dB ，其電源電壓低至±2.25V 且靜態(tài)電流只有700uA ，所以能夠很精確的測(cè)量。電流取樣電路的原理圖如下：圖3-7 電流取樣電路3.2.7 電壓取樣電路依照測(cè)量方法A，連接在5±1%電阻和鉆頭間的電壓穩(wěn)定在500mV± 0.5%，所以5電阻處我們需要一個(gè)電壓取樣電路，將電阻上的電壓反饋到英飛凌XE164FN單片機(jī)中，這里的電壓取樣電路還是通過OP07來完成的。電壓取樣電路的原理圖如下

22、：圖3-8 電壓取樣電路4、測(cè)試和分析系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1測(cè)試和分析系統(tǒng)軟件概述對(duì)于一套完整的采集分析系統(tǒng)來講，僅僅有控制板的采集是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們還要有上位機(jī)的軟件來與之對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的全部功能。本次系統(tǒng)控制板借助英飛凌XE164FN單片機(jī)采集我們需要的數(shù)據(jù)，然后通過串口傳入到計(jì)算機(jī)中，為上位機(jī)提供數(shù)據(jù)傳輸。在計(jì)算機(jī)中，能書寫上位機(jī)的軟件很多，常見的有VC、VB、BCB、LabView等等，這些軟件各有所長(zhǎng)，VC是最常用的，VB、BCB相對(duì)VC來說更容易學(xué)習(xí)，但對(duì)本次系統(tǒng)的開發(fā)來說，作為近年來國(guó)興起的LabView，它更適合來編寫這樣的上位機(jī)，LabView是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)

23、家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabView與其他計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabView使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。正式因?yàn)檫@樣，才使得編程更加直觀形象，編程人員基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖，開發(fā)人員可以把更多的精力放在自己系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)上，而不是一些很繁瑣的基本功能書寫上面，這樣可以極大的提高工作效率。而且LabView提供各種腳本接入功能，可以嵌C語言，MATLAB語言等，讓編程手段靈活多變，由于本次系統(tǒng)在后期也要分析采集的大量數(shù)據(jù)，必定要借助MATLAB強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析

24、、演示以與數(shù)值計(jì)算能力，所以綜合各方面之后，我們選取LabView作為上位機(jī)的編程軟件，其最終效果如圖4-1所示。圖4-1：軟件界面圖4.2 LabView程序的實(shí)現(xiàn)本次系統(tǒng)的上位機(jī)軟件主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)顯示三大功能，具體各功能的實(shí)現(xiàn)在如下將詳細(xì)介紹。4.2.1數(shù)據(jù)運(yùn)算本系統(tǒng)最終所需要的數(shù)據(jù)是當(dāng)取樣電阻上的電壓是500mv時(shí)，電路中電流的大小。英飛凌XE164FN單片機(jī)采集到的AD是16進(jìn)制數(shù)據(jù)，上位機(jī)顯示的數(shù)據(jù)需要是十進(jìn)制數(shù)據(jù)，所以在上位機(jī)中首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)制的轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換完后，由于我們所得到的絕緣電阻系數(shù)是通過公式得到所以在上位機(jī)中還需要對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行公式運(yùn)算，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和

25、公式運(yùn)算的程序如下：圖4-2：數(shù)據(jù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換圖4-3：配置公式4.2.2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)WORD和EXCEL是十分常見的辦公軟件，大家都非常熟悉。通過報(bào)表生成工具包調(diào)用WORD和EXCEL創(chuàng)建的報(bào)表非常簡(jiǎn)單，其中最為快速適用的就是利用模板來建立基本樣板。本系統(tǒng)建立的是WORD模板，建立模板的過程非常簡(jiǎn)單，首先新建一個(gè)WORD文檔，然后另存為文本模板類型，模板就建好了。接下來，需要為添加容的書簽創(chuàng)建別名，別名將顯示在LABVIEW中。接著選取書簽，輸入書簽名，按回車鍵后即生效，此后書簽將以這個(gè)名稱顯示。創(chuàng)建的WORD模板如圖：圖4-4 WORD模板創(chuàng)建模板后，需要調(diào)用“MS Office Report”

26、快速VI，如下圖所示。在快速VI中指定模板路徑，配置各項(xiàng)參數(shù)后，程序框圖中自動(dòng)出現(xiàn)WORD書簽的別名，就是我們創(chuàng)建模板時(shí)創(chuàng)建的那個(gè)名稱。我們可以在“MS Office Report”設(shè)置文檔的保存路徑和顯示方式。以下為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的程序：圖4-5 MS Office Report以上用word模板所保存的數(shù)據(jù)是單次測(cè)量數(shù)據(jù)，此外，程序在C盤中建立一個(gè)txt文檔data2.txt，此文檔用于保存所有歷史數(shù)據(jù)。程序和文檔數(shù)據(jù)如下：圖4-6 txt保存文檔程序圖4-7 txt文檔數(shù)據(jù)4.2.3.數(shù)據(jù)顯示為了便于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)直觀的觀察和歷史數(shù)據(jù)的查詢，本系統(tǒng)的主界面上有表格來顯示歷史數(shù)據(jù)。圖4-8 表格形式顯