第十章鉑電阻溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)Multisim電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真教程課件CONTENTS設(shè)計(jì)任務(wù)1LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)3電路設(shè)計(jì)2將LabVIEW導(dǎo)入到Multisim45將Multisim導(dǎo)入到LabVIEW內(nèi)容提要本章主要介紹了鉑電阻傳感器測(cè)量電路模型的設(shè)計(jì)與建立。結(jié)合虛擬儀器顯示出設(shè)計(jì)模板，通過(guò)各種數(shù)值計(jì)算把電路輸出值轉(zhuǎn)換成溫度等各個(gè)參數(shù)然后顯示出來(lái)。10.1設(shè)計(jì)任務(wù)

本例設(shè)計(jì)的是一個(gè)測(cè)溫范圍為0~100℃的測(cè)溫儀。大家應(yīng)該能夠根據(jù)鉑電阻的特性建立傳感器的模型，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)量電路。最后輸出物理量的分析在虛擬儀器中完成。通過(guò)本設(shè)計(jì)，應(yīng)掌握以下內(nèi)容：

了解鉑電阻測(cè)溫的原理，會(huì)根據(jù)鉑電阻的阻值與溫度的關(guān)系建立仿真模型

掌握鉑電阻的測(cè)溫電路

會(huì)用LabVIEW設(shè)計(jì)溫度顯示模板，把電路輸出電壓值轉(zhuǎn)換成溫度及參數(shù)的顯示10.2電路設(shè)計(jì)

1）傳感器模型的建立

金屬鉑電阻器性能十分穩(wěn)定，在

260～+630℃之間，鉑電阻可用做標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)；在0～+630℃之間，鉑電阻與溫度的關(guān)系為（10-1）其中，（0℃時(shí)電阻）R0=100，A=3.9684×10

3，B=

5.847×10

7。

把參數(shù)代入得

（10-2）10.2電路設(shè)計(jì)

有了溫度與鉑電阻的關(guān)系式，就可以建立以下的模型，如圖10-1所示。以V1代表溫度T，壓控多項(xiàng)式函數(shù)模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述函數(shù)，其輸出為電壓值，由鉑電阻的原理，模型模擬的應(yīng)是電阻值，所以再加一個(gè)比例系數(shù)為1的壓控電阻，因此輸出電阻值按算式隨溫度值的變化而變化。圖10-1鉑電阻模型10.2電路設(shè)計(jì)

2）測(cè)量電路組成與原理

當(dāng)溫度變化時(shí)，熱電阻的阻值隨溫度的變化而變化。對(duì)溫度的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)電阻的測(cè)量，可將阻值的變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流的變化輸入測(cè)量?jī)x表，通過(guò)測(cè)量電路的轉(zhuǎn)換，即可得被測(cè)溫度。測(cè)溫電路由以下4部分組成。穩(wěn)壓環(huán)節(jié)

穩(wěn)壓環(huán)節(jié)用于為后面的電路提供基準(zhǔn)電壓，如圖10-2所示。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的輸出端接電壓跟隨器來(lái)穩(wěn)定輸出電壓。電壓跟隨器具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的優(yōu)點(diǎn)。圖10-2穩(wěn)壓環(huán)節(jié)10.2電路設(shè)計(jì)

穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路是最簡(jiǎn)單的一種穩(wěn)壓電路，它由一個(gè)穩(wěn)壓二極管和一個(gè)限流電阻組成。從圖10-3所示的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓特性曲線可以看到，只要穩(wěn)壓管的電流

，則穩(wěn)壓管就使輸出穩(wěn)定在

附近，其中是在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流下所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。限流電阻的作用一是起限流作用，以保護(hù)穩(wěn)壓管；另外，當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過(guò)該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。圖10-3穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓特性曲線10.2電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路，首先需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際電路的情況來(lái)合適地選取電路元件，以下參數(shù)是設(shè)計(jì)前必須知道的：要求的輸出電壓

、負(fù)載電流的最小值和最大值（或者負(fù)載的最大值和最小值）、輸入電壓的波動(dòng)范圍。

根據(jù)上面的情況，可以確定以下元件和參數(shù)的選取。

輸入電壓的確定：

知道了要求的穩(wěn)壓輸出，一般選為的2~3倍，然后選取合適的變壓器，以提供合適的電壓。

穩(wěn)壓二極管的選擇：

穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)有3個(gè)，即穩(wěn)壓值、最小穩(wěn)定電流（即手冊(cè)中的）和最大穩(wěn)定電流（即手冊(cè)中的）。10.2電路設(shè)計(jì)

選擇穩(wěn)壓二極管時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)要求的輸出電壓來(lái)選擇穩(wěn)壓值，使。確定了穩(wěn)壓值后，可根據(jù)負(fù)載的變化范圍來(lái)確定穩(wěn)定電流的最小值和最大值。一般要求額定穩(wěn)定電流的變化范圍大于實(shí)際負(fù)載電流的變化范圍，即。同時(shí)，最大穩(wěn)定電流的選擇應(yīng)留有一定得裕量，以免穩(wěn)壓二極管被擊穿。綜上所述，選擇穩(wěn)壓二極管應(yīng)滿足

（10-3）10.2電路設(shè)計(jì)

限流電阻R的選擇：

限流電阻的選取應(yīng)使穩(wěn)壓管中的電流在額定的穩(wěn)定電流范圍內(nèi)，即。由圖10-2可知

（10-4）

當(dāng)電網(wǎng)電壓最低且負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管中流過(guò)的電流最小，應(yīng)保證此時(shí)的最小電流大于穩(wěn)定電流的最小值

，即10.2電路設(shè)計(jì)

可得，限流電阻的上限值為（10-5）與之相反，當(dāng)電網(wǎng)電壓最高且負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管中流過(guò)的電流最大，此時(shí)應(yīng)使此最大電流不超過(guò)穩(wěn)定電流的最大值，即根據(jù)上式可得，限流電阻的下限值為（10-6）10.2電路設(shè)計(jì)

基本放大電路

本設(shè)計(jì)沒有采用電橋法測(cè)量鉑電阻，這是因?yàn)殂K電阻測(cè)溫采用單臂電橋，單臂電橋本身存在一定的非線性，為了避免電橋引入的非線性，所以采用放大電路測(cè)溫?；痉糯箅娐返脑O(shè)計(jì)如圖10-4，它可以分解為圖10-5所示的兩個(gè)簡(jiǎn)單的放大電路。圖10-4基本放大電路圖10-5兩個(gè)煎蛋10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-5(a)的電路滿足先面的關(guān)系：（10-7）（10-8）所以（10-9）圖10-5(b)所示為一個(gè)電壓跟隨器，所以(10-10)10.2電路設(shè)計(jì)

所以，圖10-4基本放大電路的輸出電壓為上述兩電路輸出電壓的疊加，即（10-11）

由式10-11知，當(dāng)V1，R1，R2，R3的值確定以后，Uo1的值與R4的值成比例。但圖10-5（b）所示電路產(chǎn)生的輸出電壓項(xiàng)是不希望有的，要在以后的矯正電路加以消除。矯正環(huán)節(jié)

雖然在圖10-1的模型中溫度的二次項(xiàng)系數(shù)很小，但但仍存在一定程度的非線性。圖10-6所示為鉑電阻測(cè)溫的總體電路，其中由運(yùn)算放大器U3和電阻R8、R9、R15組成的反相比例放大器為電路引入負(fù)反饋，可使電路輸出的線性度變好。圖中還由電阻RW1引入了電流并聯(lián)負(fù)反饋。10.2電路設(shè)計(jì)

電路輸出范圍的調(diào)節(jié)

鉑電阻的阻值小且變化范圍小，為了使輸出變化明顯，總體電路中又加上了反相比例放大電路，調(diào)節(jié)RW3的值可以調(diào)節(jié)輸出電壓的范圍。圖10-6測(cè)量電路10.2電路設(shè)計(jì)

3）整體電路分析與設(shè)計(jì)

鉑電阻測(cè)溫的整體測(cè)量電路中RW1用于基本放大電路調(diào)零，RW2用于調(diào)線性，RW3用于調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)。D1為穩(wěn)壓值為10V的穩(wěn)壓二極管，其最大直流電流為143mA。下面對(duì)電路進(jìn)行分析，并確定電路的參數(shù)。

穩(wěn)壓環(huán)節(jié)分析

將圖10-6所示的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)的輸出端接一個(gè)負(fù)載電阻，如圖10-7所示。為了確定這一負(fù)載電阻的大致范圍，將與穩(wěn)壓環(huán)節(jié)相連的放大電路的輸入端改接一個(gè)10V的直流源，然后對(duì)電路進(jìn)行傳遞函數(shù)分析，其設(shè)置如圖10-8所示，將新加入的直流源作為輸入源（圖中的V11），電路的總輸出端作為輸出節(jié)點(diǎn)，接地端作為參考節(jié)點(diǎn)。傳遞函數(shù)分析的結(jié)果如圖10-9所示，輸入阻抗約為267.6

。10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-7穩(wěn)壓環(huán)節(jié)圖10-8傳遞函數(shù)分析裝置10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-9傳遞函數(shù)分析結(jié)果

將圖10-7中的電源再接為15V直流源，R2設(shè)為1.92k

，然后對(duì)R1進(jìn)行參數(shù)掃描，確定其取值。參數(shù)掃描的設(shè)置如圖10-10所示，將R1從10

～1k

之間取10個(gè)掃描點(diǎn)，然后選擇掃描直流工作點(diǎn)，輸出節(jié)點(diǎn)為17點(diǎn)，其掃描結(jié)果如圖10-11所示，R1應(yīng)在120～230

之間取值，才能保證穩(wěn)壓二極管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，最后取R1為200

。10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-10參數(shù)掃描分析設(shè)置圖10-11參數(shù)掃描分析結(jié)果10.2電路設(shè)計(jì)

下面來(lái)分析電壓跟隨器在電路中的作用。將圖10-7中運(yùn)算放大器的正輸入端接一個(gè)10V的直流電壓源，然后對(duì)修改后的電路進(jìn)行傳遞函數(shù)分析，結(jié)果如圖10-12所示，可見電壓跟隨器具有很高的輸入阻抗和很低的輸出阻抗。圖10-12傳遞函數(shù)分析結(jié)果10.2電路設(shè)計(jì)

對(duì)圖10-7所示的電路進(jìn)行參數(shù)掃描分析，輸入端接15V直流電壓源，觀察負(fù)載電阻R2變化對(duì)輸出電壓的影響。使R2在1

～10k

之間均勻的取10個(gè)值，然后對(duì)輸出節(jié)點(diǎn)17進(jìn)行直流工作點(diǎn)掃描，結(jié)果如圖10-13所示。將圖10-7中的電壓跟隨器去掉，將負(fù)載電阻R2直接與穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的輸出端相連，然后仍按上面的設(shè)置對(duì)R2進(jìn)行參數(shù)掃描分析，分析結(jié)果如圖10-14所示。比較圖10-13和圖10-14可知，由于電壓跟隨器的輸入阻抗較大，則流過(guò)R1的電流基本全部流向穩(wěn)壓二極管，且電壓跟隨器隔離了負(fù)載電阻變化對(duì)二極管穩(wěn)壓電路的影響，所以加電壓跟隨器的穩(wěn)壓電路，在穩(wěn)壓范圍內(nèi)輸出電壓較穩(wěn)定，且約等于10V。

10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-14去掉電壓跟隨器的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)分析圖10-13帶電壓跟隨器的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)分析10.2電路設(shè)計(jì)

鉑電阻溫度特性分析

在圖10-6的總測(cè)量電路中，對(duì)鉑電阻模塊進(jìn)行直流掃描分析，觀察測(cè)量溫度與鉑電阻阻值的關(guān)系。直流掃描分析的設(shè)置如圖10-15所示，掃描電源為模擬測(cè)量溫度數(shù)值的電壓源V1，掃描范圍為0～500V（即模擬0～500℃的變化），觀察節(jié)點(diǎn)25和26間的電壓差的變化（模擬鉑電阻的變化）。直流掃描分析的結(jié)果如圖10-16所示，其中實(shí)線為分析所得的數(shù)據(jù)，虛線為連接實(shí)線兩端點(diǎn)所得的直線，可見鉑電阻的阻值與溫度的關(guān)系存在非線性。因此需要調(diào)節(jié)RW2來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)反饋的程度，從而矯正輸出電壓與溫度的非線性關(guān)系。10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-15直流掃面分析設(shè)置（a）分析參數(shù)頁(yè)設(shè)置10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-16鉑電阻阻值與溫度的關(guān)系RW1作用分析

將滑動(dòng)變阻器RW1用一個(gè)任意大小的電阻代替，然后對(duì)該電阻進(jìn)行參數(shù)掃描分析，觀察RW1變化時(shí)，輸出電壓在什么時(shí)候接近于零。RW1阻值的掃描范圍為1～100k

，從圖10-17的分析結(jié)果可進(jìn)一步分析得出RW1取大約60k

時(shí)，輸出端電壓才接近于零，所以應(yīng)取100k

的滑動(dòng)變阻器來(lái)進(jìn)行調(diào)零。最后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RW1使其兩端阻值約為63.1k

。10.2電路設(shè)計(jì)

圖10-17RW1大小確定10.2電路設(shè)計(jì)

在去掉RW1的情況下對(duì)電路進(jìn)行直流掃描分析，觀察V1在0～100V掃描后輸出電壓的變化，結(jié)果如圖10-18所示。加入滑動(dòng)變阻器，并調(diào)整好滑動(dòng)變阻器的大小后，再進(jìn)行參數(shù)掃描分析，結(jié)果如圖10-19所示。比較圖10-18和圖10-19可知，兩條曲線基本平行，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)后，當(dāng)溫度為0℃時(shí)輸出電壓為0，即RW1的作用為測(cè)量電路調(diào)零。圖10-18無(wú)RW1情況下直流掃描分析圖10-19RW1調(diào)零后直流掃描分析10.2電路設(shè)計(jì)

電路驗(yàn)證

鉑電阻在實(shí)際使用時(shí)都會(huì)有電流流過(guò)，電流流過(guò)會(huì)使電阻發(fā)熱，使電阻阻值增大，為了避免這一因素引起的誤差，一般流過(guò)熱電阻的電流應(yīng)小于6mA。在鉑電阻的連接回路添加電流探針，打開電路仿真按鈕，探針中顯示的鉑電阻中流過(guò)的電流為4.77mA，符合要求。

最后對(duì)電路進(jìn)行仿真，記錄仿真數(shù)據(jù)可得電路的輸出電壓與鉑電阻的變化關(guān)系如圖10-20所示，可以看出測(cè)量電路的輸出線性度很好。圖10-20測(cè)量電路輸出特性10.2電路設(shè)計(jì)

4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

從0℃開始到100℃，電路每變化5℃讀一次數(shù)，得表10-1的測(cè)量結(jié)果。表10-1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)T(℃)051015202530Rt100101.9827103.9626105.9394107.9134109.8845111.8526U(V)

179.36

132.558m256.104m397.459m529.621m661.592m793.371mT(℃)35404550556065Rt113.8178115.7800117.7394119.6958121.6493123.5999125.5476U(V)924.959m1.0561.1881.3191.4491.581.71T(℃)707580859095100Rt127.4923129.4341131.3730133.3090135.2420137.1721139.0993U(V)1.8411.9712.1012.232.362.4892.61810.2電路設(shè)計(jì)

把U和Rt的值在MATLAB中用最小二乘法進(jìn)行多項(xiàng)式擬合得U=0.067Rt

6.7031

（10-12）所以（10-3）10.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)

根據(jù)鉑電阻隨溫度變化時(shí)，電壓和溫度的關(guān)系可設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示子VI。由式（10-2）：所以（10-14）由鉑電阻測(cè)溫范圍知（10-15）由式（10-13）和式（10-15），可建立一個(gè)子VI，具體步驟如下。10.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)

從開始菜單中運(yùn)行“NationalInstrumentsLabVIEW2015”，在啟動(dòng)窗口左邊的Files控件里，選擇NewVI或使用快捷鍵Ctrl+N建立一個(gè)新程序。

框圖程序的繪制：圖10-21所示為本設(shè)計(jì)子程序的程序框圖。本設(shè)計(jì)關(guān)于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換采用另一種方法設(shè)計(jì)程序框圖，用這種方法設(shè)計(jì)的子程序在接口電路設(shè)計(jì)時(shí)不用再考慮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換?？紤]數(shù)據(jù)輸入（data）是關(guān)于時(shí)間和電壓的2維數(shù)組，設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)域信號(hào)的采集器，它由控制模板I/O模塊里的波形函數(shù)經(jīng)矩陣化而成，如圖10-22所示。利用ForLoop的自動(dòng)索引功能，完成數(shù)組的轉(zhuǎn)換。這里ForLoop的自動(dòng)索引是指使循環(huán)框外面的數(shù)組成員逐個(gè)依次進(jìn)入循環(huán)框內(nèi)，或使循環(huán)框內(nèi)的數(shù)據(jù)累加成一個(gè)數(shù)組輸出循環(huán)框外面的功能。這樣數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換就可以直接在VI程序中完成，而不用從接口進(jìn)行。10.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)

通過(guò)時(shí)域信號(hào)采集器，將電壓的波形提取出來(lái)，如圖10-22所示，再將連續(xù)電壓值作為VI輸入。循環(huán)時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)單個(gè)地輸出，所以很重要的一點(diǎn)是循環(huán)結(jié)束時(shí)不能使用自動(dòng)索引，否則輸出的將是一維數(shù)組而不是單個(gè)數(shù)值。程序中用到了矩陣的索引，以得到單個(gè)顯示值。While循環(huán)的條件端口選擇“StopifTure”，連接的常數(shù)設(shè)為“T”。圖10-21程序框圖10.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)

圖10-22設(shè)計(jì)時(shí)域信號(hào)采集器10.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)

定義圖標(biāo)與連接器：雙擊右上角圖標(biāo)進(jìn)行編輯。用鼠標(biāo)右鍵單擊前面板窗口中的連接器窗格，在Pattern中根據(jù)輸入/輸出端口數(shù)來(lái)選擇兩輸入兩輸出的連接器的模型。把左邊的一個(gè)窗格與時(shí)域信號(hào)采集器“電壓”相關(guān)聯(lián)，右邊的兩個(gè)窗格分別與“Rt”和“溫度計(jì)”兩顯示模塊相關(guān)聯(lián)。完成上述工作后，將設(shè)計(jì)好的子VI保存。

下次調(diào)用該VI時(shí)，圖標(biāo)與端口如圖10-23所示。圖10-23子VI圖標(biāo)與接口10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim

1）虛擬儀器的設(shè)計(jì)

關(guān)于虛擬儀器的研究及LabVIEW儀器向Multisim的導(dǎo)入的原理請(qǐng)參照第8章的內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中虛擬儀器的設(shè)計(jì)與導(dǎo)入分以下幾個(gè)步驟。

把Multisim安裝目錄下Samples/LabVIEWInstruments/Templates/Input文件夾復(fù)制到另外一個(gè)地方。

在LabVIEW中將上面步驟中所復(fù)制的StarterInputInstrument

.lvproj工程重新命名為proj2..lvproj。

打開proj2.lvproj工程后，將StarterInputInstrument.vit重新命名為proj2.vit，將StarterInputInstrument_multisimInformation.vi重新命名為proj2_multisimInformation.vi。

10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim

雙擊打開proj2.vit，在程序框圖面板上完成對(duì)框圖的設(shè)計(jì)。在數(shù)據(jù)處理部分，選擇CASE結(jié)構(gòu)下拉菜單中的“UpdateDATA”選項(xiàng)進(jìn)行修改，在結(jié)構(gòu)框中右鍵點(diǎn)擊選擇SelectaVI，把在LabVIEW完成的子VI添加在“UpdateDATA”選項(xiàng)中，子VI輸入端Input與Multisim的儀器的輸入端相連，在子VI的輸出端單擊鼠標(biāo)右鍵創(chuàng)建指示器，如圖10-24所示。

圖10-24接口電路設(shè)計(jì)

程序框圖設(shè)計(jì)好后，要進(jìn)行前面板的設(shè)計(jì)，除了要完成功能外，還要兼顧美觀。設(shè)計(jì)好的前面板如圖10-25所示。完成修改后點(diǎn)擊保存。信號(hào)采集部分位于左下框內(nèi)，t0是采集起始時(shí)間，dt是時(shí)間間隔，Y是采樣值。圖10-25前面板設(shè)計(jì)10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim

打開proj2_multisimInformation.vi，在程序框圖面板中將儀器ID和顯示名稱填入唯一的標(biāo)志，如一起設(shè)為Proj2plotterproj2。同時(shí)把輸入端口數(shù)設(shè)為“1”，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)電壓輸入；把輸出端口設(shè)為“0”，此模塊不需要輸出，修改后的程序框圖面板如圖10-26所示。設(shè)置完后點(diǎn)擊保存。

圖10-26虛擬儀器設(shè)置10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim

展開BuildSpecifications，用鼠標(biāo)右鍵單擊“SourceDistribution”，選擇屬性設(shè)置，在保存目錄和支持目錄中，都將編譯完成后要生成的庫(kù)文件重命名，如proj2（.lib）。同時(shí)在原文件設(shè)置中選擇總是包括所有包含的條目，如圖10-27所示。屬性設(shè)置完成點(diǎn)擊Build，在彈出的菜單中選擇“Done”即可。

圖10-27編譯屬性設(shè)置10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim

儀器創(chuàng)建完成后，在Input文件夾下生成一個(gè)Build文件夾，打開后把里面的文件復(fù)制到NationalInstruments>>CircuitDesignSuite14.0>>lvinstruments文件夾中，這樣就完成了虛擬儀器的導(dǎo)入，當(dāng)再打開Multisim時(shí)，在LabVIEW儀器下拉菜單下就會(huì)顯示所設(shè)計(jì)的模塊（Proj2）。10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim

2）打開前面在Multisim中設(shè)計(jì)的電路圖，在LabVIEW儀器下拉菜單下選擇導(dǎo)入的顯示模塊Proj2。把設(shè)計(jì)好的電路和顯示模塊連接，電路調(diào)整后，進(jìn)行仿真，驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)及顯示模塊的設(shè)計(jì)是否合理。圖10-28所示為取的4個(gè)不同溫度時(shí)的仿真，可以看出小溫度值時(shí)，非線性誤差偏大，但約為2%，符合設(shè)計(jì)要求。

（a）10℃（b）40℃圖10-28實(shí)驗(yàn)結(jié)果10.4將LabVIEW虛擬儀器導(dǎo)入到Multisim

（c）70℃（d）100℃圖10-28實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

1）在Multisims中添加LabVIEW交互接口：

這些Multisim中的接口是分級(jí)模塊(HierarchicalBlock)和子電路(Sub-Circuit)接口(Hierarchicalconnector)，用來(lái)與LabVIEW仿真引擎之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。

右鍵點(diǎn)擊鼠標(biāo)并從彈出的快捷菜單中選擇

Placeonschematic/Hierarchicalconnector。如圖10-29所示。放置一個(gè)接口在電路圖的左上方，另一個(gè)放置在右上方。按照?qǐng)D13-30將電路與接口連接起來(lái)。圖10-29選擇交互接口

圖10-30接口電路10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

右鍵設(shè)置接口：打開View菜單下的LabVIEWCo-simulationTerminals窗口，設(shè)置針對(duì)LabVIEW的輸入或者輸出。為了將各個(gè)接口配置為輸入或者輸出，在模式設(shè)置中選擇所需要的選項(xiàng)，然后可以在類型設(shè)置中將各個(gè)接口設(shè)置為電壓或者電流輸入/輸出。最后，如果你想將放置的輸入輸出接口設(shè)置為不同的功能對(duì)，你可以選擇NegativeConnection。將IO1配置為輸入，然后將IO2配置為輸出。如果希望改變這個(gè)MultisimVI中輸入與輸出接口的名字，可以修改LabVIEWTerminal設(shè)置中的文本，本次仿真中分別為輸入和輸出模塊更改為測(cè)量溫度和輸出電壓。如圖10-31所示為設(shè)置好的LabVIEWCo-simulationTerminals窗口，圖10-32為即將被Labview調(diào)用的MultisimdesignVIpreview圖標(biāo)。圖10-31設(shè)置接口10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

保存Multisim設(shè)計(jì)于一個(gè)常用的位置，這樣可以在編寫LabVIEW的時(shí)候再次調(diào)用它?，F(xiàn)在可以進(jìn)行LabVIEWVI的編程，以完成與Multisim的通訊。圖10-32設(shè)置好的MultisimdesignVIpreview10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

2）在Labview中創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字控制器：

這些Multisim中的接口是分級(jí)模塊(HierarchicalBlock)和子電路(Sub-Circuit)接口(Hierarchicalconnector)，用來(lái)與LabVIEW仿真引擎之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。

打開Labview創(chuàng)建一個(gè)新的VI后，在程序框圖（后面板）中右鍵點(diǎn)擊，打開函數(shù)選板，瀏覽到ControlDesign&Simulation?Simulation?Control&SimulationLoop。左鍵點(diǎn)擊，并將其拖放到程序框圖上，如圖10-33所示。圖10-33放置控制及仿真模塊10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

要修改控制仿真循環(huán)的求解算法和時(shí)間設(shè)置，雙擊輸入節(jié)點(diǎn)，打開ConfigureSimulationParameters窗口。輸入如圖10-34的參數(shù)；在這些選項(xiàng)中使用本文后面提供參數(shù)，可以有效地在LabVIEW的波型圖表中顯示數(shù)據(jù)。也可以根據(jù)自己的需求改變這些參數(shù)。圖10-34節(jié)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

在VI中添加仿真停止(HaltSimulation)函數(shù)來(lái)停止控制仿真循環(huán)。右鍵點(diǎn)擊，打開函數(shù)選板，瀏覽到ControlDesign&Simulation?Simulation?Utilities?HaltSimulation。左鍵點(diǎn)擊，并將其拖放到程序框圖上，然后在布爾輸入上右鍵點(diǎn)擊并選擇Create?Control。這樣就可以在VI的前面板上創(chuàng)建一個(gè)布爾控件來(lái)控制程序的掛起，來(lái)停止仿真VI的運(yùn)行。如圖10-35所示。圖10-35添加HaltSimulation函數(shù)10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

3）放置MultisimDesignVI：

MultisimDesignVI是管理LabVIEW和Multisim仿真引擎之間通訊的。

右鍵點(diǎn)擊，打開函數(shù)選板，瀏覽到ControlDesign&Simulation?Simulation?ExternalModels?Multisim?MultisimDesign，左鍵點(diǎn)擊，并將其拖放到控制與仿真循環(huán)之中，注意，這個(gè)VI必須放置到控制仿真循環(huán)中。將MultisimDesignVI放置到程序框圖上以后，會(huì)彈出選擇一個(gè)Multisim設(shè)計(jì)（SelectaMultisimDesign）對(duì)話框。在對(duì)話框中你可以直接輸出文件的路徑，或者瀏覽到文件所在的位置來(lái)進(jìn)行指定。MultisimDesignVI會(huì)生成接線端，接線端的形式與Multisim環(huán)境中的MultisimDesignVI預(yù)覽一致，具有相對(duì)應(yīng)的輸入與輸出。如果接線端沒有顯示出來(lái)。左鍵點(diǎn)擊下雙箭頭，展開接線端。10.5將Multisim導(dǎo)入LabVIEW虛擬儀器

右鍵要向Multisim中的電路傳送數(shù)據(jù)，必須首先在前面板上創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字控件?？梢酝ㄟ^(guò)右鍵點(diǎn)擊輸入接線端，然后選擇Create?Control來(lái)方便地完成創(chuàng)建命令。這樣就能夠在程序框圖中放置一個(gè)數(shù)字控件的接線端，并且該接線端已經(jīng)連接到了MultisimVI的輸入上。程序框圖中的控件在前面板上有一個(gè)對(duì)應(yīng)的控件,此時(shí)可以隨意調(diào)整它的大小或者移動(dòng)它，使前面板更加美觀，或者可以右鍵點(diǎn)擊該控件，選擇Replace?Silver?Numeric，可以選擇轉(zhuǎn)盤、旋鈕、滑動(dòng)桿等需要的數(shù)字控件外觀