1、基于虛擬儀器的高低溫報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專業(yè)課：測(cè)控技術(shù)和儀器1201學(xué)號(hào)：120122428名稱：張奈凡列表1.虛擬儀器操作主題的重要性32.設(shè)計(jì)要求3設(shè)計(jì)和特定階段33.1設(shè)計(jì)33.2設(shè)計(jì)階段4(1)溫度生成4(2)溫度指示4(3)冷熱警報(bào)5(4)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)5(5)時(shí)間延遲6(6)while循環(huán)結(jié)構(gòu)73.3設(shè)計(jì)結(jié)果7(1)前面板設(shè)計(jì)7(2)方塊圖設(shè)計(jì)84.摘要91.虛擬儀器操作主題的重要性隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，信息科學(xué)領(lǐng)域的各種技術(shù)也在不斷發(fā)展。使用人工控制的溫度、濕度、液位等信號(hào)的傳統(tǒng)壓力測(cè)量、力控制系統(tǒng)、周邊電路比較復(fù)雜，測(cè)量精度低、分辨率高，需要溫度校準(zhǔn)(非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器校準(zhǔn)等)。

2、大小大，使用不方便，更重要的是，設(shè)置參數(shù)需要其他儀器的參與，外部設(shè)備多，費(fèi)用高，越來越不適合社會(huì)要求。在多類型、多通道信號(hào)的同時(shí)檢測(cè)和控制中，傳統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)功能有限。如何將計(jì)算機(jī)與各種設(shè)施、設(shè)備相結(jié)合，簡(jiǎn)化手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而滿足社會(huì)的要求，已成為一個(gè)十分緊迫的問題。溫度是工業(yè)控制中的主要控制參數(shù)之一，溫度測(cè)試是現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵作用。在冶金、化學(xué)、建筑材料、食品、機(jī)械、石油和其他行業(yè)中起著非常輕的作用。2.設(shè)計(jì)要求(1)編寫LABVIEW溫度警報(bào)實(shí)驗(yàn)程序，該程序可以生成任意溫度，統(tǒng)計(jì)記錄溫度參數(shù)，要求最大值、最小值和平均值。(2)

3、利用LABVIEW的波形圖觀察溫度曲線的變化。設(shè)計(jì)和特定階段3.1設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是基于LabVIEW的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可以隨機(jī)取值，通過波形顯示顯示顯示溫度曲線實(shí)時(shí)顯示溫度，計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的最大最小值和平均值，以及在溫度達(dá)到上限或下限溫度時(shí)發(fā)出警報(bào)。通過實(shí)驗(yàn)，初步了解虛擬儀器的概念，基本掌握LabVIEW的工作方法，掌握各種控件和編程功能的使用方法。如圖3.1所示，該設(shè)計(jì)是一個(gè)名為“收集-顯示-統(tǒng)計(jì)-警報(bào)”的簡(jiǎn)單溫度收集，表示隨機(jī)選擇的溫度、波形圖標(biāo)中發(fā)生的溫度變化、統(tǒng)計(jì)最大最小值和平均值、最大值設(shè)置、兩個(gè)比較設(shè)備的比較、超過設(shè)置值時(shí)的警報(bào)等。圖3.13.2設(shè)計(jì)階段(1)生成溫度如圖3.2.1所示，

4、溫度生成由隨機(jī)數(shù)生成數(shù)據(jù)和100個(gè)叉積。用模擬溫度數(shù)據(jù)替換模擬信號(hào)數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生0到100度之間的溫度范圍。圖3.2.1(2)溫度指示溫度顯示有三個(gè)設(shè)備顯示當(dāng)前溫度大小：波形顯示、溫度計(jì)、溫度顯示、波形圖、溫度計(jì)表和數(shù)值顯示。圖3.2.2表示方塊圖的溫度指示程序，如圖3.2.3所示。圖3.2.2圖3.2.3(3)冷熱警報(bào)兩個(gè)比較器對(duì)實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)大于90度或小于20度時(shí)，led會(huì)顯示警告燈，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)。如圖3.2.4所示，方塊圖的高溫和低溫警報(bào)顯示燈和警報(bào)。圖3.2.5顯示了前面板上的冷熱警報(bào)提示指示燈。圖3.2.4圖3.2.5(4)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)由信號(hào)收集器、統(tǒng)計(jì)設(shè)備和相關(guān)的數(shù)

5、值表示組成。信號(hào)收集模塊收集數(shù)據(jù)，采樣為2000，收集的信號(hào)經(jīng)過統(tǒng)計(jì)模塊，統(tǒng)計(jì)模塊是屬于信號(hào)操作Express的子VI。這個(gè)子VI在內(nèi)部計(jì)算收集的信號(hào)，計(jì)算平均值、最大值、最小值，并使程序的溫度變化易于觀察。圖3.2.6顯示了方塊圖的信號(hào)收集、統(tǒng)計(jì)、輸出模塊。圖3.2.7顯示了前面板的平均、最大和最小顯示控制。圖3.2.6圖3.2.7(5)時(shí)間延遲系統(tǒng)的基本時(shí)間太快，無法觀察溫度變化之間的數(shù)字和曲線，為了更好地觀察溫度變化，時(shí)間延遲器的執(zhí)行過程增加，時(shí)間延遲器的執(zhí)行過程控制Express的子VI，將延遲時(shí)間設(shè)置為1.5秒，指定1.5秒的延遲時(shí)間，從而更好地觀察溫度變化之間的時(shí)間延遲，如圖3.2

6、.8所示。圖3.2.8(6)while循環(huán)結(jié)構(gòu)While循環(huán)是將停止設(shè)置為條件終端的結(jié)構(gòu)，如果要使程序停止運(yùn)行，可以從停止按鈕中選擇。程序通過while循環(huán)停止。圖3.2.9表示框圖的while循環(huán)，如圖3.2.10所示。圖3.2.9圖3.2.103.3設(shè)計(jì)結(jié)果(1)前面板設(shè)計(jì)前面板界面在左側(cè)有四個(gè)溫度顯示控件，如圖3.3.1所示，可以通過數(shù)字、平均值、最小值和溫度顯示直觀地響應(yīng)。前面板中間有波形圖，可以顯示溫度變化曲線，更好地觀察溫度變化。前面板右上方有兩個(gè)高溫報(bào)警器，如果溫度超過90度，高溫警報(bào)器會(huì)閃爍，警報(bào)會(huì)響，如果溫度低于10度，低溫警報(bào)器會(huì)發(fā)光，警報(bào)會(huì)響。前面板上的右下角有溫度計(jì)，溫

7、度計(jì)以實(shí)際方式更生動(dòng)地顯示溫度。圖3.3.1(2)方塊圖設(shè)計(jì)如圖3.3.2所示，方塊圖的設(shè)計(jì)原則是從左到右，左側(cè)生成模擬溫度信號(hào)，通過顯示控制判斷冷熱邏輯，信號(hào)收集，右側(cè)整理溫度信號(hào)，通過顯示控制顯示。圖3.3.2(3)程序運(yùn)行結(jié)果如圖3.3.3所示，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，可以顯示實(shí)時(shí)溫度、最高溫度和計(jì)算出的平均值，如果溫度超過90，高溫報(bào)警器將發(fā)出警告。溫度低于10時(shí)，閾值警報(bào)器會(huì)發(fā)出警報(bào)并發(fā)出聲音。屏幕截圖實(shí)時(shí)溫度為2.72，最大值為99.71，最小值為2.72，平均值為54.22。因?yàn)閷?shí)時(shí)溫度低于10，所以低溫警報(bào)。圖3.3.34.摘要課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用我們所學(xué)的知識(shí)，分析和解決發(fā)現(xiàn)、提出、實(shí)際問題，鍛煉練習(xí)能力的重要環(huán)節(jié)，是我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和檢查過程。理論上感到已經(jīng)掌握的時(shí)候，在應(yīng)用于實(shí)踐的過程中會(huì)留下意外的困惑，經(jīng)過一些努力就可以解決。在LabVIEW上學(xué)習(xí)了幾周的機(jī)械課程后，我對(duì)LabVIEW軟件有了基本的了解，逐漸可以使用該軟件進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)前必須熟悉一些基本操作，重要的是做筆記，認(rèn)真聽老師的軟件操作。否則，對(duì)一些模塊軟件不熟悉，很難進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候必須親自做。要明確每個(gè)步驟或細(xì)節(jié)。否則容易忘記。溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中也出現(xiàn)了一些問題。例如，找不到實(shí)驗(yàn)所需的某些控件。屬性接線端錯(cuò)誤無效；當(dāng)前未顯示