溫度檢測設計

1、溫度檢測設計1.1 研究內(nèi)容 首先確定研究對象，利用LabVIEW軟件設計管道液體溫度實時監(jiān)測系統(tǒng)，對根據(jù)測試參數(shù)的要求進行分析，然后在硬件和軟件在整個系統(tǒng)中穩(wěn)定可靠安全無故障的運行，并調(diào)試如測試結(jié)果符合要求，完成波形的抓取和數(shù)據(jù)存儲。主要解決的問題有： （1）利用數(shù)據(jù)采集卡、溫度變送器對管道液體溫度進行準確的采集 （2）對溫度信息的采集后，利用labview軟件進行圖形顯示。（3）在LabVIEW的開發(fā)環(huán)境下，設計溫度檢測參數(shù)分系統(tǒng)，包括前面設計、程序設計，實現(xiàn)溫度的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控、異常報警、數(shù)據(jù)存儲等功能。2.1 系統(tǒng)方案設計 2.1.1 系統(tǒng)需求分析 溫度的采集是非常常見的一種采集參數(shù)，在

2、溫度的采集過程中，首先需要了解清楚系統(tǒng)需要采集溫度的范圍，請出來溫度的范圍就可以選擇相對于的溫度采集模塊。溫度采集模塊有電壓和電流兩種輸出方式，本系統(tǒng)中選擇電壓型輸出的溫度采集模塊，它具有穩(wěn)定，便宜性價比高等特點。2.1.2 總體方案設計 根據(jù)上一小結(jié)對系統(tǒng)的需求分析，本次設計選擇管道液體溫度為研究目標，整個系統(tǒng)主要有兩個部分，一個是溫度的數(shù)據(jù)采集和LabVIEW的程序及數(shù)據(jù)處理部分。根據(jù)對系統(tǒng)溫度采集峰精度和范圍進行分析，選擇了一款性價比較高的溫度采集模塊，其輸出電壓為0-10V。選擇NI 公司的NI 6009USB數(shù)據(jù)采集卡，可以穩(wěn)定的采集到的信號并使用NI的DAQmx驅(qū)動函數(shù)將信號傳輸?shù)?/p>

3、電腦時鐘。LABVIEW的相關程序經(jīng)過分析處理，最終得到相應的實時數(shù)據(jù)波形顯示等功能。溫度檢測系統(tǒng)設計框圖如圖所示。溫度采集模塊 用戶端顯示 電腦 數(shù)據(jù)采集卡 2.1.3 硬件選擇 1、溫度采集模塊 2、NI 6009數(shù)據(jù)采集卡 3、MAC BOOK 溫度采集模塊需要安裝在管道中，此種傳感器為三線制，其中兩根為電源線，一根為信號線。6009數(shù)據(jù)采集卡一端需要接電腦的USB接口，其他的接線端子需要與溫度采集模塊相連，連接方式為單端。電腦端需要安裝LABVIEW軟件和DAQmx驅(qū)動。3.1 電路設計 在該系統(tǒng)中，因為只需要采集一路模擬量信號，板卡的端口也是標準端口，因此接線方式是非常簡單的。溫度采

4、集模塊 NI 6009 電腦 24V 0V 信號線 USB接口 第4章 軟件設計與實現(xiàn) 虛擬儀器的圖形化語言和數(shù)據(jù)流的編程思想能夠自然地顯示管道液體溫度的參數(shù)，同時它能夠很直觀在界面上顯示數(shù)據(jù)。使用戶能夠輕松地查看實時數(shù)據(jù)并且還能夠?qū)敵鰠?shù)進行控制。本章節(jié)介紹本次設計的重點LabVIEW設計。繪制用戶界面和程序框圖，實現(xiàn)系統(tǒng)預期的功能。4.1 前面板設計 首先對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時監(jiān)控模塊進行設計，此前面板設計由一個波形顯示控件構(gòu)成，溫度波形顯示控件用于顯示溫度波形信號 。采樣率控件用于設置采集卡的采樣率，即設置采集卡一秒鐘采集的數(shù)據(jù)個數(shù)。在本系統(tǒng)中由于采集的溫度數(shù)據(jù)，所以采樣率設置為5即可滿足要

5、求。物理通道選擇控件用來選擇采集卡模擬量輸入通道，此通道需要根據(jù)實際的硬件接線來選擇。上下限控件用來設置溫度的上下限報警范圍，在該范圍內(nèi)報警指示燈為綠色。當不在該范圍內(nèi)則顯示紅色 4.2 程序設計 前面板設計完成后就需要編寫后面板程序，后面板程序是基于其內(nèi)部自帶的一些函數(shù)和子vi而構(gòu)成的，右擊鼠標可以彈出函數(shù)選擇對話框，在對話框中有很多函數(shù)可以拖拽到程序面板上，構(gòu)成了整個程序的基礎。LabVIEW的程序結(jié)構(gòu)設計有五大類，for循環(huán)、while循環(huán)、條件結(jié)構(gòu)與順序結(jié)構(gòu)、事件結(jié)構(gòu)、局部變量與全局變量。軟件安裝了DAQmx數(shù)據(jù)采集驅(qū)動，當安裝完成后在程序面板里可以直接使用該函數(shù)。由于系統(tǒng)是采集一個通

6、道的數(shù)據(jù)，所以在調(diào)用讀取數(shù)據(jù)函數(shù)的時候選擇1通道1采樣，該模式就是每次讀取一個通道的數(shù)據(jù)。在本次設計中，為了使得系統(tǒng)更加智能化，設計了報警功能。LabVIEW數(shù)據(jù)類型有數(shù)值、布爾值、字符、數(shù)組和蔟，可以使用布爾型的變量設置報警燈，當參數(shù)正常時，布爾值按鈕為綠色，當系統(tǒng)判斷數(shù)據(jù)異常時布爾值按鈕呈現(xiàn)紅色。LabVIEW的文件保存與讀取格式有很多種，如可以存字符串的文本文件、存BIT數(shù)據(jù)的二進制文件CSV文件等等。本文使用常用的CSV文件，由于該文件保存格式具有免費且保存速度快的優(yōu)點，此處選擇該模式。在LabVIEW里面使用寫入電子表格函數(shù)進行數(shù)據(jù)保存。使用該函數(shù)需要對參數(shù)進行不同的配置即可實現(xiàn)用戶

7、想要的數(shù)據(jù)格式。該函數(shù)有兩種數(shù)據(jù)接口，一種是二維數(shù)組，另一種是一圍數(shù)組。在這里使用一維數(shù)組用以保存管道液體的采集參數(shù)。同時使用逗號作為分隔符，能夠在表格里面對數(shù)據(jù)進行區(qū)分顯示，方便用戶查看實際的數(shù)據(jù)。第5章 系統(tǒng)測試 LabVIEW調(diào)試的三大法寶為：探針、保留探針值、斷點和高亮運行。在編寫程序的過程中按照邏輯進行編程，但是寫出來的程序在實際的運行過程中難免會出現(xiàn)各種各樣的問題，這就需要使用LabVIEW的程序調(diào)試工具對程序進行優(yōu)化，對程序進行分析處理，查找到問題的根源，然后在有針對性的去解決程序中的問題。此外，使用快捷鍵“Ctrl+U”可以實現(xiàn)整理程序，使用快捷鍵“Ctrl+B”可以刪除系統(tǒng)斷線。這兩個功能也是非常常用的功能，在編程程序的過程中。如果沒有一個良好的編程風格，整個程序會變得非常大、非常的雜亂無章，通過使用清理快捷鍵可以自動的整理連線，自動的優(yōu)化程序位置和程序框圖大小。通過調(diào)試，觀測關鍵點信息，并反復調(diào)試使系統(tǒng)符合要求。設計心得 本文這次系統(tǒng)設計，是我們在本科學習階段一次非常難能可貴的將我們學到的理論知識與動手能力結(jié)合的實際鍛煉機會，既提升了理論知識水平，又增強了實踐能力，也是一次檢查我們大學里學習情況的機會。通過這次基于LabVIEW的管道液體溫度系統(tǒng)的設計與制作