虛擬儀器大作業(yè)材料參考

1、基于虛擬儀器的高低溫報警系統(tǒng)的設(shè)計專業(yè)班級：測控技術(shù)與儀器1201學(xué)號：120122428姓名：張乃凡目 錄1虛擬儀器大作業(yè)選題意義32.設(shè)計要求33.設(shè)計方案及具體步驟33.1設(shè)計方案33.2設(shè)計步驟4（1）溫度產(chǎn)生4（2）溫度顯示4（3）高低溫報警5（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計5（5）時間延遲6（6）while循環(huán)結(jié)構(gòu)73.3設(shè)計結(jié)果7(1)前面板設(shè)計7(2)程序框圖設(shè)計84. 總結(jié)91虛擬儀器大作業(yè)選題意義隨著社會的不斷進步，信息科學(xué)領(lǐng)域各種技術(shù)也在不斷發(fā)展。傳統(tǒng)靠人工控制的溫度、濕度、液位等信號的測壓力控系統(tǒng)，外圍電路比較復(fù)雜，測量精度較低，分辨力不高，需進行溫度校準(zhǔn)(非線性校準(zhǔn)、溫度補償、傳感器標(biāo)

2、定等)；且它們的體積較大、使用不夠方便，更重要的是參數(shù)的設(shè)定需要有其它儀表的參與，外界設(shè)備多，成本高，因而越來越適應(yīng)不了社會的要求。在對多類型、多通道信號同時進行檢測和控制中，傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)能力有限。如何將計算機與各種設(shè)施、設(shè)備結(jié)合，簡化人工操作并實現(xiàn)自動控制，滿足社會的需求，成為一個很迫切的問題。溫度是工業(yè)控制中主要的被控參數(shù)之一，且溫度檢測是現(xiàn)代檢測技術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用，特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。2.設(shè)計要求（1） 編寫labview溫度報警實驗程序，要求可以產(chǎn)生隨機溫度，并且統(tǒng)計溫度參數(shù)，

3、記錄下最大值，最小值，平均值。（2） 利用labview中的波形圖圖表，觀察溫度曲線的變化情況。3.設(shè)計方案及具體步驟3.1設(shè)計方案本設(shè)計是基于labview 的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，采用一個隨機取值，能用波形顯示器顯示溫度曲線，能實時顯示溫度，在一定時間內(nèi)能統(tǒng)計最大值最小值以及平均值，溫度達到上限溫度或者下限溫度時能報警。通過實驗，初步了解虛擬儀器的概念，基本掌握labview的操作方法，掌握各種控件和編程函數(shù)的用法。如圖3.1所示，本次設(shè)計是簡易的溫度采集，思路是“采集-顯示-統(tǒng)計-報警”，由一個隨機選作為溫度的產(chǎn)生，由波形圖示顯示溫度的變化，統(tǒng)計最大值最小值以及平均值，設(shè)定上限下限值，用兩個比較

4、器件比較，超出設(shè)定值時報警。 圖3.13.2設(shè)計步驟（1）溫度產(chǎn)生如圖3.2.1所示，溫度的產(chǎn)生由一個隨機數(shù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)和100叉乘。把模擬信號數(shù)據(jù)變成模擬溫度數(shù)據(jù)，這樣就能產(chǎn)生出0度到100度的溫度范圍。圖3.2.1（2）溫度顯示溫度顯示有三個器件：波形顯示、溫度計、溫度顯示，通過了波形圖，溫度計表，數(shù)值顯示三種顯示方式顯示當(dāng)前溫度大小。如圖3.2.2.所示為程序框圖中的溫度顯示程序，如圖3.2.3所示為前面板三個顯示器件。圖3.2.2圖3.2.3（3）高低溫報警由兩個比較器來比較實時溫度，當(dāng)有大于90度或者小于20度的信號傳遞時，指示燈會顯示報警燈，蜂鳴器發(fā)出警報。如圖3.2.4所示

5、為程序框圖中的高低溫報警顯示燈和報警器。如圖3.2.5所示為前面板的高低溫報警提示燈。圖3.2.4圖3.2.5（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)統(tǒng)計由信號收集器、統(tǒng)計器件以及相關(guān)數(shù)值顯示組成，信號收集模塊是一個屬于信號操作express的子vi，此子vi的功能是把數(shù)據(jù)進行收集，采樣數(shù)為2000，收集的信號在經(jīng)過統(tǒng)計模塊，統(tǒng)計模塊也是屬于信號操作express的子vi，此子vi的功能是把經(jīng)過收集的信號進行內(nèi)部計算，得出平均值，最大值，最小值，方便觀測程序的溫度變化。如圖3.2.6所示為程序框圖的信號收集，統(tǒng)計，出值的模塊。如圖3.2.7所示為前面板的平均值，最大值，最小值顯示控件。圖3.2.6圖3.2.7（5）

6、時間延遲由于系統(tǒng)的默認(rèn)時間過快，無法觀察溫度變化之間的數(shù)字和曲線，為了更好的觀察溫度變化，增加了時間延遲器，時間延遲器執(zhí)行過程控制express的子vi，設(shè)置延遲時間為1.5秒，1.5秒為指定延遲時間，這樣溫度在變化間能更好的觀察，如圖3.2.8所示為程序框圖中的時間延遲。圖3.2.8（6）while循環(huán)結(jié)構(gòu)while循環(huán)是一種結(jié)構(gòu)，把停止設(shè)置為條件端子，如果想要讓程序停止工作，只需在停止按鈕上選中，這樣，程序就會經(jīng)過while循環(huán)停下來。如圖3.2.9所示為程序框圖中的while循環(huán)，如圖3.2.10所示為前面板的停止按鈕。圖3.2.9圖3.2.103.3設(shè)計結(jié)果(1)前面板設(shè)計前面板界面如

7、圖3.3.1所示，左邊為4個溫度顯示控件，能通過數(shù)值直觀的反應(yīng)最大值，平均值，最小值，和溫度顯示。前面板中間為波形圖表，能顯示溫度變化曲線，更好的觀察溫度的變化。前面板右上角為兩個高溫報警器，當(dāng)溫度超過90度時，高溫報警器為發(fā)亮并發(fā)出警報聲，當(dāng)溫度低于10度時，低溫報警器會發(fā)亮并發(fā)出警報聲。前面板的右下角為溫度計，溫度計通過擬真的方式讓觀察溫度更能生動的展現(xiàn)溫度當(dāng)前的數(shù)值。圖3.3.1(2)程序框圖設(shè)計如圖3.3.2所示，程序框圖的設(shè)計原則是從左至右，左邊產(chǎn)生模擬的溫度信號，經(jīng)過顯示控件，判斷高低溫邏輯，和信號收集，右邊是把溫度信號進行整理統(tǒng)計，然后經(jīng)過顯示控件進行顯示。圖3.3.2(3)程序

8、運行結(jié)果 如圖3.3.3所示，整個系統(tǒng)能正常運行，能顯示實時溫度、溫度的最大值最小值以及計算平均值，當(dāng)溫度超過90°時，高溫報警器會顯示報警。當(dāng)溫度低于10°時，下限報警器顯示報警并發(fā)出聲音。 截圖實時溫度是2.72°，最大值時99.71°，最小值是2.72°，平均值是54.22°。由于實時溫度小于10°，所以低溫報警器報警。圖3.3.34. 總結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對我們實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程?？赡墚?dāng)感覺理論上已經(jīng)掌握的時候，在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。經(jīng)過幾周的labview上機課程的學(xué)習(xí)，我對labview軟件有了基本的了解，并漸漸能用該軟件做出一些簡單的設(shè)計。我覺得在做實驗之前一定要熟悉一些基本的操作，重點的東西要做筆記，要認(rèn)真聽老師講解軟件的操作，否則對一些模塊軟件不熟悉很難進行實驗。做實驗時一定要親力親為，要將每個步驟和細節(jié)搞清楚，要不然很容易遺忘。在溫度報警系統(tǒng)的設(shè)計過程中也遇到了一些問題，例如，實驗需要用到的一些控件找不到；屬性不正確接線端出錯；當(dāng)前的報警上限溫度顯示不