虛擬儀器課程設(shè)計論文基于labview的虛擬電子秤程序設(shè)計

1、 虛擬儀器課程設(shè)計（論文）( 2009級 ) 題 目： 基于labview的虛擬電子秤程序設(shè)計學(xué) 院： 工學(xué)院 班 級： 機械093 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 09550320 成 績： 基于labview的虛擬電子秤程序設(shè)計摘要隨著科學(xué)技術(shù)的進步，對測量技術(shù)的要求越來越高。電子測量技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的電子測量儀器由于其功能單一，體積龐大，己經(jīng)很難滿足實際測量工作中多樣性、多功能的需要。以虛擬儀器為代表的新型測量儀器改變了傳統(tǒng)儀器的思想，它們充分利用計算機強大的軟硬件功能，把計算機技術(shù)和測量技術(shù)緊密結(jié)合起來，是融合了電子測量、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型測量技術(shù)。特別是基于計算機平

2、臺的各種測量儀器由于成本低、使用方便等優(yōu)點得到了更廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計是結(jié)合傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)開發(fā)設(shè)計了一種基于labview的電子秤，該系統(tǒng)采用普通pc 機為主機,利用圖形化可視測試軟件labview為軟件開發(fā)平臺,將被測重量轉(zhuǎn)換處理進行數(shù)據(jù)采集，實時進行處理、顯示。研究背景質(zhì)量是測量領(lǐng)域中的一個重要參數(shù)，稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視。公元前，人們?yōu)榱藢ω浳锝粨Q量進行估計，起初采用木材或陶土制作的容器對交換貨物進行計量。以后，又采用簡單的秤來測定質(zhì)量。據(jù)考證，世界上最古老的計量器具出土于中東和埃及，最古老的衡器和砝碼出自于埃及。秤是最普遍、最普及的計量設(shè)備，電子秤取代機械

3、秤是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然規(guī)律。低成本、高智能化的電子秤無疑具有極其廣闊的市場前景。本章簡述稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展過程，論述提出新型電子秤的意義，關(guān)鍵技術(shù)及工作重點等。隨著時代科技的迅猛發(fā)展，微電子學(xué)和計算機等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠離、功能、精度及自動化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學(xué)實驗和應(yīng)用工程的自動化程度得以顯著提高。稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展衡器是通過作用于被測量物體的重力來確定該物體質(zhì)量的計量器具。在整個衡器的發(fā)展過程中，先

4、后主要出現(xiàn)了六種類型的衡器：架盤天平、不等臂平臺秤、吊車秤、傾斜象限桿秤、彈簧秤和自動秤。電子衡器種類繁多，且涉及到貿(mào)易結(jié)算和廣大消費者的利益，所以為世界各國政府普遍關(guān)注和重視，并被確定為我國強制管理的法制計量器具。電子衡器是自動化稱重控制和貿(mào)易計量的重要手段，對于加強企業(yè)管理、嚴格生產(chǎn)、貿(mào)易結(jié)算、交通運輸、港口計量和科學(xué)研究都起到了重要作用。目前電子衡器主要分為非自動衡器和自動衡器。我國電子衡器經(jīng)過40多年的不斷改進與完善，從最初的機電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點從

5、單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。電子秤的發(fā)展狀況電子秤是各行業(yè)對物料進行計量或工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中對物料重量進行各種控制的新一代重量計量器具。 作為重量測量儀器,智能電子秤在各行各業(yè)中開始顯現(xiàn)其測量精度高,測量速度快,操作簡單易學(xué),可以實時監(jiān)控的巨大優(yōu)點,使其已經(jīng)開始逐漸取代傳統(tǒng)型的機械杠桿測量秤,成為測重領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。 電子秤不僅要向高精度、高可靠方向發(fā)展， 而

6、且更需向多種功能的方向發(fā)展。據(jù)悉，目前電子秤的附加功能主要有以下幾種：（1）電子秤附加了處理機構(gòu)計算機信息補償裝置, 可以進行自診斷、自校正和多種補償計算和處理。（2）具有皮重、凈重顯示等特種功能。電子秤有些已具備了自動稱量模式, 即通過進行算術(shù)平均、積分處理和自動調(diào)零等方法, 消除上述的誤差。（3）附加特殊的數(shù)據(jù)處理功能。目前的電子秤有附加多種計算和數(shù)據(jù)處理功能，以滿足多種使用的要求。今后， 隨著電子高科技的飛速發(fā)展， 電子秤技術(shù)的發(fā)展定將日新月異。同時, 功能更加齊全的高精度的先進電子秤將會不斷問世，其應(yīng)用范圍也會更加拓寬。程序介紹本文所介紹的一款基于labview的電子稱，其中省去了用讀

7、取數(shù)據(jù)庫的方式代替了用傳感器對數(shù)據(jù)的采集，從而實現(xiàn)了對電子稱的模擬，故可稱為一款虛擬電子稱。labview是一款跟數(shù)據(jù)采集、處理機密聯(lián)系的軟件，一定離不開與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的開發(fā)，此程序就提供了一個很好的范例。程序中使用了access數(shù)據(jù)庫，利用labsql實現(xiàn)對access數(shù)據(jù)庫的訪問，采集完數(shù)據(jù)后可將其按一定格式保存到excel文件中。labsql 數(shù)據(jù)庫訪問工具包是ni 公司提供的一個免費的、多數(shù)據(jù)庫、跨平臺的軟件包, 可以通過網(wǎng)絡(luò)免費下載到, 其支持windows操作系統(tǒng)中任何基于obdc 的數(shù)據(jù)庫,包括access,sql server,orcale,等。labsql 是利用microso

8、ft ado 以及sql 語言來完成數(shù)據(jù)庫訪問, 將復(fù)雜的底層ado 及s q l 操作封裝成一系列的功能函數(shù)。利用labsql 幾乎可以訪問任何類型地數(shù)據(jù)庫,執(zhí)行各種查詢,對記錄進行各種操作。它的優(yōu)點是易于理解、操作簡單,用戶只需進行簡單地編程, 就可在labview 中實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問。它還有一個最大的優(yōu)點是源代碼開放,并且是全面免費的。前面板登錄界面設(shè)計前面板界面設(shè)計是虛擬儀器的重要組成部分，儀器參數(shù)的設(shè)置、測試結(jié)果顯示等功能都是通過軟件實現(xiàn)，因此要求軟件界面簡單直接，便于使用。此程序前面板包括登錄、配置、圖形顯示、數(shù)據(jù)顯示四部分。界面美觀，分布合理！此外，此程序還加入了管理用戶的功能，需

9、要輸入用戶名和密碼才能進入系統(tǒng)，登入后可以修改自己的密碼。用戶有權(quán)限等級： 管理員：可以增加，刪除其他用戶并可以設(shè)置其密碼。 一般用戶：不能增加，刪除其他用戶，可以修改自己的密碼。程序框圖設(shè)計程序框圖相當于程序的源代碼,只有創(chuàng)建了程序框圖后，該程序才能真正運行。其設(shè)計主要是對節(jié)點、數(shù)據(jù)端口和連線的設(shè)計。本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，可將不同測量內(nèi)容設(shè)計成單獨的功能模塊。各子模塊分別完成一定的功能，在主界面程序或其它的子程序中調(diào)用.各功能模塊間的獨立性較強，一般都可單獨調(diào)試、修改和移植。所以整個系統(tǒng)軟件層次清晰、易于理解、便于修改、利于開發(fā)新功能。此程序框圖大體分為3個模塊:初始化模塊、人機界面處理循環(huán)

10、模塊及數(shù)據(jù)采集處理循環(huán)模塊。初始化模塊此模塊主要用來對程序初始狀態(tài)下的各項參數(shù)設(shè)定人機界面處理循環(huán)模塊此模塊通過事件結(jié)構(gòu)對前面板各個按鈕對應(yīng)的程序進行設(shè)定，共包括登錄、修改密碼、用戶管理、采集、保存、暫停和stop7個選項。數(shù)據(jù)采集處理循環(huán)模塊此模塊通過while循環(huán)和條件結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)采集并通過波形和數(shù)組來顯示采集到的數(shù)據(jù)。其中用來模擬產(chǎn)生數(shù)據(jù)用來獲取當前時間用來格式化獲取的時間用來采集次數(shù)遞增用來設(shè)置采樣間隔時間程序改進由于本人水平所限加之此程序設(shè)計考慮周到，所以能改的地方很少。思考了很久，發(fā)現(xiàn)此程序能夠保存采集到的數(shù)據(jù)但是卻沒有讀取數(shù)據(jù)的功能。因此參閱了教材，使用了讀取電子表格文件的控件實現(xiàn)了讀取的功能。修改