基于虚拟仪器Labview实现恒温区测量系统的设计
添加日期:2020-12-07 18:09
作者:亚博APP
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  虚拟仪器(Virtual Instrument,或VI)是计算机技术和现代技术相结合的产物,它不仅具有传统仪器、仪表的全部功能,同时还拥有计算机技术的全部优势,它能对数据进行处理、分析、统计并把结果以曲线、、图像的形式显示出来;它还具有较高的测试速度、精度,且读取数据方便、直观;它能通过网络进行数据传送,使管理人员能及时掌握测试进展并进行远程指导;在测试结束时,不仅能得到直观的测试结果还能将其打印出来或将结果以文件的形式保存起来。利用现有的微型计算机,增加少量硬件设备,用户就可以在虚拟仪器平台上设计出自己的

  测量系统的原理图如图1所示。测量是基于PC机的LabVIEW平台上进行的,它是由步进电机带动热电偶对炉膛内的温度逐点进行取样,获得各点的电位差,经信号调理(放大、滤波)后送入一块由NI公司提供的DAQ硬件卡,完成电信号的采集,运行程序就可得到所测的温度曲线. 基于LabVIEW的应用软件设计

  LabVIEW是美国国家仪器公司(NI)推出的一种面向仪器与测控过程的图形化开发平台。是用于数据提取、控制、数据分析、数据表述、过程监测、工厂自动化等的软件系统。在继承传统结构化的编程语言基础上,LabVIEW采用数据流程的图形化G编程技术,把复杂费时的软件编程简化为菜单提示和图标连接调用。已编制的各种子程序(Sub VI)可用图标表示。通过修改、设定图标中的有关参数,完成图形化程序的初步编辑。连接图标之间表示数据类型的输入输出线,实现子程序间的连接与调用(生成了block diag

  )。应用探针、运行亮灯、断点、暂停和单步执行等对程序进行调度和修改。LabVIEW和仪器系统的

  温区测量程序采用如图3所示的层次化结构,它由三层构成,即顶层模块measure、第二层

  mp及由子Read和calcu构成的底层VI模块。在屏幕上实时显示各被测点温度曲线的顶层VI (measure)结构如图4所示。它调用了温度测量、处理子程序Temp,相应的温度值由Temperature History(T_history)显示出来,启动使能开关(Eable),即可自动以波形图的形式(T-wave) 实时显示不同位置处的炉温。直至得到整个炉膛的温度分布曲线,测出恒温区段。

  的时间控制常量可以控制循环程序的执行速率,其值应大于新样点温度达到稳定所需的时间。

  系统的第二层是处理子程序(Temp子VI)内部构成如图5所示,它调用了底层子VI Read和calcu。Read是温度采集子程序,它对DAQ卡采集的被测电压信号进行预处理( e.g:滤波、拟合);calcu是数值处理子程序,它对所得到的信号进行数值处理,把电压信号转换为相应的温度值。从而得到各被测点的温度值。

  为了提高检测精度和效率,便于实现自动化和智能化,该系统用步进电机代替人工拉动热电偶,电机的步进长度事先由程序设定,热电偶每次移动结束后,经过一段稳定时间,系统开始对该点进行数据采集。按下enable 开关,系统开始工作。各被测点的当前温度一方面用温度计显示出来,同时也显示在前面板的T-wave波形中(其中,X轴为步进电机移动的距离,Y轴为相应点的温度),随着时间的推移,整个炉膛的温度分布情况就直观地以T_history波形显示在T-wave窗口内,工作人员根据炉温的分布曲线对炉温进行调整或对设备进行维修。为了长期保存所测结果,还可以将其打印出来或将所测数据存入文件中,建立设备运行状态档案,以备后用。如果配置多个热电偶还能同时进行多台炉温的测量。

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