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1、 项项 目目 课课 程程 设设 计计课程名称_仪器与测试项目 题目名称_温度热电偶测量系统 学生学院_ _ 专业班级 学 号_ _学生姓名_ _指导教师_ 傅春晖 _成绩评定_年 月 日广东工业大学课程设计任务书广东工业大学课程设计任务书题目名称学生学院专业班级姓 名学 号一、实践项目课程设计的内容一、实践项目课程设计的内容本项目课程要求学生综合运用所学专业课知识，选用传感器及有关仪器仪表组建测试系统、虚拟仪器(利用 Labview 虚拟软件平台)，对机器品质、产品质量、设备运行状态、机械系统动态性能等工程对象进行综合测试；编制或应用有关软件，对测试信号、数据进行分析和处理，达到提高工程测试能
2、力与实践技能。另外，本实验还进行几何量误差测量实验，包括形位误差测量、齿轮误差测量两部分。学生通过综合训练，深化已学知识，对机械工程测试及计算机在该领域中的应用有较为全面深入的了解，培养学生工程素质。 二、实践项目课程设计的要求与数据二、实践项目课程设计的要求与数据1、了解和熟悉虚拟仪器编程软件 Labview，每个同学要独立地完成编程练习。2、每两人为一组，能独立地选用有关传感器及有关仪器仪表组建虚拟仪器测试系统(利用 Labview 虚拟软件平台)对工程对象进行测试，要求独立编制虚拟仪器程序并记录下实验数据，并能对测试信号和数据进行分析处理。3、每个同学独立完成几何量误差测量实验，包括形位
3、误差测量、齿轮误差测量两部分，记录实验数据并能按要求对数据进行处理和分析。4、每位学生必须根据具体工作内容，完成一篇不少于 1000 字的报告书。本项目要求每位同学亲自动手操作、练习和调试，体会到工程测试的乐趣。三、实践项目课程设计应完成的工作三、实践项目课程设计应完成的工作1、Labview 软件学习介绍，进行必要的讲授和辅导，完成由老师指定的编程练习。2、在实验室完成相关虚拟仪器测试系统组建，设计编制虚拟仪器程序并对系统进行调试，记录下测试数据，并对测试信号和数据进行分析处理。3、几何量误差测量实验，包括形误差测量、齿轮误差测量两部分。 4、设计体会与心得。 四、实践项目课程设计进程安排四
4、、实践项目课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期11） 、布置任务，讲解课程的目的、内容和要求；2） 、讲解虚拟仪器图形编程；3） 、几何量误差测量，包括测量的原理、步骤等；实验 2 号楼 403 和 4058.29-8.312虚拟仪器编程讲解与练习1） 、数据采集；2） 、仪器控制；3） 、数学分析应用软件；实验 2 号楼4019.1-9.33虚拟仪器编程，模拟温度测量系统实验 2 号楼4019.4-9.64虚拟仪器编程，虚拟仪器采集实验 2 号楼4019.7-9.95虚拟仪器编程，串口仪器通讯实验 2 号楼4019.10-9.126形位误差测量、齿轮误差测量汽缸、箱体、轴形位误差、
5、螺孔位置度；齿轮周节、公法线、齿轮径向综合误差、径向跳动误差。实验 2 号楼4019.13-9157创建虚拟仪器测试系统1)、热电偶温度测量系统。2） 、零件合格性检测系统。实验 2 号楼4019.16-9.1881） 、给定测试系统，现场检查学生编程；考查学生编程的正确性和可行性。2） 、答辩，评定成绩。实验 2 号楼4019.19-9.26五、应收集的资料及主要参考文献五、应收集的资料及主要参考文献1 李远波，傅春晖. 广东工业大学自编教材.仪器与测试项目实验指导书M,20062 杨乐平,李海涛，杨磊. LabVIEW 程序设计与应用M. 北京：电子工业出版社，20053 张易知. 虚拟仪
6、器的设计与实现M.西安：西安电子科技大学出版社，20034 段福来主编. 互换性与测量技术基础学习指南M. 西安:陕西科技出版社,19925 韩进宏. 互换性与技术测量M. 北京:机械工业出版社, 2004发出任务书日期：发出任务书日期：20112011 年年 8 8 月月 2929 日日 指导教师签名：指导教师签名： 计划完成日期：计划完成日期：20112011 年年 9 9 月月 2020 日日 基层教学单位责任人签章：基层教学单位责任人签章：主管院长签章：主管院长签章：目目 录录一、虚拟仪器技术简介.1二虚拟仪器测试系统建立.3三、热电偶测量系统.8四、实验十 形位误差测量.13五、实验
7、十一 齿轮误差测量.17总结.19参考文献.191一、虚拟仪器技术简介一、虚拟仪器技术简介虚拟仪器技术虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是 NI 近 30 年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化 I/O 硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。 虚拟仪器技术的三大组成部分：1高效
8、的软件 2模块化的 I/O 硬件3用于集成的软硬件平台。虚拟仪器（Virtual Instrument，缩写为 VI）是基于计算机的仪器，是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器和传统仪器的基本结构的比较：与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势，具体表现为：（）智能化程度高，处理能力强。虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。）复用性强，系统费用低。应
9、用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。 （）可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印，显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操作性大大提高。LabVIEWLabVIEW 简介简介： LabVIEW 是
10、一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于 C 和 BASIC 开发环境。LabVIEW 是一种图形化的编程语2言的开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足 GPIB、VXI、RS-232 和RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为“”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而
11、代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW 是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。它主要的方便就是，一个硬件的情况下，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器仪表的功能，非常方便，是相当于软件即硬件！现在的图形化主要是上层的系统，国内现在已经开发出图形化的单片机编程系统（支持 32 位的嵌入式系统，并且可以扩展的） ，不断完善中。应用程序构成应用程序构成：打开一个新的 LabVIEW 程序
12、，可以看到它由前面板（panel）和流程图（diagram）组成。前面板窗口是图形用户界面，也就是 VI 的虚拟仪器面板，相当于实际仪器的控制面板，它将用户和程序联系起来，是程序运行时显示和输入的交互窗口。如图所示的示波器的前面板，上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对象（indicator） 。流程图窗口提供 VI 的图形化源程序，相当于实际仪器箱内的东西，在流程图中程序员用图形语言编写 LabVIEW 程序源代码，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。如图所示的示波器流程图，上面包括前面板上的控件的连线端子，还有一些前面板上没
13、有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。 3二、虚拟仪器测试系统建立二、虚拟仪器测试系统建立实验目的：实验目的：熟悉 Labview 编程环境，掌握 Labview 的数据类型和基本结构，能熟练地编写基本的虚拟仪器程序。实验实验 1-11、实验目的：创建一个 VI 程序，以便以后作为子 VI 程序使用。创建一个 VI 程序模拟温度测量，假设传感器输出电压与温度成正比。例如，当温度为七十华氏摄氏度时，传感器输出电压为 0.7V。本程序也可以用摄氏温度来代替华氏温度显示。本程序用软件代替了 DAQ 数据采集卡，使用 Demo Read Voltage 子程序来仿真电压测量，然后把所测量的电
14、压值转换成摄氏或华氏温度读数。2、程序的前面板如下：3、框图程序如下：4、实现功能模拟温度测量，可以仿真电压测量，并且将电压值转换成摄氏或华氏温度读数显示在前面板上，同时，这个程序也可以作为子程序为其他程序调用，可以将其称为“温度计程序” 。4实验实验 1-21、实验目的：使用一个条件循环结构和一个被测波形图表实时地采集数据在本次实验中，我们将学习创建一个 VI 程序，进行温度的测量，并把结果在波形图上显示，该 VI 程序使用在 1-1 创建的温度计程序作为子程序。2、程序的前面板如下：前面板中，设置有一个波形图表用以显示温度历史趋势，有一个竖直开关，以停止或开始采集数据，还有一个模式转换开关。3、框图程序如下：4、实现功能：利用 1-1 的“温度计程序” ，将测量到的温度数值实时地反映在波5形图上。实验实验 1-31、实验目的：以图表方式显示数据并使用分析功能子程序。利用 1-2 创建的 VI 程序，在数据采集的过程中，实时地显示数据。当采集过程结束后，在图表上画出数据波形，并算出最大值、最小值和平均值。前面板：2、程序框图：3、实现功能：采集温度数值并实时显示数据，在采集结束后显示出所测量的数据的最大6值最小值以及平均值。实验实验 1-4
