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1、本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：基于LabVIEW的热电偶温度记录仪学生姓名：学 号：专 业：测控技术与仪器班 级：测控06-3班指导教师： 摘 要温度是表征设备状态的重要物理量，也是传热学中进行分析计算的重要参数，温度测试及记录是工业应用与教学实验中经常遇到的问题。本设计采用基于LabVIEW的热电偶温度记录仪来实现热电偶温度记录。设计分为硬件设计与软件设计两部分。硬件主要是由热电偶温度传感器、数据采集卡、PC机组成，主要实现温度信号的采集、转换、处理等功能。采用LabVIEW8.5进行图形化编程设计了前面板。可以通过用户登录界面进入系统，前面板设计包括温度采集、温度记录、温度查询三
2、部分。在程序框图设计中，编写了用户管理、DAQ采集、通道选择、数据库访问、数据库写入、数据库查询等子VI，实现了对于四个不同通道的数据采集、记录、实时显示、报警及查询等功能。关键词：Lab VIEW；虚拟仪器；温度；采集；记录AbstractTemperature not only is an important characterization of physical equipment, but also is the heat transfer analysis in an important parameter .The test and record the temperature
3、industrial applications are often experiment with teaching problems. This set of virtual instrument which is based on the thermocouple temperature recorder, is record the temperature of thermocouple. Design is divided into hardware design and software design .Hardware was designed by the thermocoupl
4、e temperature sensor, data acquisition cards, PC systems, etc. It is mainly temperature signal acquisition, transformation, processing and other functions .Software design used LabVIEW8.5 graphical programming software. The interface can be displayed Temperature acquisition, temperature records and
5、temperature query through user-side. In program design, I prepared a sub-VI (user management, DAQ acquisition, channel selection, database access, database write database query). And they achieved the four different channels for data collection, recording, real-time display, alarm and inquiry functi
6、ons.Key words: Lab VIEW; Virtual instrument; temperature; collection; Records目录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1温度记录仪的发展历史及现状11.2温度记录仪分类与应用21.3研究背景及意义21.3.1研究背景21.3.2研究意义31.4虚拟仪器技术31.4.1虚拟仪器的概念41.4.2虚拟仪器的结构41.4.3虚拟仪器的技术优势51.5本章小结6第二章 温度记录仪方案比较与选择82.1有纸温度记录仪82.2无纸温度记录仪82.3方案比较与选择82.4总体方案设计92.5本章小结10第三章 热电偶温度记
7、录仪硬件设计113.1热电偶型号的选择113.1.1热电偶的发展现状113.1.2 热电偶的发展趋势123.2热电偶冷端温度补偿与线性化处理方法133.2.1热电偶冷端温度补偿原理133.2.2 LT1025的结构和工作原理133.2.3 LT1025在K型热电偶测温中的应用143.2.4 LT1025在S型热电偶测温中的应用153.3数据采集卡的选择153.4本章小结16第四章 热电偶温度记录仪软件设计174.1热电偶温度记录仪的软件设计结构图174.2 软件前面板设计174.2.1用户登录前面板174.2.2温度采集前面板设计184.2.3温度记录前面板设计194.2.4温度查询前面板设计
8、204.3程序框图设计214.3.1用户登录模块程序设计224.3.2通道选择模块程序设计244.3.3温度采集模块程序设计244.3.4温度报警模块程序设计254.3.5数据库访问模块程序设计254.3.6数据库写入模块程序设计264.3.7数据库查询模块程序设计274.4 系统程序调试284.5本章小结30第五章 总结32参考文献33附录 主程序图35致谢36第一章 绪论1.1温度记录仪的发展历史及现状温度记录仪是测量物体冷热程度的工业自动化仪表，一般的温度测量仪表都有检测和显示两个部分。最早的温度测量仪表，是意大利人伽利略于1592年创造的。它是一个带细长颈的大玻璃泡，倒置在一个盛有葡萄
9、酒的容器中，从其中抽出一部分空气，酒面就上升到细颈内。当外界温度改变时，细颈内的酒面因玻璃泡内的空气热胀冷缩而随之升降，因而酒面的高低就可以表示温度的高低，实际上这是一个没有刻度的指示器。1709年，德国的华伦海特于荷兰首次创立温标，随后他又经过多年的分度研究，到1714年制成了以水的冰点为32度、沸点为212度、中间分为180度的水银温度记录仪，即至今仍沿用的华氏温度计。1742年，瑞典的摄尔西乌斯制成另一种水银温度计，温湿度记录仪以水的冰点为100度、沸点作为 0度。到1745年，瑞典的林奈将这两个固定点颠倒过来，这种温度计就是至今仍沿用的摄氏温度计。早在1735年，就有人尝试利用金属棒受
10、热膨胀的原理，制造温度计，到18世纪末，出现了双金属温度计；1802年，查理斯定律确立之后，气体温度计也随之得到改进和发展，其精确度和测温范围都超过了水银温度计。1821年，德国的塞贝克发现热电效应；同年，英国的戴维发现金属电阻随温度变化的规律，这以后就出现了热电偶温度计和热电阻温度计。1876年，德国的西门子制造出第一支铂电阻温度计。国际现代通用的温标是1967年第13次国际权度大会通过的 ，1968年国际实用温标。它以13个纯物质的相变点，如氢三相点，即氢的固、液、气三态共存点(-25934)；水三相点(0.01)和金凝固点(1064.43)等，作为定义固定点来复现热力学温度的1。温度是工
11、农业生产、科学试验以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量。温度的宏观概念是冷热程度的表示，温度的微观概念是大量分子运动平均强的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。在工业过程控制中，温度也是一个重要的测量参数。 随着对生产效率的要求不断提高，对温度检测的要求也越来越高，融合现代检测技术和控制理论的智能检测是当今温度检测的趋势，研究和开发适用场合多样化、测温对象多样化、检测设备数字化以及检测元件新型化的测温仪表是国内外测温仪表研究的重点。根据上述要求，国内外温度仪表将向以下几方面发展:（1）继续生产应用广泛的传统温度检测元件，如:热电偶、热敏电阻等。（2）加强新原理、新材料、新工艺的
12、开发，如近来已开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度检测器，厚膜、薄膜铂电阻温度检测器，硅单晶热敏电阻温度检测器等。（3）向智能化、集成化方向发展，新产品不仅要具有检测功能，又要具有判断和指令等多功能，采用微机向智能化方向发展2。1.2温度记录仪分类与应用温度记录仪分类：按记录媒介分：有纸温度记录仪、无纸温度记录仪；其中有纸温度记录仪又分为：长图温度记录仪、圆图温度记录仪。按通道分：单通道温度记录仪、双通道温度记录仪、多通道温度记录仪。早期的温度记录仪都是有纸类型的，随着计算机的普及和广泛应用，无纸温度记录仪产生，并因为其更准确地数据记录、更方便的数据存储、更便捷的数据分析功能，所占市场份额逐年猛增；近
13、几年推出的带 USB接口的无纸记录仪更是极大地方便了数据的下载和保存。但是由于在某些场合目前有关规定必须使用有纸温度记录仪，比如：医疗上用的高温杀菌锅、低温冷藏、用于出口的食品生产等；以及有纸温度记录仪无需电脑知识而适应于一些低知识水准员工操作的管理和控制，有纸温度记录仪一时还无法被无纸记录仪完全替代3。1.3研究背景及意义随着现代测试技术的不断发展，以LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench ) 为软件平台虚拟仪器测量技术正在现代测控领域占据越来越重要的位置。在热电偶温度记录工作中，应用虚拟仪器技术可以提高工作效
14、率，节约成本和提高准确性。因此如何能将热电偶温度测量记录及其技术有效的与LabVIEW虚拟仪器相结合就成了温度测试领域的一个新课题，对测控技术的发展具有相当积极的意义。1.3.1研究背景温度是表征设备状态的重要物理量，也是传热学中进行分析计算的重要参数，温度测试及记录是工业应用与教学实验中经常遇到的问题。早期的温度记录仪都是有纸类型的，随着计算机的普及和广泛应用，无纸温度记录仪产生，并因为其更准确地数据记录、更方便的数据存储、更便捷的数据分析功能，所占市场份额逐年猛增；近两年推出的带USB接口的无纸记录仪更是极大的方便了数据的下载和保存4。然而由于在某些场合目前有关规定必须使用有纸温度记录仪，
15、比如：医疗上用的高温杀菌锅、低温冷藏、用于出口的食品生产等；以及有纸温度记录仪无须电脑知识而适用于一些低知识水准员工操作场合的管理和控制，因此有纸温度记录仪一时还无法被无纸记录仪完全替代。进入21世纪以来， 作为测试技术的一个分支， 虚拟仪器的开发和研制在国内得到了飞速的发展。虚拟仪器是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板， 以多种形式表达输出检测结果， 利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析、处理，并利用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的计算机仪器系统。1.3.2研究意义随着现代控制技术的发展，在工业控制领域需要对现场数据进行实时采集，例如在发电厂、钢铁厂、化工领域的生产中都需要对大量数据进行现场采集，而温度采集又是其中极为重要的部分。目前，温度测量主要采用玻璃液体温度计，人工观测。这种测量方式，一方面给偏远地区的观测人员带来诸多不便；另一方面，测
