《基于虚拟仪器的热电偶温度巡检仪的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于虚拟仪器的热电偶温度巡检仪的设计与实现（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）基于虚拟仪器的热电偶温度巡检仪的设计与实现摘 要温度检测在工农业生产、科研等工作中占有重要地位，温度检测仪器的功能和质量对于温度测试的结果有着很大影响，因此开发高性能的温度测试仪是十分必要的。虚拟仪器是以计算机为基础，配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出的接口，利用虚拟仪器软件开发平台（如LabVIEW）在计算机上虚拟出仪器的面板并实现相应的功能，实现信号采集、分析、数据处理和结果显示的系统。本文设计的虚拟热电偶温度巡检仪采用NI PCI-6221数据采集卡，可实现对八路温度数据的实时采集与实时显示、系统管理、数据处理、数据存取。 论文首先简单介绍了虚
2、拟热电偶温度巡检仪研究的背景、目的及意义，并给出了虚拟热电偶温度巡检仪的总体设计方案，用户可根据需要在前面板对热电偶的型号进行选择。其次，对数据采集模块和LabVIEW软件模块设计进行了详细论述。基于LabVIEW的软件模块的设计，包括前面板和框图程序的设计。最后，文中介绍了数据库的原理、使用以及用Access数据库实现数据存取的方法。关键词：虚拟仪器；数据采集；温度巡检仪；LabVIEW；Access；内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）Design and Implementation of Thermocouple Temperature data logging devices B
3、ased on Virtual InstrumentAbstractTemperature detection occupies an important position in the industrial and agricultural production, scientific research and other work, the function and quality of the temperature detection apparatus have significant impacts on the results of the test temperature, s
4、o it is very necessary to develop high-performance temperature measuring device. Based on computer and with the corresponding test function hardware as a signal input and output interface, Virtual instrument is a system using virtual instrument software development platform (eg, LabVIEW) to simulate
5、 the instrument panel computer, to achieve the corresponding functions and to achieve signal acquisition, analysis, data processing and results display.The virtual thermocouple temperature data logging devices designed in this paper uses NI PCI-6221 data acquisition card to fulfill the function of e
6、ight-way real-time temperature data acquisition, real-time display, system management, data processing as well as data access. This paper first briefly introduces the background, purpose and significance of virtual thermocouple temperature data logging devices, and gives out the overall design progr
7、am of the virtual thermocouple temperature data logging devices, users have choices according the first panel on the thermocouple types. Secondly, the data acquisition module and the LabVIEW software module design are discussed in detail. Based on the design of LabVIEW software modules, including th
8、e design of front panel and block diagram process, finally, the paper introduces the principle and use of the database, and the way to achieve data access by way of the Access database.Key words: virtual instrument; data acquisition; temperature data logging devices; LabVIEW; Access;内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕
9、业论文）目 录摘 要IAbstractI第一章 绪论11.1 课题研究背景、目的及意义11.1.1 课题研究背景11.1.2 目的及意义11.2 论文的设计任务21.3 论文研究的重点和难点3第二章 虚拟仪器简介42.1 虚拟仪器概述42.1.1 虚拟仪器概念42.1.2 虚拟仪器的特点及应用52.1.3 虚拟仪器与传统仪器的比较52.2 虚拟仪器的组成62.2.1 虚拟仪器I/O接口设备72.2.2 虚拟仪器的软件结构92.3 虚拟仪器的开发软件102.3.1 虚拟仪器的开发语言102.3.2 虚拟仪器开发平台LabVIEW102.3.3 LabVIEW应用程序的构成112.4 虚拟仪器的发
10、展趋势及应用13第三章 温度检测原理153.1 温度检测法简介153.2 热电偶测温原理163.2.1 温度传感器163.2.2 热电偶测温原理173.2.3 温度测试的注意事项18第四章 基于虚拟仪器的热电偶温度巡检仪总体方案设计194.1 虚拟温度巡检仪简介194.2 系统实现的功能194.3 系统总体方案设计20第五章 系统的硬件设计215.1 系统硬件组成215.2 温度传感器及调理电路215.2.1 温度传感器215.2.2 调理电路设计225.2.2.1冷端温度补偿电路设计225.2.2.2信号调理电路设计235.3 PCI数据采集卡245.3.1 数据采集卡的功能245.3.2
11、信号采集系统255.3.3 数据采集卡的软件配置265.3.4 PCI6221数据采集卡简介及参数设置26第六章 基于LabVIEW的系统软件设计286.1 系统软件设计概述286.2 系统软件总体设计296.3 系统管理306.4 数据采集模块326.5 数据处理模块356.5.1 数字滤波356.5.2 线性化366.5.3 标度变换376.5.4 转换热电偶读数386.6 数据存取模块396.6.1 数据保存396.6.1.1写入测量文件保存数据406.6.1.2 数据库保存数据416.6.2 数据读取436.6.2.1数据回放436.6.2.2 历史数据查询446.7 数据报警模块46
12、6.8 数据显示模块466.9 报警记录查询模块47第七章 系统调试497.1 系统硬件调试497.2 系统软件调试49总结51参考文献53附录55致谢56 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章 绪论1.1 课题研究背景、目的及意义 1.1.1 课题研究背景温度检测在工农业生产、科研等工作中占有重要地位，温度检测仪器的功能和质量对于温度测试的结果有着很大影响，因此开发高性能的温度测试仪是十分必要的。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、控制，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。在极端恶劣工作
13、环境下，温度的测量常伴有巨大的撞击力或高温气体的高速流动，其共同特点是温度高且是瞬态变化的，响应时间可达ms甚至us级，测量技术难度大。常用的温度采集系统绝大部分是由集成的温度传感器和单片机构成的，该技术应用十分广泛， 但其编程复杂， 控制不稳定，系统的精度不高，这种方案人机界面不友好、调试期长、修改不方便，因此采用效率和自动化水平更高的新的测量手段，是温度测控系统的发展趋势。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，小型、低功耗、高可靠性、低成本的温度传感器已经越来越受到关注，并广泛应用于工业控制和自动化测量系统中。虚拟仪器技术充分利用计算机强大的
14、运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制，它通过交互式图形界面进行系统控制和测量数据显示,并使用框图模块来指定各种功能。采用集成电路温度传感器和虚拟仪器可以方便地构建一个温度测量系统，且外围电路简单，实现容易，系统硬件维护、功能扩展和软件升级非常方便。1.1.2 目的及意义随着现代测试技术的不断发展，以LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engi-neering Workbench)为软件平台的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。因此如何能将热电偶温度测量及技术有效的与LabVIEW虚拟仪器相结合就成了温度测
15、试领域的一个新课题。本课题就将在美国国家仪器公司(NationalInstruments)的虚拟仪器开发平台LabVIEW上进行，虚拟仪器是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物，它充分利用计算机强大的运算处理功能，突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。目前，基于PC的A/D及D/A转换，开关量输入/输出，定时计数的硬件模块，在技术指标及可靠性等方面已相当成熟，而且价格低廉。常用传感器及相应的调理模块也趋向模块化、标准化，因而减少了硬件的重复开发，这使得我们可以方便地对其进行硬件维护、功能扩展和软件升级。虚拟仪器技术从八十年代末开始，已经经历十几年的发展历程。我国虚拟仪器的研究起步较晚，但近几年来也取得了长足进步。目前虚拟仪器技术正处在一个高速发展的阶段，在其设计过程中所体现出的新颖、灵活的设计思想是对传统仪器设计思想的一次巨大冲击。它顺应了现代测试仪器微小化、智能化、集成化的要求，所以进行基于虚拟仪器技术的检测系统的开发与研究势在必行，同时也是尽快缩小我国与其它发达国家电测水平差距的一条可行之路。1.2 论文的设计任务虚拟温度巡检仪系统是基于虚拟仪器平台所开发的应用系统，论文的设计任务主要是利用虚拟仪
