labview温度监控系统设计

虚拟仪器

期末设计报告

课题名称：温度监控系统

起讫日期：2012年6月19日- 2012年6月20日学生学号：XXXXXX

学生：____ ____XXXX________ ____

报告成绩：

中国计量学院信息工程学院

生物医学工程专业

2012年 6 月20 日

目录

一、labVIEW介绍 (3)

二、labview温度监控设计的介绍 (3)

三、labview温度监控程序框图的设计 (3)

四、labview温度监控前面板的设计 (6)

五、DAQ信号采集的概述和配置 (7)

六、labview温度监控系统的检验和调试 (8)

七、个人心得和体会 (9)

八、参考资料 (10)

labVIEW介绍

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境)是一个基于G（Graphic）语言的图形编程开发环境，在工业界和学术界中广泛用作开发数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的标准语言，对于科学研究和工程应用来说是很理想的语言。它含有种类丰富的函数库，科学家和工程师们利用它可以方便灵活地搭建功能强大的测试系统。LabVIEW编程语言最主要的两个特点是图形化编程和数据流驱动。

labview温度监控设计的介绍

这个系统是在硬件温度传感器热敏电阻的基础上完成对温度信号的采集以得知某段时间的最高温度、最低温度和平均温度，还可以把测得的摄氏度转换为华氏供一些特殊的需要，在测量之前同时还可以人为的设定温的上限值和下限值当温度超过用户设定的温度上限值或者下限值时，红色警示灯会被点亮并且会有喇叭警告，但温度在上下界限时亮的时绿色的灯会亮着表示温度在用户设定的正常围。

labview温度监控程序框图的设计

首先是要了解怎么用热敏电阻上采集来的电压值Ut来转化为我们所需要温度值。在电路上我们要运用一个固定电阻和热敏电阻进行串联接在5伏的电源上，然后再用伏安法求得热敏电阻的阻值。如图1所示：

图1

其中R0为固定电阻，Rt为热敏电阻。通过简单的计算可得Rt=(Ut*R0)/(5-Ut); 在程序框图的实现如图2所示：

图2

然后通过热敏电阻的阻值和它两端的电压值来计算出温度（开尔文）。取热敏电阻B=3850，室温度为25摄氏度。由公式得T=1/(ln(Rt/R0)/3850+1/298.15); 如图3所示：

图3

通过热敏电阻算出来的开尔文温度再转化为摄氏度通过将开尔文减去273.15得到想要测得的现在所处环境的温度。

再者是对摄氏度和华氏之间的转换，因为摄氏度是已经通过热敏电阻、电压、温度之间的转换公式可以计算出来，所以只要把前面计算出来的摄氏度用同样的方法转化为华氏。转换等式为F=1.8T+32华氏和摄氏度之间的转换也通过程序面板实现，如图4所示：

图4

在程序框图中用到了选择控件和转换开关，通过转换开关和选择控件可以在前面板实现摄氏度和华氏之间的转换。

然后是温度波形的现实预警，波形显示是把设定的上限和下限还有正在采集的当前温度都在图标波形显示屏上显示，通过把这三个数值进行捆绑后在输送给波形显示器显示，这样就可以同时显示；显示灯这是用判定围并强制转换控件实现。整体的程序框图如图5所示：

图5

在红色警示灯亮的同时还会发出警报，可以提醒用户。

最后是对某段时间测量温度的最高温度、最低温度和平均温度的输出显示。用到了数组的最大最小值控件，主要是把在测得的变化的温度取出最高和最

低温度。还用均值控件来计算平均温度，程序框图如图6所示：

图6

得到的整体程序框图如图7所示：

图7

labview温度监控前面板的设计

前面板的整体布局如图8所示：

图8

前面板分为用户控制控件和显示控件两部分；控制控件主要是设定固定电阻的阻值；对上限温度值的设定和对下限温度的设定；还有采集信号的周期设定以及一个停止运行的stop按钮。显示控件比较多分别是对采集来的热敏电阻两端的电压值的显示，通过公式求得的热敏电阻的阻值的显示；计算后得到的当前的温度显示；温度正常和当超过设定界限后的警示灯；对当前温度、上限温度值和下限温度值进行波形的显示；某段时间的最高温度、最低温度和平均温度的显示；最后是时间的显示。

DAQ信号采集的概述和配置

用Labview软件做好的系统想要获取外界的信号和信息就要通过DAQ模块，连接上面包板来获取想要的信息。在LabVIEW中，数据采集VI主要位于NI Measurments子模板，其到达途径为All function→NI Measurments。在这个子模板中，又包括Data Acquisition和DAQMX-Data Acquisition两个子模板提供不同的数据采集VI。其中，Data Acquisition子模板中是传统的数据采集VI，面向单个的数据采集卡直接采进信号的电压值，其操作对象是单个的数据采集卡；而DAQMX-Data Acquisition子模板中的是数据采集DAQMX类型的数据采集VI，可以面向多个数据采集卡，其操作对象是信号输入或输出通道，并且采进来的电压值可以根据预先给定的规则变换成实际的物理量值。LabVIEW中的数据采集实际上包含了模拟输入、模拟输出、数字输入/输出和计数器四种信号输入输出方式。在设计温度监控系统是DAQ的设定如下图9.1和9.2所示：

图9.1

图9.2

labview温度监控系统的检验和调试

通过数据线把电脑连接到面包板，设定好DAQ配置并在面包板上接好连线，开始通过面包板上的电压调节旋钮或者用IN-ELVISmx中的vps改变电压值给温度监控系统，观察该系统能否正常运行，并进行必要的修改和调试。如图10和图11所示：

图10