基于labview的温度测量
基于LABVIEW分布式温度监测软件的设计【文献综述】
毕业设计开题报告测控技术与仪器基于LABVIEW分布式温度监测软件的设计1课题背景与意义温度是个基本的物理量，它是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一，随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广，合理的温度范围和准确的温度测量对提高产品的质量，产量，降低消耗，实现工业生产的自动化，均有积极的作用，因此温度的监测技术的研究具有重要的意义，目前的测温控制系统大都使用传统温度测量仪器，其功能大多都是由硬件或固化的软件来实现，而且只能通过厂家定义，设置，其功能和规格一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能，因此已不能适应现代化监测系统的要求，随新旧计算机技术的飞速发展，近几年美国国家仪器公司率先提出了虚拟仪器的概念，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改的模式，使测控仪器发生了巨大的变革，虚拟仪器技术提出了“软件即仪器”的仪器设计思想，是目前最为成功应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统，它是一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发，它可将计算机资源与仪器硬件，DSP技术结合，在系统内共享软硬件资源，用户可根据测试功能的需要，自己设计所需要的系统。
2温度检测方法和发展Fahrenheit在1706年制造的水银温度计是温度测量的一个重要的里程碑，他在温度计上使用了三个温度固定点：水和氯化铵的混合物的温度为0华氏度，冰和水的混和物的温度为32华氏度，人体的温度为96华氏度，1742年，瑞典的A。
Celius发明了一种新的水银玻璃温度计，他规定水的沸点为100摄氏度，冰的融化点是0摄氏度，在这两个固定点间，将温度计等分为100分，每份1摄氏度。
目前常用温度检测的方法有以下几种：平均升温法。
工业上普遍采用的一种测量电抗器温度的方法，是平均升温法。
该方法主要是利用电抗器断电后的绕阻电阻随时间的变化曲线，再外推求出断电瞬间的电阻值，然后利用平均升温计算公式进行计算，可以看出，此方法也只能测量电抗器的平均温升，而电抗器内部各点温升是不同的。
基于labview的温度测量
1．系统设计1．1 系统总体设计方案设计框图如下所示：图1 系统总体设计框图1．2 单元电路方案的论证与选择硬件电路的设计是整个实验的关键部分，我们在设计中主要考虑了这几个方面：电路简单易懂，较好的表达物理思想；可行性好，操作方便。
在设计过程中有的电路有多种备选方案，我们综合各种因素做出了如下选择。
1．2．1 温度信号采集电路的论证与选择方案：本系统中我们采用MF58型高精度负温度系数热敏电阻器及其外围电路，组成温度信号采集电路。
相比较方案一，方案二后续电路较复杂，且需进行温度标定，但由于此方案能够较好的表达物理思想，通过实验标定温度，可以使我们更好的理解模拟信号与数字信号的转化，故我们采用了此方案。
MF58型高精度负温度系数热敏电阻器有许多优点：稳定性好，可靠性高；阻值范围宽：0.1-1000K ；阻值精度高；由于玻璃封装，可在高温和高温等恶劣环境下使用；体积小、重量轻、结构坚固，便于自动化安装〔在印制线路板上〕；热感应速度快、灵敏度高。
故我们采用此温敏元件。
1．2．2 温度控制接口电路的论证与选择我们采用频压转化电路将频率信号转化成电压信号，进而控制加热与降温电路工作。
选用集成式频率／电压转换器LM2907，配以外加电路，能将经PC机处理后输出的频率信号转换为直流电压信号，电压信号控制继电器〔相当于开关〕工作从而使电路联通，电风扇或加热丝工作。
在一定范围内，LM2907的频率和电压转换可成线性关系，可以实现电热丝加热功率和风扇转速的连续可调。
由于技术原因，我们未能实现这项功能，预留此项功能，可以作为功能扩展。
1．2．3 加热与降温电路的论证与选择由数据选择器与两片LM2907〔后接功率放大电路〕分别连接加热和降温电路，实现加热功率与风扇转速的连续可调，如所述。
原理图如下：图2 加热功率与风扇转速的连续可调电路原理图1．3 软件设计 主程序流程图频压转换电路 LM2907 频压转换电路 LM2907数据选择器功率放大电路 功率放大电路升温电路降温电路计 算 机图3 主程序流程图 PID算法PID算法是本程序中的核心部分。
基于LabVIEW的LED显示屏箱体温度测控系统设计
１ 系统整体设计及 工作 原理
本 系统 主要对 Ｌ Ｄ显示 屏箱 体 内温度 实现 数据 采 Ｅ
显示 、 舞台背景显示等诸 多公共领域 。 从技术 上讲 ， 影响 Ｌ Ｄ显示 质量 的因素很多 。由于 Ｅ
Ｌ Ｄ显示屏 的绝 大部分 元器件都安 装在箱 体 内， 体除 Ｅ 箱 了具 有 电路 保护 、 设备 安全 、 防尘 、 防水等 作用外 ， 重 更 要 的是 为 Ｌ Ｄ显示 屏提 供一个 良好 的热 交换 环境 。理 Ｅ 论上 温度在 ２ ℃左 右 ， Ｅ ５ Ｌ Ｄ显示屏 工作状态 最理想 。但
ａ ｄ ｏ ｔ ｌ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｅ ｅ ｉ ｎ ｄ ｙ ｈ Ｌ ｂ Ｅ ｓ ｆ ｒ ． Ｔ ｉ ｓ ｓ ｍ ｃ ｎ ｏｌ ｃ ａ ｄ ｅ ｌ ｔ ｔ ｅ ａ ａ ｆ Ｌ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｒ ｄ ｓｇ ｅ ｂ ｔｅ ａ ＶＩ Ｗ ｏ ｉ ｏｔ ｅ ｗａ ｈｓ ｙ ｔ ｅ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｄ ａ ｗｉ ｅ ｈ ｈ ｄ ｔ ｏ ＥＤ ｄ ｓ ｌｙ ａ ｉ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｕ ｈ ｓ ｈ ｗｉ ｇ ｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｃ ｒ ｅ ｎ ｌｚｎ ａ ｄ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｄ ｔ ，ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｉｐａ ｃ ｂ ｎ ｔ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ，ｓ ｃ ａ ｓ ｏ ｎ ｔ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｕ ｖ ，ａ ａｙ ｉ ｇ ｎ ｓ ｖｎ ｈ ａａ ｏ ｔｏｌ ｇ ｔ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ａ ｄ Ｓ ｎ ｎ Ｏ ｏ ．Ｔｈ ｂｌ ｙ ｏ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｉ ｔ ｆ Ｌ Ｄ ｉｐ ａ ａ ｉ ｅ ｒ ｉ ｒ ｖ ｄ ｂ ｈ ｓ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｙ ｔ ｍ． ｅ ａ ｉ ｔ ｆ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔｏｌ ｇ ａ ｄ ｌ ｅｉ ｉ ｉ ｆ ｍｅ ｏ Ｅ ｄ ｓ ｌｙ ｃ ｂ ｎ ｔ ａ ｅ ｍｐ ｏ ｅ ｙ ｔ ｉ ｏ ｔ ｌ ｇ ｓ ｓｅ ｏｉ
基于Labview的温度检测报警系统
基于Labview的温度检测报警系统张小燕;樊利军【摘要】针对Ptl00电阻和温度的非线性关系在温度测量任务中存在的问题，在Labview平台上，假设其在一定温度范围内近似为线性关系，对温度进行循环采集，实现温度实时显示、越限报警及数据分析，并将测量结果与LM35．集成温度传感器测量结果相比较，结果表明：Ptl00电阻和温度的关系在一定温度范围内可近似为线性关系，且在温度精度要求不高的前提下，可以利用其线性进行温度测量。
%In the light of the problem in the really task of the nonlinear relationship between the resistance and temperature of the Ptl00, in the Labview platform, supposing the relation of which is approximately linear in a certain temperature range, the temperature is collected circularly, real -time displayed and alarmed, and the data is analyzed and compared with that of LM35. The results show that the relation of the resistance and temperature of Ptl00 is linear approximately in a certain range, and on the premise that the precision is not highly required, Ptl00 may be used to measure temperature with the hypothesis of the linear relationship.【期刊名称】《北京工业职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(011)001【总页数】4页(P47-50)【关键词】虚拟仪器;温度传感器;温度检测;温度报警【作者】张小燕;樊利军【作者单位】北京工业职业技术学院信息工程系,北京100042;北京工业职业技术学院信息工程系,北京100042【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言虚拟仪器(Virtual Instrument;VI)是计算机技术和传统仪器技术相结合的产物，是仪器仪表发展的一个重要方向。
(完整word版)传感器课程设计(基于labview的pt100温度测量系统)
目录第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (4)第一节 PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节 TL431简介 (8)第三章软件设计 (9)第一节软件的流程图 (9)第二节部分设计模块 (10)总结 (11)参考文献 (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的.在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。
常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等.近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃，一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要.热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。
Labview温度测量及数据采集
摘要随着电子测试技术的不断发展，测试技术正向自动化，智能化，数字化和网络化的方向发展。
其中数字滤波器作为测试技术的重要工具而被广泛的使用与各个领域。
本课题是用Labview来实现温度检测系统的设计以及应用首先，本论文介绍Labview相关知识，利用虚拟仪器的开发平台——Labview开发的软件系统，主要包括五个模块：数据采集，显示记录，数据回放，数据处理和数据分析。
VI是计算机技术和传统的仪器技术相结合的产物，是仪器发展的一个重要方向，Labview是一个基于图形虚拟仪器的软件开发工具，主要用于自动测试、过程控制、仪器设计和数据分析等领域，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件，即“软件就是仪器”，他是在通用计算机平台上，根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能。
本文重点介绍了虚拟仪器的界面Labview的应用，并设计一个基于虚拟仪器的数字和控制系统，阐述了系统开发过程中数据的采集和软硬件的设计关键字：Labview 温度测量数据采集AbstractAlong with the electronic test technology's unceasing development, the testtechnology forward automation, the intellectualization, digitized and the networkdirection develops. Andthedigital filtertake the test technology the important tool by the widespread use and each domain. This topic is realizes the temperatureexaminationsystem's design as well as the application with Labview first, the present paper introduced that the Labview related knowledge, the use hypothesizedinstrument's development platform - - Labviewdevelopment's software system,mainly includes five modules: The data acquisition, demonstrates the record,playbacking, the data processing and the data analysis.VI is the product which the computer technology and thetraditional instrument technology unifies, is an important direction which the instrument develops, Labview is one based on the graph hypothesized instrument's software development tool, mainly uses in domains and so on test automation, process control, instrumental design and data analysis, its basic philosophy is uses the software in the instrumental design or the test system to replace the hardware as far as possible, namely “the software is the instrument”, he is in the general-purpose calculator platform, defines and designs instrument's test function according to the user's needs, its essence is realizes fully using computer's newest technology with the expansion tradition instrument's function. This article introduced with emphasis the hypothesized instrument's contact surface Labview application, and designs one based on the hypothesized instrument's digit and the control system, elaborated in the system performance history data gathering and software and hardware's design Keyword: LabVIEW Temperature survey Data acquisition目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)绪论1.1课题背景 (1)1.1.1背景简介 (2)1.1.2引言 (2)第二章虚拟仪器简介2.1虚拟仪器特点 (3)2.2虚拟仪器构成 (4).3 Labview8.5的安装及应用 (5)第三章系统硬件设计3.1系统设计流程模块 (6)3.2硬件电路设计 (7)3.2.1硬件电路基本组成 (9)3.2.2硬件电路基本功能描述 03.2.3硬件电路模块功能分析 (3)3.2.3.1温度传感器电路原理 (4)3.2.3.2模数转化以及数据存储原理 (2)第四章系统软件设计4.1 系统软件设计基本流程 (3)4.2 系统软件设计测量参数原理 (2)4.3 数据采集子程序的设计 (3)4.3.1 数据采集卡USB2013简介 (4)4.3.2 数据采集卡工作原理及分析 (4)4.4系统闭环控制实现过程 (5)4.4.1系统闭环基本工作原理 (5)4.4.2工程PID算法分析控制器原理 (5)4.5温度检测系统VI程序设计 (6)总结 (5)结束语 (3)参考文献 (4)致谢 (4)课题背景背景简介：虚拟仪器（VI）是计算机技术和传统的仪器技术相结合的产物，是仪器发展的一个重要方向。
基于LabVIEW的并行测温系统的设计与实现
Ｅ ｍ ｉ ｋｙ＠ ｃ ｃ ｅ ｃ — ａ ： ｆｊ ｃ ｃ ． ｔ ｎ ｌ ｎ ．
・
Ｃ ｍ ｕｅ Ｋ ｏ ｌ ｇ ｎ ｅ ｈｏ ｙ电脑 知识 与技术 ｏ ｐ ｔｒ ｎ ｗｅ ｅａｄＴ ｃ ｎ￣ｇ ｄ
Ｖｏ ． ， ．３， ｙ２ ２． １ Ｎｏ １ Ｍａ ０１ ８
摘要 ： 随着计算机技术 、 电子技术的不断发展进步 ， 微 现代 测控技 术趋 于智能化 、 网络化和虚拟化发展 。 目前环境监测 已经是各 个
行业必 需面临解决的问题之一 ， 文以Ｌｂ Ｅ 软件为开发平台完成对环境参数温度 的多点实时并行监 测、 该 ａＶＩＷ 分析 处理 、 自动快速报
警 系统 的设 计 与 实现 。 关键词 ： 虚拟 仪 器 ；ａＶ Ｅ ； Ｌ ｂ ＩＷ 多点 温 度 测量 ； 数据 采集 ； 件 设 计 软 中 图分 类 号 ： Ｐ ０ Ｔ ３２ 文 献标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ ９ ３ ４ （０ ２１ — ２ ４ ０ Ａ １ ０ — ０ ４２ １ ）３ ３ １ — ４
ｈｔ：ｗ ．ｎ ｓ ｅ．ｌ ｔ ／ ｗｗ ｄ ｚ ． ｔ ｌ ｐ／ ｎ Ｃ
Ｔｅ： ８６ ５１ ５６ ９ ５ ０９ ４ ｌ＋ —５ — ９０ ６３ ６９ ６
基于 Ｌ ｂ Ｅ 的并行测温系统 的设计与实现 ａ ＶＩＷ
张琛
（ 甘肃政法学 院 实验管理 中心 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ７ ） ３ ０ ０
ｐｒ ｂｌｍ ｈ ｔＶａ ｏ ｎｄ ｔ ｅ ｕｓ ｃ ｎｆｏｎ ｔ Ｔｈ ｐｅ ｏ ｐ ｅｅ ｍ ｕ ｔ—ｐ ｉ ｅ ｌ ｉ ｅｍ ｏ ｔ ｒｎ ｏ ｅ ｔ ａ ｒ ｕｓｉ ｕｓｒ ｓｍ ｔ ｏ ｒ ｔｗｉｈ． ｅ ｐａ ｒ ｃ ｍ ｌｔ ｌｉ ｏｎ ｔｒ ａ—ｔｍ ｎｉｏ ｇ，ａ ｌ ｉ ｎｄ ｐｒ ｃ ｓｉ ｇ，ａ ｔ — ｉ ｉ ｉ ｎａｙｓｓａ ｏ ｅ ｓｎ ｕｏ ｍ ａｉ ｐｅ ｄ ｌｒ ｏ ｎｖ ｒ ｎｍ ｅ ｔｌｐ ｒｍ ｅｅ ｓｔｍ ｐｅ ａｕ ｅ ｔｃｓ ｅ ａａｍ ｆ ｒｅ ｉｏ ｎ ａ ａ ａ ｔ ｒ ｅ ｒｔ ｒ ，Ｗ ｈ ｃ ｔ ｂ ＥＷ ｏｆ ａ ｅａ ｖｅｏ ｎｇｐ ａｆ ｍ ． ｉｈ ｈｅＬａ ＶＩ ｓ ｔ ｒ ｓｄｅ ｌ ｐｉ ｌｔｏｒ ｗ Ｋ ｅ ｗｏｒ ： ｒｕａ ｎ ｔｕ ｅ ； ｂＶＩ ｙ ｄｓ ｖｉｔ ｌ ｓｒ ｍ ｎｔ Ｌａ ｉ ＥＷ ； ｕ ｔ—ｐｏｉ ｅ ｐｒｔ ｒ ｅ ｓ ｒｎｇ； ｔ ｃ — ｕｉｉｉ ｍ ｌｉ— ｎｔｔｍ ａｕ ｅ ｍ ａｕ ｉ ｄａａａ —ｑ ｓｔｏｎ； ｏ ｔ ａｅ ｄ ｓｇ 算机技术 的发展也 日新月异 ， 目前计算 机已经是现代工业生产不 可或缺 的工具 ， 其应用范 围越来越广 泛。在工业 自动化测试 、 测量领域 ， 传统 的方法有许多重复建设 ， 显然 已经不 能适应 时代发展 的需要 了。虚拟仪器技术 是基 于计算 机技术 发展起来 的 ， 从本质上说是一个集成 的软硬件概念 ， 它突破 了传统 电子仪器以硬件为主体 的模式 ， 日益普及 的计算机技术 将 与传统的仪器仪表技术结合起来 ， 使用户利用计算机 、 组软件和模块 化硬件系统就可以实现传统仪器的各种功能ｕ 用户 可以 自 一 １ ， 定义仪器功 能， 易于构建 ， 转换灵活 。 由美 国国家仪器 （ Ｉ公司研制开发的 Ｌ ｂ ｌ Ｗ是一种程序开发环境 ， Ｎ） ａＶ Ｅ 采用 图形化 编辑语 言 Ｇ语言编写程序 ， 产生 的程 序是框 图形式 ， 人机交互界面直观 、 友好 ， 没有各 种各样 的语法规则 ， 功能障碍小 ， 生产效 率高 。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 。利用 它可以方便地建立 自己的虚拟仪器 ， 图形化 的界面使得 编程 及使 用过程 其 都生动有趣 ［ ３ １ 。
使用LabVIEW进行温度控制实现精确的温度调节和监测
使用LabVIEW进行温度控制实现精确的温度调节和监测在科学研究、实验室操作、工业生产等领域中，温度控制是一项至关重要的任务。
为了实现对温度的精确调节和监测，使用LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）这一基于图形化编程的软件平台，可以提供便捷、灵活和高效的解决方案。
LabVIEW是一种由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的工具软件，它允许用户通过可视化编程来创建控制、测量和测试系统。
借助LabVIEW，用户可以通过拖拽和连接不同的函数块来构建程序，而不需要编写传统的文本代码。
在温度控制的实例中，LabVIEW可以与温度传感器和执行器等硬件设备进行连接，实时获取温度数据并控制传热系统以实现温度调节。
下面将分为三个部分介绍具体的温度控制实现。
1. 温度检测在LabVIEW中，可以通过连接温度传感器，如热电偶或热敏电阻，来实现温度的准确监测。
使用LabVIEW提供的虚拟仪器（Virtual Instrument）和相应的函数模块，用户可以读取传感器输出的模拟信号，将其转换为数字信号，并进行数据处理和显示。
首先，在LabVIEW的开发界面中，用户可以选择合适的传感器接口并建立连接。
然后，通过LabVIEW提供的模块化函数，用户可以设置采样率、传感器类型、数据格式等参数。
接着，用户可以添加数据处理的模块，如滤波器、数据平均等，以提高温度数据的可靠性和抗干扰能力。
最后，利用LabVIEW的图形化界面设计功能，用户可以自定义数据显示的格式，如实时曲线图、数字显示等，便于用户直观地观察和分析温度变化。
2. 温度控制除了温度检测，LabVIEW还可以实现温度的精确调节。
用户可以通过与执行器（如电热器或制冷机）的连接，实时接收温度数据，并根据设定的目标温度进行反馈控制。
在LabVIEW中，用户可以设置温度控制的参数，如比例、积分和微分系数，以及控制周期。
基于LabVIEW的多功能温度测控系统设计
升级维护方便等优点，是延长医院精密仪器使用寿命、降低医 院运行成本的有效途径。
1 系统总体结构
该系统采用软硬件相结合的控制结构，软件部分采用 Lab⁃ VIEW 编写监控程序，实现实时温度的仪表和数字显示、实时温 度曲线显示、接收的短信指令和号码显示、温度数据存储和报 警等功能[1][2]。硬件部分以 ATC89C52RC 为主控芯片，短信收发 模块由 GSM 模块构成，温度采集模块由 DS18B20 温度传感器[3] 构成，将采集到的温度由单片机处理后通过串口传到计算机。 当温度超过或低于设置的报警温度时会发出报警信号，并经过 单片机处理后发出相应的控制指令，然后驱动对应的继电器去 启动制冷或加热设备，同时把报警信息编辑成短信通过 GSM 模
收稿日期：2021-03-20 作者简介：李春辉（1991—），男，河南周口人，硕士，研究方向为智能控制与检测技术。
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软件设计开发
本栏目责任编辑：谢媛媛
第 17 卷第 17 期 (2021 年 6 月)
块发送给管理人员的手机，管理人员可通过 GSM 模块把编辑好 的控制指令传给单片机，单片机处理后产生对应的控制指令去 控制继电器,进而启动制冷或加热设备。这样可增加了管理人 员的态势感知能力，使其能够及时了解到仪器室的动态。另 外，管理人员还可通过网页浏览器访问 WEB 服务器发布的温 控前面板页面，查看仪器室当前温度，实现远程监控。系统结 构框图如图 1 所示。
图 8 收到的短信内容图
图 6 短信显示程序图
4 网络远程监测
传统的温控系统往往在现场操作，这给管理带来不便。网 络技术拓展了虚拟仪器的使用范围，使之能通过局域网或 In⁃ ternet 实现远程测控的功能。本系统运用 LabVIEW 自身具有的 Web 发布功能，实现系统的网络与远程控制[4]。首先配置好服 务器目录与日志配置、客户端可见 VI 配置和客户端访问权限 配置，在客户端通过网页浏览器输入地址打开服务器上的 VI， 浏览器操作方式只需要在客户端安装一个 Run-Time Engine 就 可远程操作。Web 发布时保存网页的面板如图 7 所示。
基于labview的温湿度测试系统
基于labview的温湿度测试系统摘要虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是⽬前仪器发展的⼀个重要⽅向。
使⽤虚拟仪器⽤户可以通过操作显⽰屏上的“虚拟”按钮或⾯板，完成对被测量的采集、分析、判断、调节和存储等功能。
本⽂设计就是建⽴在VI基础上，在此平台上完成对温度和湿度的实时测量。
关键词：虚拟仪器；采集；VI；温度；湿度2正⽂2.1Labview简介LabVIEW是⼀种程序开发环境，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，但是LabVIEW与其他计算机语⾔的显著区别是：其他计算机语⾔都是采⽤基于⽂本的语⾔产⽣代码，⽽LabVIEW使⽤的是图形化编辑语⾔G编写程序，产⽣的程序是框图的形式。
与C和BASIC⼀样，LabVIEW也是通⽤的编程系统，有⼀个完成任何编程任务的庞⼤函数库。
LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串⼝控制、数据分析、数据显⽰及数据存储，等等。
LabVIEW也有传统的程序调试⼯具，如设置断点、以动画⽅式显⽰数据及其⼦程序（⼦VI）的结果、单步执⾏等等，便于程序的调试。
虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是⽬前仪器发展的⼀个重要⽅向。
粗略地说这种结合有两种⽅式，⼀种是将计算机装⼊仪器，其典型的例⼦就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的⽇益强⼤以及其体积的⽇趋缩⼩，这类仪器功能也越来越强⼤，⽬前已经出现含嵌⼊式系统的仪器。
另⼀种⽅式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。
虚拟仪器主要是指这种⽅式。
下⾯的框图反映了常见的虚拟仪器⽅案。
虚拟仪器的主要特点有：尽可能采⽤了通⽤的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
可充分发挥计算机的能⼒，有强⼤的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。
⽤户可以根据⾃⼰的需要定义和制造各种仪器。
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1．系统设计
1．1 系统总体设计方案
设计框图如下所示：
图1 系统总体设计框图
1．2 单元电路方案的论证与选择
硬件电路的设计是整个实验的关键部分，我们在设计中主要考虑了这几个方面：电路简单易懂，较好的体现物理思想；可行性好，操作方便。
在设计过程中有的电路有多种备选方案，我们综合各种因素做出了如下选择。
1．2．1 温度信号采集电路的论证与选择
方案：本系统中我们采用MF58型高精度负温度系数热敏电阻器及其外围电路，组成温度信号采集电路。
相比较方案一，方案二后续电路较复杂，且需进行温度标定，但由于此方案能够较好的体现物理思想，通过实验标定温度，可以使我们更好的理解模拟信号与数字信号的转化，故我们采用了此方案。
MF58型高精度负温度系数热敏电阻器有许多优点：稳定性好，可靠性高；阻值范围宽：0.1-1000K ；阻值精度高；由于玻璃封装，可在高温和高温等恶劣环境下使用；体积小、重量轻、结构坚固，便于自动化安装（在印制线路板上）；热感应速度快、灵敏度高。
故我们采用此温敏元件。
1．2．2 温度控制接口电路的论证与选择
我们采用频压转化电路将频率信号转化成电压信号，进而控制加热与降温电路工作。
选用集成式频率／电压转换器LM2907，配以外加电路，能将经PC机处理后输出的频率信号转换为直流电压信号，电压信号控制继电器（相当于开关）工作从而使电路联通，电风扇或加热丝工作。
在一定范围内，LM2907的频率和电压转换可成线性关系，可以实现电热丝加热功率和
风扇转速的连续可调。
由于技术原因，我们未能实现这项功能，预留此项功能，可以作为功能扩展。
1．2．3 加热与降温电路的论证与选择
由数据选择器与两片LM2907（后接功率放大电路）分别连接加热和降温电路，实现加热功率与风扇转速的连续可调，如1.2.2所述。
原理图如下：
图2 加热功率与风扇转速的连续可调电路原理图
1．3 软件设计 1.3.1 主程序流程图
频压转换电路 LM2907
频压转换电路 LM2907
数据选择器
功率放大电路
功率放大电路
升温电路
降温电路
计 算 机
图3 主程序流程图1.3.2 PID算法
PID算法是本程序中的核心部分。
我们采用PID模糊控制技术,通过Pvar、Ivar、Dvar （比例、积分、微分）三方面的结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。
其原理如下：
本系统的温度控制器的电热元件之一是发热丝。
发热丝通过电流加热时，内部温度都很高。
当容器内温度升高至设定温度时，温度控制器会发出信号停止加热。
但这时发热丝的温度会高于设定温度，发热丝还将会对被加热的器件进行加热，即使温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。
当下降到设定温度的下限时，温度控制器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。
通常开始重新加热时，温度继续下降几度。
所以，传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象，但这不是温度控制器本身的问题，而是整个热系统的结构性问题，使温度控制器控温产生一种惯性温度误差。
增量式PID算法的输出量为
ΔUn = Kp[(e n-e n-1)+(T/Ti)e n+(Td/T)(e n-2*e n-1+e n-2)]
式中，e n、e n-1、e n-2分别为第n次、n-1次和n-2次的偏差值，Kp、Ti、Td分别为比例系数、积分系数和微分系数，T为采样周期。
计算机每隔固定时间 T将现场温度与用户设定目标温度的差值带入增量式PID算法公式，由公式输出量决定PWM方波的占空比，后续加热电路根据此PWM方波的占空比决定加热功率。
现场温度与目标温度的偏差大则占空比大，加热电路的加热功率大，使温度的实测值与设定值的偏差迅速减少；反之，二者的偏差小则占空比减小，加热电路加热功率减少，直至目标值与实测值相等，达到自动控制的目的。
PID参数的选择是实验成败的关键，它决定了温度控制的准确度。
数字PID调节器参数的整定可以仿照模拟PID调节器参数整定的各种方法，根据工艺对控制性能的要求，决定调节器的参数。
各个参数对系统性能的影响如下：
①比例系数P对系统性能的影响：比例系数加大，使系统的动作灵敏，速度加快，稳态误差减小；P偏大，振荡次数加多，调节时间加长；P太大时，系统会趋于不稳定；P太小，又会使系统的动作缓慢。
P可以选负数，这主要是由执行机构、传感器以及控制对象的特性决定的。
如果P的符号选择不当对象测量值就会离控制目标的设定值越来越远，如果出现这样的情况P的符号就一定要取反。
②积分控制I对系统性能的影响：积分作用使系统的稳定性下降，I小（积分作用强）会使系统不稳定，但能消除稳态误差，提高系统的控制精度。
③微分控制D对系统性能的影响：微分作用可以改善动态特性，D偏大时，超调量较大，调节时间较短；D偏小时，超调量也较大，调节时间也较长；只有D合适，才能使超调量较小，减短调节时间。
1.3.3 前面板与虚拟仪器框图
图4 前面板样图
图5 源程序（一）
图6源程序（二）
2．单元电路设计
2．1 温度信号采集电路
信号发生器与热敏电阻串联，提供交流信号。
热敏电阻阻值随温度改变，流经电阻的交流电流有效值保持恒定，由欧姆定律可知，电阻两端的电压亦随之改变。
经电压跟随器（降低信号输出阻抗）输出后，通过声卡采集数据。
电路图如下所示。
加入电压跟随器可以对前后级电路起到“隔离”作用。
电压隔离器输出电压近似输入电压幅度，并对前级电路呈高阻状态，对后级电路呈低阻状态。
极端一点去理解，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路；当输出阻抗很低时，对后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响，使前、后级电路之间互不影响。
R34K 7
R110K
Q1NPN
t
RT 1
TH ERMIST OR
+12
+5
+-R2RE S2
V1
Ui
图7 温度信号采集电路
2．2 温度控制接口电路（频压转换电路）
LM2907为集成式频率／电压转换器，芯片中包含了比较器、充电泵、高增益运算放大器，能将频率信号转换为直流电压信号，后接加热、降温电路。
Uo
图8 温度控制接口电路（频压转换电路）
2．3 继电器控制与加热电路
输出信号经电流放大后控制继电器工作，继电器起开关作用，12V电源单独供电，实现“电器隔离”。
Con
图9 继电器控制与加热电路
2．4 继电器控制与降温电路
原理同升温电路。
Con
图10 继电器控制与降温电路
3．系统测试
3.1 使用的仪器仪表
3.2 PID 算法参数测定
3.3 温度定标
系统硬件连接好后，放在特定容器中，运行程序，用温度计测量容器内温度，每隔2℃记录一次温度值及其相应频率值。
曲线拟和后，温度标定。
参考文献
[1] LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计，侯国屏等 [2] LABVIEW 高级程序设计，杨乐平 李海涛等
[3] LABVIEW 讲义（上册）（下册） 山东大学物理与微电子学院 [4] 微型计算机控制技术，潘新民 王燕芳 ，电子工业出版社
[5] 微机原理及软硬件接口技术，杨书华 霍孟友主编 王捷 何辉 华栋编 [6] Windows 环境下软硬件接口技术，李圣怡 戴一帆 王宪平等编著。