《基于虛擬儀器的高低溫報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》

專業(yè)班級:測控技術(shù)與儀器1201

學(xué)號：

姓名:張乃凡

目錄

1.虛擬儀器大作業(yè)選題意義。錯誤!未定義書簽。

2.設(shè)計(jì)規(guī)定避誤!未定義書簽。

3.設(shè)計(jì)方案及具體環(huán)節(jié)^誤!未定義書簽。

3.1設(shè)計(jì)方案避誤!未定義書簽。

3.2設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)繾誤!未定義書簽。

(1)溫度產(chǎn)生。錯誤!未定義書簽。

(2)溫度顯示。錯誤!未定義書簽。

(3)高低溫報(bào)警。錯誤!未定義書簽。

(4)數(shù)據(jù)記錄。錯誤!未定義書簽。

(5)時(shí)間延遲......................錯誤!未定義書簽。

(6)while循環(huán)結(jié)構(gòu)。錯誤!未定義書簽?

3.3設(shè)計(jì)結(jié)果........................錯誤!未定義書簽。

(1)前面板設(shè)計(jì)....................錯誤!未定義書簽。

(2)程序框圖設(shè)計(jì)..................錯誤!未定義書簽。

4.總結(jié)................................錯誤!未定義書簽。

1.虛擬儀器大作業(yè)選題意義

隨著社會的不斷進(jìn)步，信息科學(xué)領(lǐng)域各種技術(shù)也在不斷發(fā)展。傳統(tǒng)靠人工控

制的溫度、濕度、液位等信號的測壓、力控系統(tǒng)，外圍電路比較復(fù)雜，測量精度

較低，分辨力不高，需進(jìn)行溫度校準(zhǔn)（非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器標(biāo)定等）；

且它們的體積較大、使用不夠方便,更重要的是參數(shù)的設(shè)定需要有其它儀表的參

與，外界設(shè)備多，成本高，因而越來越適應(yīng)不了社會的規(guī)定。在對多類型、多通

道信號同時(shí)進(jìn)行檢測和控制中，傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)能力有限。如何將計(jì)算機(jī)與各種

設(shè)施、設(shè)備結(jié)合，簡化人工操作并實(shí)現(xiàn)自動控制，滿足社會的需求，成為一個(gè)很

迫切的問題。溫度是工業(yè)控制中重要的被控參數(shù)之一，且溫度檢測是現(xiàn)代檢測技

術(shù)的重要組成部分，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作

用，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的

作用。

2.設(shè)計(jì)規(guī)定

（1）編寫LABVIEW溫度報(bào)警實(shí)驗(yàn)程序,規(guī)定可以產(chǎn)生隨機(jī)溫度,并且記錄

溫度參數(shù),記錄下最大值，最小值，平均值。

（2）運(yùn)用LABVIEW中的波形圖圖表,觀測溫度曲線的變化情況。

3.設(shè)計(jì)方案及具體環(huán)節(jié)

3.1設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)是基于LabVIEW的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，采用一個(gè)隨機(jī)取值，能用波形顯

示器顯示溫度曲線,能實(shí)時(shí)顯示溫度，在一定期間內(nèi)能記錄最大值最小值以及平

均值,溫度達(dá)成上限溫度或者下限溫度時(shí)能報(bào)警。

通過實(shí)驗(yàn)，初步了解虛擬儀器的概念,基本掌握LabVIEW的操作方法,掌握各

種控件和編程函數(shù)的用法。如圖3.1所示，本次設(shè)計(jì)是簡易的溫度采集，思緒是

“采集-顯示-記錄-報(bào)警”，由一個(gè)隨機(jī)選作為溫度的產(chǎn)生，由波形圖示顯示溫度

的變化，記錄最大值最小值以及平均值,設(shè)定上限下限值,用兩個(gè)比較器件比較,

超過設(shè)定值時(shí)報(bào)警。

波形顯示

數(shù)

據(jù)

采

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

集

圖3.1

3.2設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

（1）溫度產(chǎn)生

如圖321所示，溫度的產(chǎn)生由一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)和100叉乘。把模擬信號

數(shù)據(jù)變成模擬溫度數(shù)據(jù)，這樣就能產(chǎn)生出（）度到100度的溫度范圍。

圖3.2.1

（2）溫度顯示

溫度顯示有三個(gè)器件:波形顯示、溫度計(jì)、溫度顯示，通過了波形圖，溫度

計(jì)表，數(shù)值顯示三種顯示方式顯示當(dāng)前溫度大小。如圖3.2.2.所示為程序框圖

中的溫度顯示程序，如圖3.2.3所示為前面板三個(gè)顯示器件。

圖32.2

圖3.2.3

(3)高低溫報(bào)警

由兩個(gè)比較器來比較實(shí)時(shí)溫度，當(dāng)有大于9()度或者小于20度的信號傳遞

時(shí)，指示燈會顯示報(bào)警燈，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。如圖3.2.4所示為程序框圖中的高低

溫報(bào)警顯示燈和報(bào)警器。如圖3.2.5所示為前面板的高低溫報(bào)警提醒燈。

高溫報(bào)警器

圖3.2.4

圖3.2.5

(4)數(shù)據(jù)記錄

數(shù)據(jù)記錄由信號收集器、記錄器件以及相關(guān)數(shù)值顯示組成，信號收集模塊是

一個(gè)屬于信號操作Express的子VI,此子VI的功能是把數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，采樣數(shù)為

2023,收集的信號在通過記錄模塊，記錄模塊也是屬于信號操作Express的子

VI,此子VI的功能是把通過收集的信號進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算，得出平均值，最大值，

最小值，方便觀測程序的溫度變化。如圖3.2.6所示為程序框圖的信號收集，記錄,

出值的模塊。如圖327所示為前面板的平均值，最大值，最小值顯示控件。

圖3.2.6

最大值

o

平均值

0

最小值

0

圖3.2.7

(5)時(shí)間延遲

由于系統(tǒng)的默認(rèn)時(shí)間過快,無法觀測溫度變化之間的數(shù)字和曲線，為了更好

的觀測溫度變化，增長了時(shí)間延遲器,時(shí)間延遲器執(zhí)行過程控制Express的子

VI,設(shè)立延遲時(shí)間為1.5秒，1.5秒為指定延遲時(shí)間，這樣溫度在變化間能更好

的觀測，如圖3.2.8所示為程序框圖中的時(shí)間延遲。

圖3.2.8

(6)whi1e循環(huán)結(jié)構(gòu)

while循環(huán)是一種結(jié)構(gòu)，把停止設(shè)立為條件端子，假如想要讓程序停止工作,

只需在停止按鈕上選中,這樣,程序就會通過whi1e循環(huán)停下來。如圖3.2.9所

示為程序框圖中的while循環(huán)，如圖3.2.10所示為前面板的停止按鈕。

S3.2.9

LiU

圖3.2.10

3.3設(shè)計(jì)結(jié)果

(1)前面板設(shè)計(jì)

前面板界面如圖3.3.1所示，左邊為4個(gè)溫度顯示控件，能通過數(shù)值直觀

的反映最大值，平均值，最小值，和溫度顯示。前面板中間為波形圖表,能顯示

溫度變化曲線，更好的觀測溫度的變化。前面板右上角為兩個(gè)高溫報(bào)警器，當(dāng)溫

度超過90度時(shí),高溫報(bào)警器為發(fā)亮并發(fā)出警報(bào)聲，當(dāng)溫度低于10度時(shí)，低溫報(bào)

警器會發(fā)亮并發(fā)出警報(bào)聲。前面板的右下角為溫度計(jì)，溫度計(jì)通過擬真的方式

讓觀測溫度更能生動的展現(xiàn)溫度當(dāng)前的數(shù)值。

圖3.3,1

(2)程序框圖設(shè)計(jì)

如圖3.3.2所示，程序框圖的設(shè)計(jì)原則是從左至右，左邊產(chǎn)生模擬的溫

度信號，通過顯示控件,判斷高低溫邏輯,和信號收集,右邊是把溫度信號進(jìn)行整

理記錄,然后通過顯示控件進(jìn)行顯示。

圖3.3.2

(3)程序運(yùn)營結(jié)果

如圖3.3.3所示，整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)營，能顯示實(shí)時(shí)溫度、溫度的最大

值最小值以及計(jì)算平均值，當(dāng)溫度超過90°時(shí)，高溫報(bào)警器會顯示報(bào)警。當(dāng)溫度

低于10°時(shí),下限報(bào)警器顯示報(bào)警并發(fā)出聲音。截圖實(shí)時(shí)溫度是2.72°,最

大值時(shí)99.71°,最小值是2.72°,平均值是54.22°0由于實(shí)時(shí)溫度小

于10°,所以低溫報(bào)警器報(bào)警。

最大值波形圖表

高溫報(bào)警器

99.713I。。I

80-1低溫報(bào)警器

平均值

54.2236@60-

譬

40-

最小值2”

1.17692溫度討

100:|

溫度顯不三

時(shí)間80

2.7211460：

停止40=

[^]20-E

圖3.3.3

4.總結(jié)

課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn),提出，分析和解決實(shí)際問題,

鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。也許

當(dāng)感覺理論上已經(jīng)掌握的時(shí)候，在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍故意想不到的困惑，

通過一番努力才得以解決。

通過幾周的LabVIEW上機(jī)課程的學(xué)習(xí)，我對LabVIEW軟件有了基本的了

解，并漸漸能用該軟件做出一些簡樸的設(shè)計(jì)。我覺得在做實(shí)驗(yàn)之前一定要熟悉

一些基本的操作,重點(diǎn)的東西要做筆記,要認(rèn)真聽老師講解軟件的操作，否則對

一些模塊軟件不熟悉很難進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要親力親