虚拟仪器大作业[材料参考].doc

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1、基于虚拟仪器的高低温报警系统的设计专业班级:测控技术与仪器1201学号:120122428姓名:张乃凡目 录1虚拟仪器大作业选题意义32.设计要求33.设计方案及具体步骤33.1设计方案33.2设计步骤4(1)温度产生4(2)温度显示4(3)高低温报警5(4)数据统计5(5)时间延迟6(6)while循环结构73.3设计结果7(1)前面板设计7(2)程序框图设计84. 总结91虚拟仪器大作业选题意义随着社会的不断进步,信息科学领域各种技术也在不断发展。传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压力控系统,外围电路比较复杂,测量精度较低,分辨力不高,需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标

2、定等);且它们的体积较大、使用不够方便,更重要的是参数的设定需要有其它仪表的参与,外界设备多,成本高,因而越来越适应不了社会的要求。在对多类型、多通道信号同时进行检测和控制中,传统的测控系统能力有限。如何将计算机与各种设施、设备结合,简化人工操作并实现自动控制,满足社会的需求,成为一个很迫切的问题。温度是工业控制中主要的被控参数之一,且温度检测是现代检测技术的重要组成部分,在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。2.设计要求(1) 编写LABVIEW温度报警实验程序,要求可以产生随机温度,并且统计温度参数,

3、记录下最大值,最小值,平均值。(2) 利用LABVIEW中的波形图图表,观察温度曲线的变化情况。3.设计方案及具体步骤3.1设计方案本设计是基于LabVIEW 的温度监测系统,采用一个随机取值,能用波形显示器显示温度曲线,能实时显示温度,在一定时间内能统计最大值最小值以及平均值,温度达到上限温度或者下限温度时能报警。通过实验,初步了解虚拟仪器的概念,基本掌握LabVIEW的操作方法,掌握各种控件和编程函数的用法。如图3.1所示,本次设计是简易的温度采集,思路是“采集-显示-统计-报警”,由一个随机选作为温度的产生,由波形图示显示温度的变化,统计最大值最小值以及平均值,设定上限下限值,用两个比较

4、器件比较,超出设定值时报警。图3.13.2设计步骤(1)温度产生如图3.2.1所示,温度的产生由一个随机数产生数据和100叉乘。把模拟信号数据变成模拟温度数据,这样就能产生出0度到100度的温度范围。图3.2.1(2)温度显示温度显示有三个器件:波形显示、温度计、温度显示,通过了波形图,温度计表,数值显示三种显示方式显示当前温度大小。如图3.2.2.所示为程序框图中的温度显示程序,如图3.2.3所示为前面板三个显示器件。图3.2.2图3.2.3(3)高低温报警由两个比较器来比较实时温度,当有大于90度或者小于20度的信号传递时,指示灯会显示报警灯,蜂鸣器发出警报。如图3.2.4所示为程序框图中

5、的高低温报警显示灯和报警器。如图3.2.5所示为前面板的高低温报警提示灯。图3.2.4图3.2.5(4)数据统计数据统计由信号收集器、统计器件以及相关数值显示组成,信号收集模块是一个属于信号操作Express的子VI,此子VI的功能是把数据进行收集,采样数为2000,收集的信号在经过统计模块,统计模块也是属于信号操作Express的子VI,此子VI的功能是把经过收集的信号进行内部计算,得出平均值,最大值,最小值,方便观测程序的温度变化。如图3.2.6所示为程序框图的信号收集,统计,出值的模块。如图3.2.7所示为前面板的平均值,最大值,最小值显示控件。图3.2.6图3.2.7(5)时间延迟由于

6、系统的默认时间过快,无法观察温度变化之间的数字和曲线,为了更好的观察温度变化,增加了时间延迟器,时间延迟器执行过程控制Express的子VI,设置延迟时间为1.5秒,1.5秒为指定延迟时间,这样温度在变化间能更好的观察,如图3.2.8所示为程序框图中的时间延迟。图3.2.8(6)while循环结构while循环是一种结构,把停止设置为条件端子,如果想要让程序停止工作,只需在停止按钮上选中,这样,程序就会经过while循环停下来。如图3.2.9所示为程序框图中的while循环,如图3.2.10所示为前面板的停止按钮。图3.2.9图3.2.103.3设计结果(1)前面板设计前面板界面如图3.3.1

7、所示,左边为4个温度显示控件,能通过数值直观的反应最大值,平均值,最小值,和温度显示。前面板中间为波形图表,能显示温度变化曲线,更好的观察温度的变化。前面板右上角为两个高温报警器,当温度超过90度时,高温报警器为发亮并发出警报声,当温度低于10度时,低温报警器会发亮并发出警报声。前面板的右下角为温度计,温度计通过拟真的方式让观察温度更能生动的展现温度当前的数值。图3.3.1(2)程序框图设计如图3.3.2所示,程序框图的设计原则是从左至右,左边产生模拟的温度信号,经过显示控件,判断高低温逻辑,和信号收集,右边是把温度信号进行整理统计,然后经过显示控件进行显示。图3.3.2(3)程序运行结果 如

8、图3.3.3所示,整个系统能正常运行,能显示实时温度、温度的最大值最小值以及计算平均值,当温度超过90时,高温报警器会显示报警。当温度低于10时,下限报警器显示报警并发出声音。 截图实时温度是2.72,最大值时99.71,最小值是2.72,平均值是54.22。由于实时温度小于10,所以低温报警器报警。图3.3.34. 总结课程设计是培养我们综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程。可能当感觉理论上已经掌握的时候,在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。经过几周的LabVIEW上机课程的学习,我对L

9、abVIEW软件有了基本的了解,并渐渐能用该软件做出一些简单的设计。我觉得在做实验之前一定要熟悉一些基本的操作,重点的东西要做笔记,要认真听老师讲解软件的操作,否则对一些模块软件不熟悉很难进行实验。做实验时一定要亲力亲为,要将每个步骤和细节搞清楚,要不然很容易遗忘。在温度报警系统的设计过程中也遇到了一些问题,例如,实验需要用到的一些控件找不到;属性不正确接线端出错;当前的报警上限温度显示不出来;时间显示与当前电脑时间不一致等等,不过这些都通过看课堂笔记、通过同学和老师的帮助得到了解决。通过这次Labview的课程设计,我学到了不少实用的知识,更多的是做实验的过程、思考问题的方法、独立解决问题的能力,这些都让我受益匪浅,对我以后的学习和工作有很多帮助。11材料一类

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