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单端／８路差动模拟输入通道，２路独立的Ｄ／Ａ输出通道，它的采样速率可达到１００ＫＳ／ｓ。
本温度控制系统可以通过温度控制电路的输出端与数据采集卡的Ａ／Ｄ输人通道相连接，温度控制电路的控制端与数据采集卡的Ｄ／Ａ输出通道连接，同时用ＮＩ公司提供的Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ进行简单的设置便可完成系统软件与数据采集卡的通讯。
３．声音报警电路报警信号由数据采集卡的Ｄ／Ａ的另一输出通道给出，由于给出的信号很微弱，不能直接控制报警器，所以必须将信号放大。
该电路的控制原理是：从数据采集卡的输出通道输出的报警信号，通过一个电阻接到三极管的基极，当报警信号是高电平，三极管导通，继电器Ｊ１的线圈得电吸合，报警器得电，发出报警信号；当信号电压是低电平，三极管截止，继电器Ｊ１失电，其触点断开，报警器不工作。
温度控制系统的软件设计基于ＬａｂＶＩＥＷ的温度控制系统是采用模块化的思想来编写的，每个功能的实现由一个模块完成，然后由主控模块调用各个子模块，最后实现数据采集、处理、显示、记录、打印、数据通过网络传输等功能。
软件系统的构成如图２所示。
同时一，ＬａｂＶＩＥＷ图形化编程语言能方便而高效地按照系统的功能要求编写友好的操作界面，本系统软件的主操作界面是如图３所示。
图２软件系统的构成１．主控模块主控模块提供了温度控制的功能，它通过与其它模块的通讯来完成数据采集处理、ＰＩＤ控制、数据记录、数据查看、数据打印、网络数据传输和错误事件处理等功能。
２．数据采集模块数据采集模块就是将温度信号转化为数字量并传递到计算机中的过程。
该模块的数据采集功能由图３温度控制系统主操作界面数据采集函数Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ＿ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ÷Ａｎａ—ｌｏｇＩｎｐｕｔ—Ｉ．ＡｎａｌｏｇＩｎｐｕｔＵｔｉｌｉｔｉｅｓ—｝ＡＩＲｅａｄＯｎｅＳｃａｎ来实现。
该函数可以对某个信道进行数据采集，将采集结果存放到设置的缓存中，并返回由采样数指定的数据。
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基于LabVIEW的温控系统设计杨希（武汉工程大学)摘要:给出了基于LabVIEW的室温测试方法以及直流电机PID控制系统的设计方法。
介绍了系统的组成，工作原理和程序设计方法。
关键词：LabVIEW;室温测试；直流电机；PID控制The design of thermal control system based on LabVIEWYang Xi(Wuhan Insitute of Technology)Abstract:This paper presents the method of PID control system based on LabVIEW for room temperature test and DC motor.The component of the system ，opetating principle and method of program design is described.Key words：LabVIEW；room temperature test；DC motor；PID control0 引言由于在最近实验室在进行对温室育苗的研究，需要实现对温度的采集以及控制，因此设计了温控系统。
此系统主要包括两个部分，一个部分是对温度的采集，另一部分是对电机的控制。
系统采用虚拟仪器图形化编程软件LabVIEW实现对室温的测试和电机转速的控制，为了得到较好的控制效果，采用PID控制算法。
78第6卷 第1期Vol.6 No.1四川工商学院学术新视野Academic New Vision of Sichuan Technology and Business University2021年3月Mar.2021·理学与工学·引言如今，温度正是所有行业中和安全挂钩的最为重要的指标之一。
为了提高数据处理的效率，在实际应用中都采用数字温度传感器进行温度数据的采集工作。
但要达到对温度的实时监测就会产生大量的数据。
如果完全采用人工方式来处理这些数据，根本无法满足实时监测的需要。
因此必须使用一套完整的温度测控系统来处理这些信息。
1 课题研究内容本设计利用一个STC89C52为核心的单片机作为下位机，利用LABVIEW 作为上位机，开发出一个温度测控系统。
通过控制程序、逻辑算法和数据筛选实现对环境温度的实时测量与控制。
收稿日期：2021-2-5作者简介：唐乾城（1998- ），男，四川广安人，四川工商学院电子信息工程学院2016级通信工程专业1班学生，主要研 究方向：移动通信技术。
通讯作者：段恒利（1984- ），女，四川遂宁人，副教授，主要研究方向：数据通信、移动通信方向。
基于中图分类号：TP273，TM924.3于LABVIEW 的温度控制系统设计唐乾程，段恒利（四川工商学院电子信息工程学院，四川成都611745）摘要：随着科技的迅猛发展，温度控制技术取得了重大的突破。
温度控制系统的开发与应用，在信息自动化行列中占据了非常重要的地位。
在所有的温度控制系统中，以虚拟仪器作为核心上位机的方式成为了系统开发者的首选。
本设计分为上位机与下位机，功能上有温度采集及显示、温度数据处理及分析、温度控制、温度超限报警、数据存储。
系统整体工作方式为下位机从外界采集温度数据，通过串口通信传输至上位机，从而实现所有的操作流程及功能。
本设计详细的阐述了整个控制系统的制作过程和所有功能图分类号：TP273，TM924.3文献标识码：A Design of Temperature Control System Based on LABVIEWTang Qiancheng ，Duan Hengli（School of Electronic Information Engineering ，Sichuan Technology and Business University ，Chengdu 611745China ）Abstract:With the rapid development of science and technology,major breakthroughs have been made in temperature control technology.The development and application of temperature control systems occupy a very important position in the ranks of information automation.Among all the temperature control systems,the way of using virtual instrument as the core PC has become the first choice of system developers.This design contains a PC and a micro control unit.The functions include temperature acquisition and display,temperature data processing and analysis,temperature control,temperature over-limit alarm and data storage.The overall working mode of the system is that the micro control unit collects the temperature data from the outside world and transmits the temperature data to PC through serial communication,so as to complete all the operating processes and perform functions.This design elaborates the production process of the whole control system and the steps to perform all the functions.Key words:LABVIEW ；DS18B20；Micro control unit ；PC system design ；Micro control unit design792021年四川工商学院学术新视野2 系统总体设计系统分为硬件和软件两个部分。
毕业设计论文基于LabVIEW的智能温度压力控制系统摘要本设计是基于LabVIEW设计的温度压力控制系统,采用了现在国际上比较先进的技术---虚拟仪器。
虚拟仪器是指通过应用程序将计算机、软件的功能模块和仪器硬件结合起来，用户可以通过友好的图形界面（简称前面板）来操作这台计算机就像在操作自己定义、自己设计的一台个人仪器一样，从而完成对被测信号的采集、分析、判断、显示、数据存储等。
本文简要介绍了实心轮胎硫化生产过程，主要阐述了一种实心轮胎硫化控制系统的控制方法与其实现。
硫化是轮胎生产中影响轮胎质量的一个重要环节。
硫化过程受多种因素的影响，其中，温度、压力、时间被称为硫化的三要素。
影响轮胎硫化的三要素中由于对温度的控制比较复杂，所以在实心轮胎硫化控制系统中，它就成为系统控制的关键。
该控制系统，包括温度压力给定信号的设定、现场温度压力信号的采集以与温度压力的调节等等。
最终通过计算机输出的控制信号去驱动执行机构来控制阀门的开度，进而实现现场温度压力的控制。
关键词：实心轮胎；轮胎硫化；PID控制；LabVIEW；虚拟仪器The Intellelctual Temperature & Pressure Control SystemBased On LabVIEWAbstractThe design is the temperature & pressure control system based on labview design, which uses a more advanced technology today-imitative instrument .The imitative instrument means that to conjuncte the function module of computer and software with the hardware of the instrument through the applied program，so that the user can operate the computer through a friendly figure face (short for front board) as that the user operates a personal instrument ,which is definited and designed by the user himself ,then to complete the gathering、analysing、judging、showing and data store of the measured signal.This article is a brief introduction about the solid tyre vulcanization production, mainly elaborates the control method and the implementation of one kind of solid tyre vulcanization control system.The vulcanization is a mid-production influence about tire quality in the tyre production. Vulcanization process is affected by a many factors，Among that, temperature, pressure and time was called the three essential elements of vulcanization. In the three essential factors, because the temperature control is more complicated in the solid tire vulcanization control system, it is taken as the key. The control system ,including the setting of the given signal of the temperature & pressure 、the gathering of the signal of field temperature & pressure and the control of temperature & pressure and so on. To drive the executive mechanism the control the range of the valve through the output control signal of the computer, in theend, realizing the control of the field temperature & pressure.Key words:solid tyre；tyre vulcanization；PID control；LabVIEW；imitative instrument目录摘要IIAbstractIII第一章引言11.1 轮胎硫化的目的与意义11.2 轮胎硫化的方式与步骤11.2.1 硫化的方式11.2.2 硫化的步骤31.3 轮胎硫化的工艺要求41.4 硫化过程的主要问题5第二章虚拟仪器的概述72.1 虚拟仪器的产生72.2 虚拟仪器的概念72.3 虚拟仪器的构成82.4 虚拟仪器的特点112.5 虚拟仪器软件开发平台LabVIEW122.5.1 虚拟仪器开发软件的比较选择122.5.2 LabVIEW简介132.5.3 LabVIEW程序组成14第三章智能温度压力控制系统设计总体概述163.1 系统设计总原理框图163.2 温度压力反馈控制系统方块图17第四章智能温度压力控制系统硬件设计194.1 数据采集（DAQ）系统194.1.1 传感器和变送器204.1.2 信号调理214.1.3 数据采集设备224.1.4 PC与软件264.2 伺服放大器DFC-1100274.3 手操器DFD-0500304.4 电动执行机构DKZ5500M324.5 执行部分接线图32第五章智能温度压力控制系统软件设计345.1 各子程序设计345.1.1 温度压力给定子程序345.1.2 数据采集子程序365.1.3 标度变换子程序375.1.4 温度压力调节子程序385.1.5 输出子程序415.2 总面板与程序框图设计425.2.1 实验室模拟温度控制系统软件设计425.2.2 实际现场温度压力控制系统软件设计44第六章系统调试496.1 找出语法错误496.2 慢速跟踪496.3 断点与单步执行506.4 设置探针50总结51参考文献52附录A54附录B55致56第一章引言1.1轮胎硫化的目的与意义本设计以轮胎硫化工艺过程为例，将对其温度和压力控制过程做一详细研究。
基于labview的毕业设计基于LabVIEW的毕业设计毕业设计是大学生在校期间的一项重要任务，也是对所学知识的综合应用和实践能力的考验。
在信息技术日新月异的今天，越来越多的学生选择基于LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）进行毕业设计。
本文将探讨基于LabVIEW的毕业设计的优势和一些实用的设计思路。
一、LabVIEW的优势LabVIEW是一种图形化编程语言，以其简单易学、直观友好的特点，成为许多工程师和科学家的首选工具。
相比传统的文本编程语言，LabVIEW可以通过拖拽和连接图标来表示程序的逻辑结构，使得编程变得更加直观和可视化。
其次，LabVIEW具有强大的数据采集和处理能力。
通过与各种硬件设备的接口，可以实时采集和处理各种类型的数据，如温度、压力、光强等。
同时，LabVIEW内置了许多数据分析和处理的函数库，可以方便地进行数据处理、统计和绘图。
最后，LabVIEW具有良好的可扩展性和兼容性。
它可以与其他编程语言和软件进行无缝集成，如MATLAB、C++、Python等。
这使得基于LabVIEW的毕业设计可以更加灵活地应用于不同领域的工程和科研项目。
二、基于LabVIEW的毕业设计思路1. 自动化控制系统设计自动化控制是LabVIEW应用的一个重要领域。
可以设计一个基于LabVIEW的自动化控制系统，实现对某一设备或过程的自动控制和监测。
例如，可以设计一个温度控制系统，通过传感器实时采集温度数据，并通过LabVIEW编程实现对加热器的控制，使得温度保持在设定的范围内。
2. 数据采集与分析系统设计数据采集与分析是实验室和科研项目中常见的任务。
可以设计一个基于LabVIEW的数据采集与分析系统，实现对实验数据的实时采集、存储和分析。
例如，可以设计一个气象站数据采集系统，通过传感器实时采集气温、湿度、风速等数据，并通过LabVIEW编程实现数据的存储和分析，生成相应的统计图表和报告。
自动温度控制系统TEMPERATURE AUTOCONTROLSYSTEM中国·济南朱瑞张鹏陈耿炎张洁徐婷婷2006．12摘要：本实验以LabVIEW可视化图形编程开发环境为平台，使用声卡和温度传感器加外围电路,测量和显示外部温度变化，并控制风扇和加热丝进行相关操作，使一定空间范围内的温度保持基本恒定。
通过实际应用，加深对LaVIEW开发环境和实时控制的理解。
关键词：温度自动控制 LabVIEW 风扇电热丝Abstract：The system is based on the program designing environment of LabVIEW . It contains the data collecting card, the temperature sensor and the outside circuit，to measure the outsidetemperature changing and demonstrating it. Then the computer controls an electric fan or aheating wire to keep the temperature within a certain range.Key words: temperature autocontrol, LabVIEW ，fan, heating wire1．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一：采用温度传感器DS18B20美国DALLAS公司的产品可编程单总线数字式温度传感器DS18B20可实现室内温度信号的采集,有很多优点:如直接输出数字信号，故省去了后继的信号放大及模数转换部分,外围电路简单，成本低;单总线接口，只有一根信号线作为单总线与CPU连接,且每一只都有自己唯一的64位系列号存储在其内部的ROM存储器中，故在一根信号线上可以挂接多个DS18820，便于多点测量且易于扩展.DS 18 B2 0的测温范围较大，集成度较高，但需要串口来模拟其时序才能使用，故我们没有选用此方案。
目录摘要 (3)ABSTRACT (4)1 绪论 (5)1.1 课题的提出及背景 (5)2 虚拟仪器概述 (6)2.1 虚拟仪器的概念 (6)2.2 虚拟仪器的主要特点 (6)2.3 虚拟仪器的体系结构 (7)2.3.1 虚拟仪器的硬件构成 (7)2.3.2 虚拟仪器软件构成 (8)2.4 LabVIEW的概述 (8)3 基于LabVIEW 的温度控制系统原理 (9)3.1 功能组成 (9)3.2 设备组成 (10)3.3 温度控制系统基本原理 (10)3.3.1 温度的采集和显示 (10)3.3.2 温度值数据分析 (10)3.3.3 温度控制 (11)3.3.4 事故和故障报警 (12)3.3.5 数据存储 (12)4 模糊控制设计 (13)4.1 模糊控制概念 (13)4.2 模糊化接口 (14)4.3 规则库 (16)4.4 模糊查询表 (17)5 基于LabVIEW 的温度控制实验系统设计 (18)5.1 系统实验设备 (18)5.1.1 热敏电阻电路 (18)5.1.2 NI ELVIS、数据采集卡PCI-6251及计算机 (19)5.1.3 风扇、发热电阻、蜂鸣器 (20)5.2 系统软件设计 (20)5.2.1 温度采集程序 (20)5.2.2 温度数据处理 (23)5.2.3 模糊控制器程序设计 (26)5.2.4 输出控制 (30)5.2.4 报警设计 (31)5.2.5 数据存储 (34)6 基于LabVIEW温度控制系统仿真 (35)7 总结 (37)参考文献 (39)摘要作为最基本的物理参数之一，温度在人类的生产和生活中扮演着重要的角色。
在某些工业生产中，其生产环境对温度有一定的要求，在人们的日常生活中环境温度也是影响人们生活质量的重要因素，所以对温度的控制是很有必要的。
本文将虚拟仪器与温度控制结合起来，虚拟仪器是现代化测量方式不仅在监测上相较于传统仪器有诸多的优势，其自动控制功能也是传统仪器所不能及的。
Vol.29No .3Mar.2013赤峰学院学报(自然科学版)J o urnal o f Chifeng University (Natural S cience Editio n )第29卷第3期(上)2013年3月1引言虚拟仪器与传统仪器不同,传统仪器是由生产厂家定义制造的,具有固定的外观和功能[1];虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体,从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起,大大缩小了仪器硬件的成本和体积,并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理.2系统硬件设计待测温度信号经传感器转为电信号[2],再由信号调理电路处理成标准信号进入数据采集卡,由计算机软件系统(LabVIEW )采集.整个系统的硬件组成如图1所示.可见,采用虚拟仪器技术可以大大简化硬件部分设计,传统测试系统的A/D 转换,采样保持以及数据通信等功能集成在通用数据采集卡中,由计算机完成数据处理功能.用户可以根据不同需求采用不同的传感器和编写相应的程序即可实现要求的测试功能,大大增强了系统的灵活性.图1给出系统硬件组成框图由计算机、数据采集卡、测温电路及温度控制电路组成.3系统软件设计3.1系统整体功能介绍系统软件设计主要完成数据采集与显示、测试结果记录、数据查询、超限报警、温度实时控制等,同时为用户提供一个方便的操作界面.图2给出上位机的监控界面.该系统软件是基于LabVIEW8.5软件平台设计的,图3温度检测部分框图程序.用户首先根据实际需要在“温度上限”或“温度下限”中输入要设定的温度限定值,当点击“START ”按钮即可开始温度的采集;所测温度超过或低于温度上限或下限,与之对应的LED 灯就会变绿;滑动“温度历史显示”表下方的滑动条即可查看历史温度趋基于LabVIEW 的温度控制系统设计王雪晴,卫亚博(平顶山学院电气信息工程学院,河南平顶山467000)摘要:待测温度信号经传感器转为电信号[2],再由信号调理电路处理成标准信号进入数据采集卡,由计算机软件系统(La bVIEW )采集.其中温度采集采用集成元件,简单易行可靠.利用La bVIEW 实现了温度的温度控制且实时显示模块、温度自动存储模块、超限自动报警模块,其系统功能强大,外围电路简单易于实现,且便于系统硬件维护、功能扩展以及人机界面良好等优点.关键词:La bVIEW ;虚拟仪器;温度控制中图分类号:TO273文献标识码:A文章编号:1673-260X (2013)03-0139-02图1系统硬件框图图2系统总界面图3温度检测部分框图程序139--. All Rights Reserved.势;当系统处于运行过程中再次单击“START”按钮即可使系统停止工作.3.2数据采集数据采集模块可分为数据采集卡驱动程序的打开、数据采集卡的设置、数据采集卡的启动、数据采样控制、数据采集卡驱动程序的关闭等子模块[3].程序运行以后,数据采集卡连续采集数据,并把采集到的数据不断的送入到缓存中,并在前面板上显示采集到的数据波形.如图2系统总界面中的数据波形显示.3.3数据记录与存储系统提示输入文件名即确定好存储路径后,所采集测量的数据将存储到相应文件中.程序如图4所示.3.4温度实时控制采用LabVIEW中所带的PID控制器模块来控制温度.该模块采用增量式PID控制器,在Lab-VIEW中主要通过两种途径实现.一是利用其外部接口调用其他软件或编程代码[4];二是利用Lab-VIEW本身的图形编程语言编程.由于LabVIEW提供了Matlab Script节点,可在Matlab script节点中编辑Matlab程序,并在LabVIEW环境下运行,而且使用Matlab script节点实现,这样既能使程序结构清晰,又能提高运算速度.因此可采用Matlab script节点实现增量式PID控制程序.其表达式为:Δu(k)=Kp[e(k)-e(k-1)]+Kie(k)+Kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)](3-1) (3-1)式中:k为采样序列;u(k)为第k次采样时刻的计算机输出值;e(k)为第k次采样时刻输入的偏差值;e(k-1)为第k-1次采样时刻输入的偏差值;Kp为比例系数;Ki为积分系数;Kd为微分系数.4结论所设计的温度测控系统软件上采用LabVIEW 强大的虚拟仪器设计能力,设计了操作简单、界面良好的温度测试系统,实现对环境温度信号的采集、分析、数据显示与存储,并对超出设定范围的故障进行报警等功能.系统在功能和应用可以进一度开放,比如可以实现更多路温度活或变量的信号的采集和控制,实现对温、湿度的控制反馈等.———————————————————参考文献:〔1〕袁源.虚拟仪器基础教程[M].成都:电子科技大学出版社,2002.〔2〕郁有文.传感器原理及工程应用[M].西安电子科技大学出版社,2008.〔3〕李亚.基于LabVIEW的温湿度检测系统设计[J].湖南工程学院学报,2012,22(1):24~26.〔4〕倪自强.LabVIEW环境下温湿度监控系统实现[J].电子元器件应用,2009,11(2):32~34.图4测量数据存储框图程序140--. All Rights Reserved.。
基于LabVIEW的温度控制系统设计研究刘凯;初光勇;黄海松【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(40)18【摘要】针对传统温度精确控制系统需要在散热率低、干扰小的情况下运行的缺陷.采用LabVIEW软件,设计开发了一款基于PID+PWM的温度控制系统.该温度控制系统在硬件上由NI-6008采集卡、温度传感器、温度变送器、固态继电器等构成;在软件上以PID+PWM算法为核心,回温预热系统为补充,最终形成一个完整的温度控制系统.实验结果表明,该系统可以在散热率较高以及干扰较大的环境下实现对温度的精确控制,温度波动范围在±0.3℃.%Since the traditional temperature accurate control system needs to run under the conditions of low heat dissipa-tion rate and weak interference,the LabVIEW software is used to design and develop a temperature control system based on PID+PWM. The hardware of the temperature control system is composed of NI-6008 acquisition card,temperature sensor,tem-perature transmitter,solid-state relay,etc. PID+PWM algorithm is taken as the core of the system software,and temperature re-turning and preheating system is taken as the supplement to form a complete temperature control system. Experimental results show that the system can control the temperature accurately in the environment of high heat dissipation rate and powerful interfer-ence,and temperature fluctuation range is within ±0.3 ℃.【总页数】4页(P164-167)【作者】刘凯;初光勇;黄海松【作者单位】贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州贵阳 550025;铜仁职业技术学院,贵州铜仁 554300;贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TN964-34【相关文献】1.基于LabVIEW的回流焊炉温度控制系统设计 [J], 徐伟;王天龙2.基于LabVIEW的内冷式智能车刀温度控制系统的设计 [J], 刘文博;李天箭;石永泉;吴涛3.基于LabVIEW和Proteus温度控制系统的设计 [J], 赵艳霞4.基于LabVIEW的苛化器温度控制系统设计 [J], 王聪慧; 宋振继; 李国栋5.基于LABVIEW的温度控制系统设计 [J], 唐乾程;段恒利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
引言随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术和现代测量技术的迅速发展，一种新型的先进仪器——虚拟仪器成为当前系统研究的热点。
虚拟仪器的出现开辟了仪器技术的新纪元，它是多门技术与计算机技术结合的产物，其基本思想逐步代替仪器完成某些功能，如数据的采集、分析、显示和存储等，最终达到取代传统电子仪器的目的。
虚拟仪器通过软件开发平台将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体，把计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理,并通过交互式图形界面实现系统控制和显示测量数据，并使用框图模块指定各种功能。
采用集成电路温度传感器和虚拟仪器方便地构建一个测温系统，且外围电路简单，易于实现，便于系统硬件维护、功能扩展和软件升级。
本设计利用LabVIEW作为语言开发平台，设计了一个温度控制系统，并利用计算机串口与下位机串行通讯，能实现温度的实时测量与控制。
1 绪论现代计算机技术和信息技术的迅猛发展，冲击着国民经济的各个领域，也引起了测量仪器和测试技术的巨大变革。
人们曾为测量仪器从模拟化、数字化到智能化的进步而欣喜，也为自动测试技术的日新月异的发展所鼓舞，当今虚拟仪器技术的出现又使得测量仪器进步入了高科技的殿堂。
与传统的仪器不同，虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机和标准总线技术的模块化系统，通常它是由控制模块、仪器模块和软件组成，在虚拟仪器中软件是至关重要的，仪器的功能都要通过它来实现，因此软件是虚拟仪器的核心，“软件就是仪器”，从本质上反映了虚拟仪器的特征。
从构成方式上讲，虚拟仪器可分为四大类：GPIB体系结构、PC-DAQ体系结构、VXI体系结构和PXI体系结构。
GPIB体系结构是通过GPIB总线将具有GPIB接口的计算机和仪器集成的测试系统。
其优点是用户可以充分利用自己的计算机和仪器资源，且组建方便灵活、操作简单，曾是国际流行的自动测试系统。
当今，在VXI为主的体系结构中，有时也采用GPIB作为辅助，这样可以充分利用本单位仪器资源，或称补VXI仪器模块的不足。
VXI体系结构综合了。
pib和vem总线的优点，它集成的系统硬件集成度高、数据传输率快、便携性好，是当今倍受业界关注的体系结构。
PXI体系结构是以PCI总线为基础的体系结构，由于其总线吞吐率高、硬件的价格较低被业内人士认为是符合国情的一种体系结构。
虚拟仪器应用程序的开发环境主要有两种=一种是基于传统的文本语言的软件开发环境，常用的有lab windows/cvi、.visual basidc=vc++等：一种是基于图形化语言的软件开发环境，常用的有LabVIEW和hp vee。
其中图形化软件开发系统是用工程人员所熟悉的术语和图形化符号代替常规的文本语言编程，界面友好，操作简便，可大大缩短系统开发周期，深受专业人员的青睐。
1.1 课题背景随着世界经济的发展，工业的迅速扩张，政府和企业家们花在设备上的投入越来越多，这笔巨大的开销，极大地限制了企业的资金，从而制约着企业的发展。
而虚拟仪器技术凭借着其开发容易、开发成本低、开发周期短等明显的优点，渐渐地在工业测控领域崭露头角。
它的出现使企业家们看到了降低成本的希望。
本设计将就虚拟仪器怎样用在工业测控中进行一番简单的探讨。
1.2 虚拟仪器简介随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术和现代测量技术的迅速发展，一种新型的先进仪器——虚拟仪器成为当前系统研究的热点。
虚拟仪器通过软件开发平台将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体，把计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。
在对大规模、集成化、智能化及数字电子仪器需求愈加迫切的形势下，计算机技术、仪器技术和通信技术相结合，产生了具有里程碑意义的新一代仪器——虚拟仪器。
虚拟仪器的出现开辟了仪器技术的新纪元，它是多门技术与计算机技术结合的产物，其基本思想逐步代替仪器完成某些功能，如数据的采集、分析、显示和存储等，最终达到取代传统电子仪器的目的。
虚拟仪器是计算机硬件资源、仪器硬件、数据分析处理、软件、通信软件极图形用户界面的又效结合，具有传统仪器所具备的信号采集、信号处理分析、信号输出等功能。
其基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件接口和测试仪器等。
虚拟仪器有以下优点：(1)利用了计算机丰富的软件资源。
实现了部分仪器硬件的软件化，节省了物质资源，增加了系统的灵活性。
通过软件技术和相应数值算法，实时直接地对测试数据进行各种分析与处理。
图形用户界面（GUI）技术的应用，真正的做到界面友好、人机交互。
(2)基于计算机网络技术和接口技术。
虚拟仪器具有方便、灵活的互联能力（Connectivity）,广泛支持诸如CAN、Field Bus、PROFIBUS等各种工业总线标准。
因此，利用虚拟仪器技术可方便地构建自动测试系统，实现测量、控制过程的网络化。
(3)基于计算机的开放式标准体系结构。
虚拟仪器的硬、软件具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点，用户可根据自己上的需要，选用不同厂家的标准接口产品，使仪器的开发更为高效，缩短仪器组建、开发时间。
(4)具有很强的灵活性。
虚拟仪器的功能由用户自己定义，这意味着可自由的组合计算机平台、硬件、软件以及各种实现应用系统所需要的附件。
这种灵活性在由供应商定义、功能固定、独立的传统仪器是达不到的。
从传统仪器的转变，为用户带来了更多的实际利益。
上述虚拟仪器的特点不仅推进了仪器为基础的界面系统改造，同时也影响了以虚拟仪器为主的图形构造方法的进化。
过去独立分散、互不相干的许多领域，虚拟仪器通过软件开发平台将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体，把计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。
虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流，是信息技术的一个重要领域，必将对科学技术的发展和工业生产产生不可估量的影响。
1.2.1虚拟仪器的概念、发展传统仪器一般是一台独立的装置，从外观上看，它是一般由操作面板、信号输入端口、检测结果输出这几个部分组成。
操作面板上一般有一些开关、按钮、旋钮等。
检测结果的输出方式有数字显示、指针式表头显示、图形显示及打印输出等。
从功能方面分析，传统仪器可分为信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出这几个部分。
传统仪器的功能都是通过硬件电路或固化软件实现的，而且由仪器生产厂家给定，其功能和规模一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。
传统仪器大都是一个封闭的系统，与其它设备的连接受到限制。
另外，传统仪器价格昂贵，技术更新慢，开发费用高。
随着计算机技术、微电子技术和大规模集成电路技术的发展，出现了数字化仪器和智能仪器。
尽管如此，传统仪器还是没有摆脱独立使用和受同操作的模式，在较为复杂的应用场合或测试参加较多的情况下，使用起来就不太方便。
这三方面的原因，使传统仪器很难事业信息时代对仪器的需求。
那么如何解决这个问题呢？可以设想，在必要的数据采集硬件和通用计算机支持下，通过软件来实现仪器的部分或全部功能，这就是设计虚拟仪器的核心思想。
所谓虚拟仪器，就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的功能，用户操作计算机的同时就是在使用一台专门的电子仪器。
虚拟仪器以计算机为核心，充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力，提供对测量数据的分析和显示功能。
虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。
用户可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的用户需求。
表 2.1 为传统仪器与虚拟仪器的比较一览表。
虚拟仪器作为一种新型的仪器种类，具有以下特点：(1)强调“软件即仪器”的概念，软件充当了仪器中相当重要的且以往由硬件充当的角色。
(2)打破了传统仪器小而全的现状，可以将信号的分析、显示、存储、打印和其它管理利用计算机来完成。
(3)便于工作和管理，虚拟仪器技术是仪器的设计和管理统一到虚拟仪器的标准，使得仪器管理规范，使用简便，维护费用低。
(4)仪器自定义，科研和工程人员自己设计自己的仪器。
由于虚拟仪器的开放性，用户可以方便地修改测试方案，构成各种专用仪器。
仪器的开发周期短，升级容易，节省了硬件开发和生产的费用。
(5)便于组成自动测试系统。
虚拟仪器充分利用计算机技术，可以对测试方案进行编程；而且数据的远程传输、数据在软件之间的交换等，都使系统组建变得灵活；计算机的存储、打印和网络化等功能也进一步增进了虚拟仪器的功能。
电子仪器发展至今，大体可分为四代：模拟仪器、数字仪器、智能仪器和虚拟仪器。
第一代模拟仪器第一代模拟仪器如指针式万用表、晶体管电压表等，它们的基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果。
第二代数字化仪器数字化仪器目前相当普及，如数字电压表等。
这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量，并以数字方式输出最终结果，实用于快速响应和较高准确度的测量。
第三代智能要求智能仪器内置微处理器，既能进行自动测试，又具有一定的数据处理，可取代部分脑力劳动，习惯上称为智能仪器。
它的功能块全部都是以硬件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。
第四代虚拟仪器虚拟仪器是现代计算机教技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来虚拟产业发展的一个重要方向。
从1988年开始，陆续有虚拟仪器产品面市。
此后，虚拟仪器产品的陆续飞速增加。
1.2.2虚拟仪器的工作原理虚拟仪器以透明的方式把计算与传统仪器一样。
虚拟仪器同样划分为数据采集与控制、数据分析与处理、结果表达三大功机资源和仪器硬件的测试能力结合起来，实现了仪器功能的运作。
虚拟仪器的功能模块如图所示。
虚拟仪器用各种图标或控件来虚拟传统仪器面板上的各种器件。
由各种开关图标实现仪器电源的通断；由各种按钮图标来设置被测信号的“放大倍数”、“通道”等参数；由各种显示控件以数值或波形的方式显示测量或分析结果；由计算机的鼠标和键盘操作来模拟传统仪器面板上的实际操作；以对图形化软件流程图的编程来实现各种信号测量和数据分析功能。
图1.1 虚拟仪器的功能模块1.2.3虚拟仪器与传统仪器的比较传统仪器和虚拟仪器的比较1.3 图形化编程语言LabVIEW的简介LabVIEW(laboratory virtual instrument engineering workbench)是一种图形化的编程语言和开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接收，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW不仅提供了与遵从GPIB，VXI，RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通信的全部功能，还布置了支持TCP/IP，ActiveX等软件标准的库函数，而且图形化的编程界面使编程过程变得生动有趣。
