基于labview的壓力采集系統(tǒng)

#求。但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。5、穩(wěn)定性傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時間的考驗。6、精度精度是傳感器的一個重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。綜合上述各考慮因素，本次課程設(shè)計我們選用電阻應(yīng)變片來完成本次課程設(shè)計。電阻應(yīng)變片（圖3.4）是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化較小，所以這種應(yīng)變片需要組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計一、程序流程圖的設(shè)計

二、前面板的設(shè)計1?前面板如圖4.1.1所示圖4.1.1如圖4.1.2所示，該部位功能是用來對頻率測頻參數(shù)的設(shè)置，可以設(shè)置數(shù)據(jù)采集卡的通道，最小電壓值，最大電壓值，掃描速率與每個通道的采樣點數(shù)。幵采集參數(shù)設(shè)定旺

掃描點數(shù)最大值最小值oraowo圖4.1.23?如圖4.1.3所示，該部位是一個LED等，開始試驗后，LED等閃爍。

圖4.1.34.如圖4.1.4所示，該部位是對正在執(zhí)行的過程進(jìn)行文本提示。5?如圖4.1.5所示，該部位是對時域波形的顯示。圖4.1.56.如圖4.1.6所示，該部位用于對實驗開始停止的控制。

圖4.1.6三、框圖程序的設(shè)計框圖程序主要有程序狀態(tài)選擇框：初始化狀態(tài)，等待狀態(tài)，開始實驗打開數(shù)據(jù),保存數(shù)據(jù)，退出等。（一）圖4.2.1為系統(tǒng)初始化總體原理圖：圖4.2.1

1、圖4.2.2,物理通道的選擇的初始化物理通道?!■?!|ELVIS/ai5圖4.2.22、圖4.2.3，該部位是對頻率跟蹤測頻參數(shù)的設(shè)置，即將數(shù)據(jù)采集卡通道選擇為aiO,最大電壓值為5V，最小電壓值為-5V，采樣速率為1000，每通道采樣點數(shù)為1000。最小值出■N?圖4.2.33、圖4.2.4，該部位是對示波器的初始化。00:00:00.000lYH-MM-M時域波弦00:00:00.000lYH-MM-M時域波弦?!■?!圖4.2.44、圖4.2.5，該部位是對文本提示中的內(nèi)容初始化。顯示為程序初始化。..運(yùn)行林態(tài)提示;I程序初塔化？卜.卜園圖4.2.5（二）圖4.2.6,系統(tǒng)等待總體原理圖:-一2iJ卜:lTI-一2iJ卜:lTIJL*0ITI起込是L±J圖4.2.61、圖4.2.7,該部分將停止按鈕設(shè)為不可用并且變灰。開始實驗?!?!~Enabled^]-1~卜JisaHL亡d圖4.2.72、圖4.2.8,這部分功能是將本VI的菜單欄顯示出來。圖4.2.83、，該部分是一個事件結(jié)構(gòu)。包括一個或多個子程序框圖或事件分支，結(jié)構(gòu)執(zhí)行時，僅有一個子程序框圖或分支在執(zhí)行。事件結(jié)構(gòu)可等待直至事件發(fā)生，并執(zhí)行相應(yīng)條件分支，處理該事件。右鍵單擊結(jié)構(gòu)邊框，可添加新的分支并配置要處理的事件。連線事件結(jié)構(gòu)邊框左上角的“超時”接線端，指定事件結(jié)構(gòu)等待事件發(fā)生的時間，以毫秒為單位。默認(rèn)值為-1,即永不超時。事件數(shù)據(jù)節(jié)點位于每個事件分支結(jié)構(gòu)的左邊框內(nèi)側(cè)。該節(jié)點用于識別事件發(fā)生時LabVIEW返回的數(shù)據(jù)。依據(jù)為各事件分支配置的事件，該節(jié)點可顯示事件結(jié)構(gòu)每個分支中不同的數(shù)據(jù)。如配置單個分支處理多個事件，只有所有事件類型支持的數(shù)據(jù)才可用。在程序框圖上放置事件結(jié)構(gòu)時，超時事件分支為默認(rèn)分支。超時事件：事件結(jié)構(gòu)超時時發(fā)生。連接值至事件結(jié)構(gòu)邊框左上角的“超時”接線端，指定事件結(jié)構(gòu)在生成超時事件之前等待某個事件發(fā)生的時間，以毫秒為單位。時間標(biāo)識是毫秒計數(shù)器，用于計算兩個事件的間隔或確定事件發(fā)生的順序。如表圖4.2.9所示名稱源事件的強(qiáng)，LabVIEWUI是指任意的內(nèi)置UI事件*0LabVIEW用戶界面類型發(fā)生事件的類型（例如！鼠標(biāo)扌安下、值改孌、超時等）。時間事件發(fā)生時呈秒計時器的值。表圖4.2.9超時事件設(shè)置值改變事件：用戶修改控件值時生成該事件。必須在“值改變”事件分支中讀取觸發(fā)布爾控件的接線端。即使用戶輸入的值與當(dāng)前控件值相同，LabVIEW也可生成該事件。用于滑塊控件時，LabVIEW可在用戶更改控件值時生成滑塊的所有中間值（包括用戶釋放鼠標(biāo)前寄存器中保存的值）。如表圖4.2.10所示。說明源事件的墾LabVIEWUI是指任意的內(nèi)置UI事件。0LabVIEW用戶畀面案型岌生事件的類型（例如，鼠標(biāo)按下、值改變、超時等）時間事件岌生時毫秒計時器的值?？丶脤Πl(fā)生事件的控件的引用。捺值數(shù)捐改變前1空件的值。劭值數(shù)據(jù)改變后控件的值。圖4.2.10值改變事件設(shè)置菜單選擇（應(yīng)用程序）事件：用戶在LabVIEW菜單選擇應(yīng)用程序項時生成（例如，幫助》顯示即時幫助）。菜單選擇（用戶）事件可用于在用戶選擇用戶定義菜單項時生成事件。如表圖4.2.11所示。說明源事件的溫。LabVIEWUI是指任意的內(nèi)置UI事件。0LabVIEW用戶界面類型岌生事件的類型（例如，鼠標(biāo)抿下、值改變、超時等）。時冋事件岌生時毫秒計時器的值。￥1引用對岌生事件的W的引用，葉單引用吋迭中【頁所在的LabVIEW菓單的引用。頂標(biāo)識符用戶迭中的莢單項的名稱⑻如，蠱班SHOT?HELF）o頂路用戶選中的LabVIEW^單頃的路徑（例如，APFH￡LF:SHOWAPEHELP）。各項之間用冒號分隔。圖4.2.11菜單選擇事件設(shè)置前面板關(guān)閉事件：用戶以交互方式關(guān)閉VI前面板時生成（例如，選擇文件菜單中關(guān)閉菜單項或者單擊窗口邊框的關(guān)閉圖標(biāo)）該事件。如用戶關(guān)閉前面板的VI未被作為子VI調(diào)用或不存在任何打開的引用，LabVIEW將中止該VI。如需完全執(zhí)行“前面板關(guān)閉”事件分支，請確保用戶關(guān)閉前面板前應(yīng)用程序打開VI的

引用。如表圖4.2.12所示.名稱事件的源。LabVIEWUI是指任意的內(nèi)置LII事件，0LabVIEW用戶界面類型發(fā)生事件的類型（例如，鼠標(biāo)旅下、值改麥、超時等）。時間事件發(fā)生時呈秒計時器的值”對發(fā)生事件的W的引用。圖4.2.12前面板關(guān)閉事件設(shè)置|100|-罩*[D]超時T?時閆|1阿_15[T一丄|1阿_15[T一丄1?幵躺寶膽T；值改兗環(huán)FBI圖圖4.2.13事件結(jié)構(gòu)（三）圖4.2.14,數(shù)據(jù)米集總體原理圖:B醫(yī)13幣一ual連尺田百X-■:kr-■Isrrl」占占T-"~PTKI弓日丄5￥i一電亙0r-0:冋V!蛀iiSTTa￥<=（三）圖4.2.14,數(shù)據(jù)米集總體原理圖:B醫(yī)13幣一ual連尺田百X-■:kr-■Isrrl」占占T-"~PTKI弓日丄5￥i一電亙0r-0:冋V!蛀iiSTTa￥<=圖4.2.141、圖4.2.15為設(shè)置實時壓力值的范圍為在正負(fù)3V之間實時壓力值（K實時壓力值（K四圖4.2.152、通過圖4.2.16選擇結(jié)構(gòu)判斷壓力的值是否過高或者過低。Yalu.^實時壓力值CK刃丨壓力值較高$:??T|;；m?-…-^>1i,risiblsf壓力值過肓$El*Visil.laI3討、4A?!?!Visible$Yalu.^實時壓力值CK刃丨壓力值較高$:??T|;；m?-…-^>1i,risiblsf壓力值過肓$El*Visil.laI3討、4A?!?!Visible$圖4.2.163、圖4.2.17通過開始控制并通用分支結(jié)構(gòu)時間數(shù)據(jù)采集的開始與停止?！蹩凇酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢?□口

□口□□□□□□□□□□□□□□□□□!□口圖4.2.174、圖4.2.18，此部分的功能是對輸入通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將簇中的參數(shù)分離開來使用。攝大值舊描速率irPBLk-.理通道|prwwwwinnruwwifw^A?rum.圖4.2.174、圖4.2.18，此部分的功能是對輸入通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將簇中的參數(shù)分離開來使用。攝大值舊描速率irPBLk-.理通道|prwwwwinnruwwifw^A?rum.—蒔時聊”DfiClmx圖4.2.185、圖4.2.19所示，用來創(chuàng)建單個或多個虛擬通道，并將其添加至任務(wù)。該多態(tài)VI的實例分別對應(yīng)于通道的I/O類型（例如，模擬輸入、數(shù)字輸出或計數(shù)器輸出）、測量或生成操作（例如，溫度測量、電壓測量或事件計數(shù)）或在某些情況下使用的傳感器（例如，用于溫度測量的熱電偶或RTD）。輸入接線喘配直堀小值彊大值任務(wù)輸入物湮通道片配名稱單位措誤輸入自走叟換算名稱任備輸出錯泯輸出圖4.2.19所示創(chuàng)建虛擬通道6、圖4.2.20所示所示是用來配置要獲取或生成的采樣數(shù)，并創(chuàng)建所需的緩沖區(qū)。該多態(tài)VI的實例分別對應(yīng)于任務(wù)使用的定時類型。每通道采樣采樣模式任務(wù)輸出錯課輸出任務(wù)輸出錯課輸出源」n有效邊沿一1諳課輸入一^圖4.2.20配置采樣數(shù)7、圖4.2.21所示是使任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)，開始測量或生成。該VI適用于某些應(yīng)用程序。任務(wù)Fil道駕入緒泯輸入~~r-Innr任若輸出請課輸出圖4.2.21測量與生成8、圖4.2.22，對波形進(jìn)行進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出數(shù)組。曲域辱形*31T圖曲域辱形*31T圖4.2.229、圖4.2.23，此部分是將提示文本的顯示變?yōu)椤罢诓杉瘮?shù)據(jù)圖4.2.23提示文本設(shè)置（四）報表生成總體原理圖:0囪川亠：Ll.nlf、丄1?如圖4.2.24所示，該部分在作用是在保存數(shù)據(jù)時，將LED燈一直熄滅。圖4.2.24LED燈的設(shè)置2.圖4.2.25所示，該部分作用是把“文本提示:”設(shè)置為“正在保存實驗數(shù)據(jù)”［正在……*Value［正在……*Value圖4.2.253?如圖4.2.26所示，該部分的功能是對文本和參數(shù)化輸入進(jìn)行組合，創(chuàng)建輸出字符串，圖4.2.26將時間日期合并成一行，并新建一個HTML格式的報表。設(shè)置一個頁眉，將“壓力測量實驗”設(shè)置為中央頁眉，頁眉大小為H4,最后將前面的字符串組合起來，即將其實文本，時間，物理通道，最大值，最小值，采樣速率。圖4.2.26圖4.2.26□+[□+EE圖4.2.27創(chuàng)建時間日期4、如圖4.2.28所示，該部分是將錯誤清除。

圖4.2.28清除錯誤如圖4.2.29所示，如果4中的路徑指向現(xiàn)有文件或目錄，則不作任何操作,如果沒有指向現(xiàn)有文件或目錄，則新建一個文件或目錄對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。（五）打開報表總體原理圖:;;;.::我杖十|.-;4.『一mydIJI”沖（六）退出系統(tǒng)總體原理圖:1.如圖4.2.30所示，該部分主要是將文本提示顯示為“結(jié)束”運(yùn)行我態(tài)提示：?■i"l叫：圖4.2.30文本提示2、如圖4.2.31所示，該部分是將LED燈的狀態(tài)設(shè)置為熄滅，LED燈不亮。:E|正?m“L>Elinking

圖4.2.31LED燈設(shè)置3、如圖4.2.32所示，該部分是用來跳出一個對話框，顯示一個包含一條消息和兩個按鈕的對話框。具體如圖3.3.32所示。4.2.32對話框TT按鈕名稱（“確W）F按鈕名稱（“職消"）消息是對話框中顯示的曲T按鈕售希是對話旌按詛的名稱亠劈認(rèn)值藥確是。m冃s鈕名齊是對話框按鈕的名稱亠默認(rèn)值芮取消。[^]T15&?如單擊T按切名稱對話框按鈕?可返回卬11E。如單擊F按曲名稱對話框，可返回FALSE，圖4.2.33對話框的使用第五章系統(tǒng)調(diào)試、運(yùn)行以及結(jié)果一、程序調(diào)試將壓力傳感器接入電路，打開ELVIS的+5V±15V電源開關(guān)。打開壓力傳感器模塊的鈕子開關(guān)，運(yùn)行計算機(jī)中的LabVIEW程序，進(jìn)入JLU-ELVIS型虛擬儀器綜合實驗系統(tǒng)的主界面，在這里有一些菜單項供選擇，如實驗開始、幫助、初始化、退出等。點擊實驗開始菜單，進(jìn)入壓力測量實驗，此時，會看到一些供選擇的如實驗原理、文件、開始實驗、狀態(tài)提示、停止實驗等按鈕和一些需要進(jìn)行設(shè)置的框如通道的選擇、壓力上下限控制等。當(dāng)我們按下選擇按鈕，就會進(jìn)入到相應(yīng)的界面，可以進(jìn)行相應(yīng)的操作;根據(jù)實際的要求來設(shè)置各選項。但必須注意，通道的選擇設(shè)置一定要和硬件所連接的通道一致。硬件連接和軟件設(shè)置都沒問題后，點擊“開始實驗”按鈕開始采集數(shù)據(jù)，這時會看到在時域顯示的界面上，波形會隨著壓力的改變而變化。觀察顯示的波形，并做好記錄，同時，還可以把采集到的數(shù)據(jù)保存成文件以便日后分析和處理；5?最后，點擊“停止實驗”按鈕，結(jié)束采集；6.點擊“退出”按鈕即可退出實驗。圖5.1，運(yùn)行時前面板:采集參數(shù)設(shè)定掃描速率日掃描點數(shù)最大值最小值ELVIS/1000開始實驗1000-5壓力值正常實時壓力值（Kg）0.6圖5.1二、運(yùn)行以及結(jié)果設(shè)置初始化參數(shù):1?物理通道:ELVIS/ai52?最大值:5.003?最小值:-5.004?掃描頻率:1000.005?掃描點數(shù)：1000.00初始時，圖5.2，不加壓力狀態(tài)下的時域波形顯示:圖5.2圖5.3,加壓力狀態(tài)下的時域波形顯示:圖5.3圖5.3由上圖面兩圖可以清楚的看出該系統(tǒng)可以快速準(zhǔn)確的實現(xiàn)壓力的測量和顯示，完成設(shè)計任務(wù)。第六章LabVIEW課程設(shè)計的心得體會此次課程設(shè)計圓滿結(jié)束了，對于我經(jīng)過努力所得的結(jié)果，我感到非常滿意。此次設(shè)計以分組的方式進(jìn)行，每組有一個題目。我們做的是基于虛擬儀器技術(shù)的壓力測量系統(tǒng)設(shè)計。由于平時大家都是學(xué)理論，沒有過實際開發(fā)設(shè)計的經(jīng)驗，雖然上課的時候講過很多關(guān)于LabVIEW的應(yīng)用，但課后也從沒真正地應(yīng)用過這個軟件，對它一點都不熟悉，拿到的時候都不知道怎么做。但通過電腦對LabVIEW進(jìn)行了幾天的摸索學(xué)習(xí)，我終于把課程設(shè)計做好了，并發(fā)現(xiàn)其實LabVIEW很簡單,很實用。通過這次課程設(shè)計我基本學(xué)會了虛擬儀器設(shè)計的步聚和基本方法，提高了動手能力，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實際的能力，分組工作的方式給了我與同學(xué)合作的機(jī)會，提高了與人合作的意識與能力，同時也培養(yǎng)和發(fā)展了同學(xué)之間的感情，對此我感到非常欣慰?？傊?，在這次課程設(shè)計中我受益匪淺。在這個課程設(shè)計中，我真正的感受到了虛擬儀器的優(yōu)越性，“軟件即儀器”，僅僅在Labview上寫入一些圖形程序，就可以實現(xiàn)相應(yīng)的儀器的功能，只需要借助一臺計算機(jī)，一個LabVIEW軟件，就可以實現(xiàn)很多儀器的功能，真的好方便，好偉大啊！這真的是儀器界的一場偉大的革命，可以斷定不久的將來虛擬儀器之風(fēng)將刮到世界上每個角落。在這之前我們做了數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計、PLC課程設(shè)計，與實實在在的數(shù)字電路和PLC相比，在LabVIEW上完成的儀器有更大的優(yōu)越性，它的內(nèi)容可以完全由自己定義，而且不必用到其他的任何硬件，可以非常方便地修改做成的儀器。就我個人認(rèn)為，虛擬儀器應(yīng)該有更廣泛應(yīng)用，要把它推廣到農(nóng)業(yè)，工業(yè)以及服務(wù)業(yè)的每一個部門。我由衷的感慨：LabVIEW功能太強(qiáng)了，作用太大了，虛擬儀器會在更廣泛地領(lǐng)域得到應(yīng)用。要想以后有更大發(fā)展，學(xué)好虛擬儀器技術(shù)是非常必要的。通過這次設(shè)計實踐。我總結(jié)了使用LabVIEW編程的兩個要點。第一，熟悉每個控件的用途、使用方法和在軟件中的位置。LabVIEW有這么多控件，有這么單元，如果我們不知道每個單元是用來干什么的，那就根本談不上應(yīng)用它們了，只有在知道這個空間是做什么用的，我們才會去使用它。知道需要用到某個單元，但是不知道怎么使用，怎么連線，這也是很讓人郁悶的事，所以我們得熟悉一些基本單元的用法。要想很快地做成一個虛擬儀器，就得熟悉每個單元所在的位置，以免在使用過程中找半天找不到它在哪個菜單中。第二，對于虛擬儀器設(shè)計來說，因果朔源的設(shè)計方法是一種比較好的設(shè)計方法，知道要做什么，知道需要哪些單元，我們就添加那些單元，按需求增添元件。雖然本次課程設(shè)計是多人一組的，但是我們基本上每人都獨立地拿出了一個方案，每個方案各有特色。彼此之間進(jìn)行了一些討論，交流，在討論交流過程中，我也看到了自己的有點和不足，也學(xué)習(xí)吸收他們比較好的地方。這不僅增長了我的知識，也增進(jìn)了同學(xué)之間的感情。課程設(shè)計的過程中，我遇到了不少的問題，但最終我終究還是戰(zhàn)勝困難，取得了成功，當(dāng)然其中很大一部分功勞都要歸功于指導(dǎo)老師和同學(xué)們，要不是沒有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和與同學(xué)們的相互交流學(xué)習(xí)，我的課程設(shè)計肯定不會如此輕松。在此，我非常感謝我的指導(dǎo)老師和同學(xué)們。我認(rèn)為這次課程設(shè)計是很成功的感謝學(xué)校給我了這樣好的實踐機(jī)會。這對提高我們的能力有很大的作用，這不僅能使我們更好地在社會中生存下去，也提升了學(xué)校的名譽(yù)，我想更多的這類科目應(yīng)該被安排給我們。參考文獻(xiàn)［1］《LABVIEW7.1編程與虛擬儀器設(shè)計》侯國屏，王坤，葉齊鑫.北京：清華大學(xué)出版社，2006［2］《精通LABVIEW8.0》王磊，陶梅.北京：電子工業(yè)出版社，2007［3