XX学
毕 业 设 计（ 文）
题 目：基LabVIEW温度分析仪
院 （系）： 动化学院
专 业： 动化
班 级：
学生姓名：
导师姓名： 职称： 工程师
起止时间：2012年3月8日 2012年6月20日
XX 学
毕业设计(文)务书
学生姓名
指导教师
职称
工程师
院(系)
动化
专业
动化
题目
基LabVIEW温度分析仪
务求
基LabVIEW虚拟台图形语言编程利软件代数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然测电压值装换成摄氏华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数
开始日期
2012年3月8日
完成日期
2012年6月20日
院（系）(签字)
2012
年
1
月
8
日
XX 学
毕 业 设 计 (文) 工 作 计 划
学生姓名____ _指导教师__ __职称__工程师_______
院（系）__动化学院____专业_ 动化__ _____ ___
题目___基LabVIEW温度分析仪
_______________________________________________________
工作进程
起 止 时 间
工 作 容
20110308—2012315 查阅相关资料解题目求
20120316—2012328 撰写开题报告
20120329—2012406 构建温度分析仪界面
20120407—2012430 构建环节模块
20120501—2012531 系统调试
20120601—2012620 撰写毕业文准备答辩
参考书目(资料)
参考书目(资料)
1LabVIEW高级程序设计
2LabVIEW编程应
仪器设备材料
1计算机
2LabVIEW软件
文(设计)程中教师指导安排
周周二午答疑指导
计划说明
XX学
毕业设计(文)开题报告
动化 院（系） 动化 专业 级 班
课题名称：基LabVIEW温度分析仪
学生姓名： 学号：
指导教师：
报告日期： 2012年3月18日
1． 课题涉问题应现状综述
课题涉问题：
1 解LabVIEW发展状况LabVIEW工作原理
2 温度分析仪工作原理数模转换原理
3 系统软件设计等
应现状综述：
虚拟仪器技术户通计算机台根测试务需定义设计测试功实质充分利计算机实现扩展传统仪器功软件仪器反映虚拟仪器技术质特征美国国家仪器公司生产NILABVIEW目前成功应广泛虚拟仪器开发系统种基G语言32位编译型图形化编程语言图形化界面方便进行虚拟仪器开发现代工业生产中需温度测量控制场合越越测量温度方法种样LabVIEW图形化开发环境具功强编程效率高界面友参数修改方便等优点时功完整性应灵活性逊高级语言
虚拟仪器基计算机技术发展起仪器测量技术计算机技术仪器技术密切结合产物仪器发展重方计算机仪器结合方式两种种计算机装入仪器较典型例子智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强逐渐形成含嵌入式仪器种方式仪器系统装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功常说虚拟仪器种方式美国国家仪器（NT）公司开发Labview软件目前实现虚拟仪器流行设计工具软件应工业界学术界研究室领域公认标准数采集仪器控制软件现已成测试测量控制行业标准软件台
1）虚拟仪器构成
传统仪器体积庞 价格极高 缺乏相应计算机接口 数采集数处理等方面十分便利虚拟仪器测量系统 繁复仪器堆中解放出 实现动测量动记录动数处理虚拟仪器系统测量仪器硬件搭载笔记电脑台式计算机等台 加相应应软件构成 通软件计算机硬件资源仪器硬件机融合体虚拟仪器集成计算机强计算处理力仪器硬件测量控制力 降低仪器硬件成 缩仪器硬件体积通应软件实现数显示存储分析处理谓方便极
2 ）虚拟仪器特点
虚拟仪器具功样测量准确界面友操作简易易扩展价格低廉等特点
2． 课题需重点研究关键问题解决思路实现预期目标行性分析
关键问题：
课题首先解决务进行方案证基LabVIEW虚拟台图形语言编程利软件代数采集卡进行温度数采集模拟温度测量数采集程中温度计控件够实时显示温度数
实现预期目标步骤：
1 学LabVIEW基知识
2 实践LabVIEW基功
3 建立基LabVIEW温度分析仪基方案
4 完成全部功实现
3． 完成课题工作方案
03月08日03月26日 调研课题现状查阅相关资料
03月29日04月02日 学LabVIEW相关知识
04月03日04月16日 做LabVIEW相关简单实验
04月19日04月27日 熟悉基知识基软件
04月30日05月18日 撰写文完成文初稿
05月21日05月25日 完善修改毕业文
05月28日06月01日 准备答辩
4．指导教师审阅意见
指导教师(签字)： 年 月 日
说明：
报告必须承担毕业文(设计)课题务学生毕业文(设计) 正式开始第1周周五前独立撰写完成交指导教师审阅
XX学毕业设计 (文)成绩评定表
学生姓名
性
男
学号
专 业班 级
动班
课题名称
基LabVIEW温度分析仪
课题
类型
教学
实践
难度
般
毕业设计（文）时间
2012 年 3 月8 日～ 6 月20日
指导教师
(职称：工程师)
课题务
完成情况
文 (千字) 设计计算说 明书 (千字) 图纸 (张)
(含附 件)：
指导教师意见
分项分：开题调研证 分 课题质量（文容） 分 创新 分
文撰写（规范） 分 学态度 分 外文翻译 分
指导教师审阅成绩： 指导教师(签字)： 2012 年 月 日
评
阅
教
师
意见
分项分：选题 分 开题调研证 分 课题质量（文容） 分 创新 分
文撰写（规范） 分 外文翻译 分
评阅成绩： 评阅教师(签字)： 2012 年 月 日
验收组意见
分项分：准备情况 分 毕业设计（文）质量 分 （操作）回答问题 分
验收成绩： 验收教师(组长)(签字)： 2012 年 月 日
答
辩
组
意
见
分项分：准备情况 分 陈述情况 分 回答问题 分 仪表 分
答辩成绩： 答辩组组长(签字)： 2012 年 月 日
成绩计算方法
(填写院系实例)
指导教师成绩 20 (％) 评阅成绩 30 (％) 验收成绩 30 (％) 答辩成绩 20 (％)
学生实成绩(百分制)
指导教师成绩 评阅成绩 验收成绩
答辩成绩 总评
答辩委员会意见
毕业文(设计)总评成绩(等级)：
院(系)答辩委员会(签字)： 院(系) (签章)
年 月 日
备
注
西安邮电学毕业文(设计)成绩评定表(续表)
目录
摘 II
Abstract III
1 引言 1
2 虚拟仪器概述 2
21 虚拟仪器特点优势 2
22 虚拟仪器开发软件 6
23 虚拟仪器分类 6
24 虚拟仪器传统仪器较 8
3 虚拟仪器软件体系 9
31 概述 9
32 LabVIEW简介 10
33 LabVIEW应程序构成 10
34 LabVIEW虚拟仪器编程设计步骤 11
4 基LabVIEW温度分析仪实现 11
41 程序框图功模块介绍 13
42 详细设计步骤 16
43 完整程序框图设计 20
44 运行结果 21
5 结 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
（）程序连线面板 25
（二）程序框图 26
摘
着电子测试技术断发展测试技术正动化智化数字化网络化方发展中数字滤波器作测试技术重工具广泛领域课题LabVIEW实现温度检测系统设计应首先文介绍LabVIEW相关知识利虚拟仪器开发台——LabVIEW开发软件系统包括五模块：数采集显示记录数回放数处理数分析
VI计算机技术传统仪器技术相结合产物仪器发展重方LabVIEW基图形虚拟仪器软件开发工具动测试程控制仪器设计数分析等领域基思想仪器设计测试系统中软件代硬件软件仪器通计算机台根户需求定义设计仪器测试功实质充分利计算机新技术实现扩展传统仪器功文重点介绍虚拟仪器界面 LabVIEW应设计基虚拟仪器数字控制系统阐述系统开发程中数采集软硬件设计
关键字：LabVIEW 温度测量 数采集
Abstract
Along with the electronic test technology＇s unceasing development the testtechnology forward automation the intellectualization digitized and the networkdirection develops Andthedigital filter take the test technology the important tool by the widespread use and each domain This topic is realizes the temperatureexamination system＇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 Labview development＇s software systemmainly includes five modules The data acquisition demonstrates the recordplaybacking the data processing and the data analysis
VI is the product which the computer technology and the traditional 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 generalpurpose 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
1 引言
虚拟仪器基计算机技术发展起仪器测量技术计算机技术仪器技术密切结合产物仪器发展重方
计算机仪器结合方式两种种计算机装入仪器较典型例子智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强逐渐形成含嵌入式仪器种方式仪器系统装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功常说虚拟仪器种方式美国国家仪器（NT）公司开发LabVIEW软件目前实现虚拟仪器流行设计工具软件应工业界学术界研究室领域公认标准数采集仪器控制软件现已成测试测量控制行业标准软件台
文介绍应软件基LabVIEW温度分析仪基LabVIEW 86 虚拟台图形语言编程利软件代DAQ数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然电压数值换成摄氏者华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数户设置温度限计算出采集温度值值均值优点表现开发成低开发环境简单操作简单应范围广等发展空间相
2 虚拟仪器概述
仪器密切结合目前仪器发展重方粗略说种结合两种方式种计算机装入仪器典型例子谓智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强目前已出现含嵌入式系统仪器种方式仪器装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功虚拟仪器（virtual instruments）指种方式充分利现计算机资源配独特设计软硬件实现普通仪器全部功普通仪器法实现功
21 虚拟仪器特点优势
虚拟仪器基计算机功化硬件模块计算机软件构成电子测试仪器软件虚拟仪器核心图11示中软件基础部分设备驱动软件标准仪器驱动软件系统开发仪器硬件变化关虚拟仪器优点点仪器开发换代时间缩短虚拟仪器中应程序选硬件（GPIBVXIRS232DAQ板）重复库函数等软件结合起实现仪器模块间通信定时触发源代码库函数户构造虚拟仪器（VI）系统提供基软件模块VI模块化开放性灵活性软件关键特点户测试求变化时方便户增减硬软件模块重新配置现系统满足新测试求样户项目转项目时简单构造出新VI系统丢失硬件软件资源
虚拟仪器技术优势户定义专仪器系统功灵活容易构建应面极广泛虚拟仪器技术十分符合国际流行硬件软件化发展趋势常称作软件仪器 功强实现示波器逻辑分析仪频谱仪信号发生器等种普通仪器全部功配专探头软件检测特定系统参数汽车发动机参数汽油标号炉窑温度血液脉搏波心电参数等种数操作灵活完全图形化界面风格简约符合传统设备惯户培训迅速掌握操作规程
图 11 虚拟仪器开发框图
211虚拟仪器测试系统组成
集部件（外置置数采集卡图形图采集卡摄机辅助测量计算机通讯常规仪器等）通计算机印机等构成系统软件部分通常专虚拟仪器基计算机仪器计算机仪器密切结合目前仪器发展重方种结合基两种方式种计算机装入仪器典型例子谓智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强目前已出现含嵌入式系统仪器种方式仪器装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功虚拟仪器指种方式[9]虚拟仪器组成传统仪器样数采集控制数分析处理结果显示三部分组成图 12示
图 12 虚拟仪器部功划分
传统仪器三部分均硬件完成虚拟仪器前部分硬件构成两部分软件实现传统仪器相虚拟仪器设计日趋模块化标准化设计工作量减通常虚拟仪器测试系统硬件组成部分传感器部件信号调理信号采虚拟仪器开发语言（LabVIEW）编写成通Internet实现网络扩展
212 虚拟仪器IO接口设备
IO接口设备完成测输入信号采集放模数转换根实际情况采IO接口硬件设备数采集卡板(DAQ)GPIB总线仪器VXI总线仪器串口仪器USB等里讲数采集卡
DAQ(Data Acquisition)数采集卡指基计算机标准总线(ISAPCIUSB等)置功插卡中USB新技术数采集卡具精度高携性等优点更加充分利计算机资源增加测试系统灵活性扩展性利DAQ卡方便快速构建虚拟仪器系统性着AD转换技术滤波技术信号调理技术发展DAQ卡采样速率已达1GBs精度高达24位通道数高达64具数字IO模拟IO计数器定时器等通道仪器厂家生产量DAQ卡功模块供户选择示波器串行数分析仪动态信号分析仪意波形发生器等计算机挂接DAQ功模块配合相应软件构成台具功测试仪器种基计算机仪器具高档仪器测量品质满足测量需求样性国数户说具高性价格种特适合国国情虚拟仪器方案
213 虚拟仪器软件结构
虚拟仪器技术核心软件软件基结构图13示户采种编程软件开发需应软件美国NI公司软件产品LabVIEWLabWindowsCVI代表虚拟仪器专开发台前流行集成化开发工具软件开发台提供强仪器软面板设计工具种数处理工具加虚拟仪器硬件厂商提供种硬件驱动程序模块简化虚拟仪器设计工作着软件技术迅速发展软件开发模块化复化种硬件仪器驱动软件模块化标准化虚拟仪器软件开发变更加快速方便
图 13 虚拟仪器软件结构
214 虚拟仪器发展历程
虚拟仪器起源追朔20世纪70年代时计算机测控系统国防航天等领域已相发展PC机出现仪器级计算机化成甚Microsoft公司Windows诞生前NI公司已Macintosh计算机推出LabVIEW20前版虚拟仪器LabVIEW长期系统效研究开发该公司成业界公认权威虚拟仪器概念提出目前技术日趋成熟体现计算机技术传统工业革命致说虚拟仪器发展分三阶段三阶段说步进行
第阶段利计算机增强传统仪器功GPIB总线标准确立计算机外界通信成需传统仪器通GPIBRS232计算机连接起户计算机控制仪器着计算机系统性价格断升计算机控制测控仪器成种趋势阶段虚拟仪器发展直线前进
第二阶段开放式仪器构成仪器硬件出现两技术进步：插入式计算机数处理卡 ( plugin PCDAQ )二VXI仪器总线标准确立新技术仪器构成开放消第阶段户定义供应商定义仪器功区
第三阶段虚拟仪器框架广泛认采软件领域面象技术户构建虚拟仪器需知道东西封装起许行业标准硬件软件领域产生虚拟仪器台已认逐渐成虚拟仪器行业标准工具发展阶段认识虚拟仪器软件框架数采集仪器控制系统实现动化关键
22 虚拟仪器开发软件
221 图形化虚拟仪器开发台——LabVIEW
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering)种图形化编程语言广泛工业界学术界研究实验室接受视标准数采集仪器控制软件LabVIEW集成满足GPIBVXIRS232RS485协议硬件数采集卡通讯全部功置便应TCPPIActiveX等软件标准库函数功强灵活软件利方便建立虚拟仪器图形化界面编程程更加形象化
传统文式编程种序设计思路设计者必须写出执行语句LabVIEW基数流工作方式时基图形化编程设计者必掌握量编程语言程序设计技巧便设计出虚拟仪器系统[11]
目前PC机基础测试工控软件中LabVIEW市场普率仅次C++C语言LabVIEW具系列伦优点：首先LabVIEW作图形化语言编程采流程图式编程运设备图标科学家工程师惯部分图标基致编程程思维程非常相似时LabVIEW提供丰富VI库仪器面板素材库600种设备驱动程序(扩充)GPIB设备控制VXI总线控制串行口设备控制数分析显示存储LabVIEW提供专门程序开发工具箱户够设置断点调试程中数探针动态执行程序观察数传输程更加便程序调试LabVIEW受越越工程师科学家普遍青睐
23 虚拟仪器分类
虚拟仪器发展着微机发展采总线方式分五种类型：
（1） PC总线——插卡型虚拟仪器
种方式助插入计算机数采集卡专软件LabVIEW相结合（注：美国NI公司LabVIEW图形化编程工具通种控件已组建种仪器Labviewcvi基文编程程序员提供高效编程工具通三种编程语言Visual C++Visual BasicLabviewscvi构成测试系统充分利计算机总线机箱电源软件便利受PC机机箱总线限制电源功率足机箱部噪声电较高插槽数目插槽尺寸较机箱屏蔽等缺点外ISA总线虚拟仪器已淘汰PCI总线虚拟仪器价格较昂贵
（2） 行口式虚拟仪器
新发展系列连接计算机行口测试装置仪器硬件集成采集盒仪器软件装计算机通常完成种测量测试仪器功组成数字存储示波器频谱分析仪逻缉分析仪意波形发生器频率计数字万表功率计程控稳压电源数记录仪数采集器美国LINK公司DSO2XXX系列虚拟仪器处笔记计算机相连方便野外作业台式PC机相连实现台式便携式两非常方便价格低廉途广泛特适合研发部门种教学实验室应
（3） GBIB总线方式虚拟仪器
GPIB技术IEEE488标准虚拟仪器早期发展阶段出现电子测量独立单台手工操作规模动测试系统发展典型GPIB系统台PC机块GPIB接口卡干台GPIB形式仪器通GPIB电缆连接成标准情况块GPIB接口带达14台仪器电缆长度达40米GPIB技术计算机实现仪器操作控制代传统工操作方式方便台仪器组合起形成动测量系统GPIB测量系统结构命令简单应台式仪器适合精确度求高求计算机高速传输状况时应
（4） VXI总线方式虚拟仪器
VXI总线种高速计算机总线VME总线VI领域扩展具稳定电源强力冷力严格RFIEMI屏蔽标准开放结构紧凑数吞吐力强定时步精确模块重复利众仪器厂家支持优点快广泛应十年发展VXI系统组建越越方便尤组建中规模动测量系统速度精度求高场合仪器法拟优势然组建VXI总线求机箱零槽理器嵌入式控制器造价较高
（5） PXI总线方式虚拟仪器
PXI总线方式PCI总线核技术增加成熟技术规范求形成增加板步触发总线技术规范求形成增加板发总线相邻模块高速通讯局总线PXI高度扩展性PXI具8扩展槽台式PCI系统3~4扩展槽通PCI—PCI桥接器扩展256扩展槽台式PC性价格PCI总线面仪器领域扩展优势结合起形成未虚拟仪器台
24 虚拟仪器传统仪器较
独立传统仪器例示波器波形发生器性强价格昂贵厂家限定功完成件件具体工作户通常够加扩展定义功仪器旋钮开关置电路户功台仪器说固定外开发仪器必须专门技术高成元部件身价颇高容易更新妨虚拟仪器传统仪器加较特点较结果表2－1示
传统仪器
虚拟仪器
关键硬件
关键软件
开发维护费高
开发维护费低
技术更新周期长
技术更新周期短
价格高
价格低重性配置性强
厂商定义仪器功
户定义功
系统封闭固定
系统开放灵活计算机进步步
易设备连接
设备极易相连
表2－1 传统仪器虚拟仪器较
表2－1中见传统仪器虚拟仪器重区：虚拟仪器功户时定义传统仪器功厂商事先定义意义讲功固定插卡式计算机仪器称作虚拟仪器没面科技工程员图形化开发台难涉虚拟仪器
普通PC避免弱点构建虚拟仪器计算机测试系统性太高目前作计算机化仪器重发展方制定VXI标准种插卡式仪器种仪器插卡保证仪器性采较硬件卡式仪器身没面板面板然虚拟方式计算机屏幕出现卡插入标准VXI机箱计算机相连组成测试系统VXI仪器价格昂贵目前推出种较便宜PXI标准仪器
3 虚拟仪器软件体系
31 概述
虚拟仪器技术核心思想利计算机硬软件资源需硬件实现技术软件化（虚拟化）便限度降低系统成增强系统功灵活性基软件VI系统中重作NI提出软件仪器（The software is the instrument）口号VPP系统联盟提出系统框架驱动程序VISA软面板部件知识库等系列VPP软件标准推动软件标准化进程
虚拟仪器软件框架低层顶层包括三部分：VISA库仪器驱动程序应软件
VISA（Virtual Instrumentation software Architecture）虚拟仪器软件体系结构实质标准IO函数库相关规范总称般称IO函数库VISA库驻留计算机系统中执行仪器总线特殊功计算机仪器间软件层连接实现仪器程控仪器驱动程序开发者说调操作函数集仪器驱动程序完成某特定仪器控制通信软件程序集应程序实现仪器控制桥梁仪器模块仪器驱动程序仪器厂商源码形式提供户
应软件建立仪器驱动程序直接面操作户通提供直观友测控操作界面丰富数分析处理功完成动测试务
虚拟仪器应软件编写致分两种方式：
（1） 通编程软件进行编写Microsoft公司Visual BasicVisual C++Borland公司DelphiSybase公司PowerBuilder
（2） 专业图形化编程软件进行开发HP公司VEE NI公司LabVIEW Lab windowsCVI等
应软件包括通数字处理软件通数字处理软件包括数字信号处理种功函数频域分析功率谱估计FFTFHT逆FFT逆FHT细化分析等时域分析相关分析卷积运算反卷运算均方根估计差分积分运算排序等数字滤波等等功函数户进步扩展虚拟仪器功提供基础
章简单现面仪器测控程图化开发台LabVIEW
32 LabVIEW简介
LabVIEW (laboratory virtual instrument engineering wokbench——实验室虚拟仪器工程台)概念直观前面板流程图式编程方法结合构建虚拟仪器理想工具LabVIEW仪器系统数采集分析显示部分起协调工作 简化更易基图形化编程语言G开发环境
前面板传统仪器概念软件前面板实动化拓展保持传统直观视觉感觉效果时软件前面板创建真正接口户什类型硬件硬件前面板软件前面板包含应场合重参数户够容易单前面板控制台整系统作台虚拟仪器
流程图式程序设计科技工程员较熟悉数流方块图概念致流程图传统程序设计语言语法细节关构建测试程序少费时间流程图方法实现部复制采前面板流程图图标等户整系统实现图形化描述时户够重虚拟仪器时改变虚拟仪器满足需
LabVIEW集成仪器硬件库GPIBVXIPXI基计算机仪器RS232485协议插入式数采集模拟数字计数器ＩＯ信号调理分布式数采集图获取机器视觉运动控制PLC数日志等
传统编程方式相LabVIEW设计虚拟仪器提高效率4～10倍时利模块化递方式户短时间构建设计更改虚拟仪器系统
33 LabVIEW应程序构成
LabVIEW应程序虚拟仪器(VI)包括前面板(Front Panel)流程图(Block Diagram)图标连结器(IconConnector)三部分
（1） 前面板：前面板图形户界面VI虚拟仪器面板界面户输入显示输出两类象具体表现开关旋钮图形控制显示象非画出两控件程序运行前面板应流程图
（2） 流程图：流程图提供VI图形化源程序流程图中VI编程控制操定义前面板输入输出功流程图中包括前面板控件连线端子前面板没编程必须东西例函数结构连线等
果VI传统仪器相较前面板控件应传统仪器钮显示屏等控件流程图连线端子相传统仪器箱硬件电路许情况VI仿真传统仪器仅屏幕出现惟妙惟肖标准仪器面板功传统标准仪器相差
34 LabVIEW虚拟仪器编程设计步骤
（1） 总体设计：根户需求进行VI总体结构设计确定面板布局程序流程保证虚拟仪器硬件LabVIEW函数库中相应驱动程序
（2） 前面板设计：LabVIEW前面板编辑窗口利工具模板控件模板进行VI前面板设计
（3） 方框图编程：LabVIEW方框图编辑窗口利工具模板函数模板进行方框图编程
（4） 程序调试：单击前面板编辑窗口方框图编辑窗口工具条中运行钮执行VI程序时利LabVIEW工具模板中断点工具探针工具调试缩编程序
4 基LabVIEW温度分析仪实现
基labview温度分析仪（ 简称课题 ）基LabVIEW 86 虚拟台图形语言编程利软件代DAQ数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然电压数值换成摄氏者华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数户设置温度限计算出采集温度值值均值
图41 温度分析仪前面板
课题设计容包括3部分：数字温度计部分温度数采集部分温度数分析部分课题 LabVIEW 86 函数选板中相关函数包括while循环条件结构数组函数族函数等等外涉空间属性节点温度计子VI设计等方面基知识面进行详细介绍
图 42 温度分析仪程序框图
41 程序框图功模块介绍
图42示温度分析仪实例程序框图设计分3功块：数字温度子VI模块数组值值函数均值函数族捆绑函数接功块实现具体处理功务进行详细介
411数字温度计子VI模块
数字温度计子VI模块功创建VI程序模拟温度测量子VI命名Thermometervi函数端子图图43示设计中假设传感器输出电压温度成正演示读取电压子程序仿真电压测量代DAQ数采集卡演示读取电压子程序次预存组数值中读取数模拟数采集卡0通道读取电压读数1000转换成华氏温度读数者华氏温度转换成摄氏温度
设计中假设传感器输出电压温度成正演示读取电压子程序仿真电压测量代DAQ数采集卡演示读取电压子程序次预存组数值中读取数模拟数采集卡0通道读取电压读数1000转换成华氏温度读数者华氏温度转换成摄氏温度设计中假设传感器输出电压温度成正演示读取电压子程序仿真电压测量代DAQ数采集卡演示读取电压子程序次预存组数值中读取数模拟数采集卡0通道读取电压读数1000转换成华氏温度读数者华氏温度转换成摄氏温度
图 43 数字温度计子VI函数端子图
412 数组值值函数
数组值值 函数功次采集程结束计算采集温度数中温度值值数组值值函数位数组子选板中调路径函数→编程→数组→数组值值数组值值函数数组中获取值值索引值
参数名称
说明
数组
n维意类型数组
值
返回数组值
索引
返回第值索引值果输入数组维索引数组
值
返回数组值
索引
返回第值索引
表41数组值值函数节点参数说明表
413 均值函数
均值函数功计算采集温度数中温度均值该数计算均值公式
（41）
式中uX序列均值nX序列中元素数该函数位数学子选板中（图44示）调路径函数→数学→概率统计→均值
图 44数学子选版均值函数
414 簇捆绑函数（控件）
簇LabVIEW 86户提供种特殊结构类型数类型数构成集合簇前面板创建程序图创建簇捆绑函数基类型数进行捆绑生成簇数类型
（1） 解捆绑函数接线端子功解开簇获取簇中元素值默认情况会根输入簇动调整输出端子数目数类型根簇部元素索引序排列
（2） 捆绑函数接线端子功参考簇中元素赋值输入数序类型簇定义相匹配时需参考簇簇部元素较户没握时建议加参考簇参考簇输入簇完全相
（3） 索引捆绑簇数组函数接线端子功输入维数组中索引值重新构成新簇数组
42 详细设计步骤
温度分析仪实例设计分步骤：
（1） 程序框图设计包括温度数采集温度数分析温度超限报警温度采集程图形显示
（2） 图形显示界面设计程序框图设计基础前面板添加相应数值输入控件数值显示控件布尔控件波形图控件等
（3） 前面板界面布局显示部件属性设置包括前面板进行整体布局规划设计部分控件进行相关外观属性设置
接温度分析仪设计步骤进行详细说明：
421 数字温度计子VI设计
（1） 创建新VI命名Thermometervi 操路径文件→新建VI然果LabVIEW 82 启动界面直接单击新建栏中VI
（2） 子VI前面板设计
① 切换前面板设计窗口执行控件→新式→数值数值子选板中选择温度计控件放置设计区
② 执行控件→新式→布尔开布尔子选板选择垂直滑动杆放置设计区适位置标签容改CF转换利标签工具开关真位置旁边输入标签C假位置旁边输入标签F
（3） 子VI 程序框图设计
① 切换程序框图设计窗口执行函数→选择VI…弹出选择需开VI窗口LabVIEW 82 安装文件夹vilab﹨tutorialllb中选择演示读取电压子程序Demo Voltage Readvi例中演示读取电压子程序模拟DAQ卡0通道读取电压值读取电压值100获华氏温度
② 函数选板结构子选板中选择条件结构放置程序框图设计区适拖放条件真时输出摄氏温度时需条件结构中放置公式节点输入公式C(F32)18华氏温度转化摄氏温度条件假时直接输出华氏温度
③ 节点图标利连线工具连接起完成子VI程序框图设计（图45示）
图 45 VI程序图设计
（4） 创建子VI 图标
① 户根需行设计程序图标图标现行程序做子VI程序中调
② LabVIEW 82 程序创建默认图标显示前面板程序框图右角右键单击该图标弹出快捷菜单（图46示）中选择编辑图标开图标编辑器话框
图46 开图标编辑器话框
③ 图标进行编辑编辑完成单击确定钮予确认关闭该话框前面板程序框图右角图标改变编辑图标
（5） 创建连接器端口
① VI 设置连接器端口作子VI果进行设置调独立VI程序改变输入参数显示传输运行结果移动光标前面板右角图标单击鼠标右键弹出快捷菜单中执行显示连线板菜单命令前面板右角图标会切换成连接器图标图2312示连接器长方形区域代表输入输出端口
② 移动光标连线板图标单击鼠标右键弹出快捷菜单中执行模式菜单命令例子两端口CF转换开关温度计显示控件选择两端口模式
③ 开工具选板单击选板 正连线选项鼠标转化连线状态左键单击选中控件控件周围会出现虚线框表示控件已选中鼠标移连接器图标左键单击中端口时端子颜色改变表示连接器端口控件已建立连接图2314出子VI连接器端口控件象关联关系数字温度计子VI创建设计全部完成户程序中调该子VI程序框图窗口里该子VI节点前面创建图标表示该子VI节点输入端选择华氏温度摄氏温度输出端输出温度值
422 前面板设计
（1） 创建新VI命名Temperature Analysisvi操作路径文件→新建VI然果LabVIEW 86启动界面直接单击新建栏中VI
（2） 切换前面板设计窗口开文件→控件→布尔子选板选择翘板开关放置前面板中开始停止数采集
（3） 开控件→新式→数组矩阵簇子选板放置2控件簇前面板中修改簇属性中簇标签名改温度分析改温度控制
（4） 适调整簇容器序次温度分析簇容器中放置3数值显示控件序次修改标签名值值均值温度控制簇容器中放置转盘控件垂直滑动杆开关控件数值输入控件修改控件属性完成簇创建图47示
图 47 簇创建
（5） 前面板放置1温度计控件实时显示数字温度计温度值放置圆形指示灯控件标签名报警设置字符串显示控件标签名前温度状态前温度状态显示正常时报警指示灯关闭前温度状态显示超限时报警指示灯闪亮报警
（6） 前面板执行控件→新式→图形波形图表放置2波形图表控件分命名温度历史趋势温度曲线设计程中更显示波形相应波形图表控件进行相关属性设置里详细介绍
423 温度数采集
数字温度计子VI次生产模拟温度数通采While循环实现温度数连续采集利定时器控制数采集时间间隔外章设计温度预警程序温度超预设温度限时LED指示灯会闪亮变红
（1） 切换程序框图设计窗口放置While循环调整循环框先前前面板创建节点（温度分析簇节点温度曲线波形图表节点外）移入循环框
（2） 开函数→选择VI…函数选板弹出选择需开VI话框设置数字温度计子VI路径文件名单击选择需开VI话框确定钮关闭该话框时程序框图设计区放置子VIThermometervi节点图标
（3） 开函数→编程→簇变体函数选板选择解捆绑函数节点温度控制簇函数节点解捆绑函数节点相连解捆绑 函数节点输出端口变成3温度控制簇函数节点中元素相应
（4） 移动光标解捆绑函数节点输出端附端口输出解释输出连线端
（5） 开函数→编程→簇变体 函数选板选择捆绑函数节点解捆绑函数节点高限温度输出端口Thermometervi输出端口进行捆绑通温度历史趋势波形图表温度数采集结果显示出
（6） 开函数→编程→定时 函数选板选择等整数倍毫秒函数节点放置While循环通连线该程序通延迟时间（Sec）转盘控件控制温度数采集时间间隔
（7） 开函数→编程→结构函数选板选择条件结构函数节点放置While循环节点通选择条件设计温度预警程序温度超预设温度限时LED指示灯闪亮变红
424 温度分析
温度采集程结束While循环函数动索引功循环框温度数累计成数组输出循环框外数组值值函数均值函数波形图表计算温度值值均值显示出温度变化曲线
（1） 开函数→编程→数组 子选板选择数组值值函数节点放置While循环函数外开函数→数学→概率统计子选板选择均值函数节点放置While循环函数外分Thermometervi输出端口相连While循环函数动索引功默认关闭时会连线断开循环体节点点击鼠标右键弹出快捷菜单中执行启索引菜单命令时连线正确
（2） 数组值值函数节点均值函数节点利捆绑节点进行捆绑温度分析簇节点连接起
（3） Thermometervi输出端解捆绑函数节点高限温度输出端While循环函数外通索引捆绑簇数组进行捆绑温度曲线波形图表连接起
43 完整程序框图设计
通述步骤设计设计功基框架已初步构建起接着相应输入输出控件函数连接起实现设计求功完整程序框图图48示
图 48 温度分析仪完整程序框图
44 运行结果
单击运行钮图49示温度分析仪界面观察温度历史趋势变化程温度显示控件中温度实时显示通调节延迟时间（Sec）控制温度采集时间间隔通华氏摄氏转换显示华氏温度摄氏温度通设置高限温度温度进行监控温度值超设置温度限时报警指示灯闪亮前温度状态正常改变超限
通ON OFF翘板开关关闭温度采集时温度采集程完成时温度分析簇控件会显示次采集程中温度值均值温度曲线波形图表显示温度变化程
图 49 温度分析仪设计前面板
5 结
基LabVIEW温度分析仪基LabVIEW 86 虚拟台图形语言编程利软件代DAQ数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然电压数值换成摄氏者华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数户设置温度限计算出采集温度值值均值优点表现开发成低开发环境简单操作简单应范围广等发展空间相次设计足处没软件做成执行exe文件新想法编程软件结合完善成简单执行exe文件
致谢
感谢导师XX老师提供丰富材料指导完成毕业设计
感谢位答辩组老师百忙中抽出时间指导毕业答辩
感谢位代课老师辅导员四年中学生活予莫鼓励帮助
感谢动X班学特XX全体室友起走日子感觉充实快乐
感谢实验室起挥汗雨哥身方会记起肩作战
感谢XX学四年里历切走里会记生命中缺记忆
次谢谢家
参考文献
[1] 零点工作室刘刚labview820中文版编程应北京：电子工业出版社200801
[2] 张桐陈国王正林精通labview程序设计北京：电子工业出版社200812
[3] 杨乐李海涛赵勇杨磊labview高级程序设计北京：清华学出版社20034
[4] 百度文库虚拟仪器文
[5] 岂兴明田京京夏宁labview入门实践开发100例北京：电子工业出版社20113
[6] 王磊陶梅精通labview8X北京：电子工业出版社20085
附录
（）程序连线面板
（二）程序框图
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
XX学
毕 业 设 计（ 文）
题 目：基LabVIEW温度分析仪
院 （系）： 动化学院
专 业： 动化
班 级：
学生姓名：
导师姓名： 职称： 工程师
起止时间：2012年3月8日 2012年6月20日
XX 学
毕业设计(文)务书
学生姓名
指导教师
职称
工程师
院(系)
动化
专业
动化
题目
基LabVIEW温度分析仪
务求
基LabVIEW虚拟台图形语言编程利软件代数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然测电压值装换成摄氏华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数
开始日期
2012年3月8日
完成日期
2012年6月20日
院（系）(签字)
2012
年
1
月
8
日
XX 学
毕 业 设 计 (文) 工 作 计 划
学生姓名____ _指导教师__ __职称__工程师_______
院（系）__动化学院____专业_ 动化__ _____ ___
题目___基LabVIEW温度分析仪
_______________________________________________________
工作进程
起 止 时 间
工 作 容
20110308—2012315 查阅相关资料解题目求
20120316—2012328 撰写开题报告
20120329—2012406 构建温度分析仪界面
20120407—2012430 构建环节模块
20120501—2012531 系统调试
20120601—2012620 撰写毕业文准备答辩
参考书目(资料)
参考书目(资料)
1LabVIEW高级程序设计
2LabVIEW编程应
仪器设备材料
1计算机
2LabVIEW软件
文(设计)程中教师指导安排
周周二午答疑指导
计划说明
XX学
毕业设计(文)开题报告
动化 院（系） 动化 专业 级 班
课题名称：基LabVIEW温度分析仪
学生姓名： 学号：
指导教师：
报告日期： 2012年3月18日
1． 课题涉问题应现状综述
课题涉问题：
1 解LabVIEW发展状况LabVIEW工作原理
2 温度分析仪工作原理数模转换原理
3 系统软件设计等
应现状综述：
虚拟仪器技术户通计算机台根测试务需定义设计测试功实质充分利计算机实现扩展传统仪器功软件仪器反映虚拟仪器技术质特征美国国家仪器公司生产NILABVIEW目前成功应广泛虚拟仪器开发系统种基G语言32位编译型图形化编程语言图形化界面方便进行虚拟仪器开发现代工业生产中需温度测量控制场合越越测量温度方法种样LabVIEW图形化开发环境具功强编程效率高界面友参数修改方便等优点时功完整性应灵活性逊高级语言
虚拟仪器基计算机技术发展起仪器测量技术计算机技术仪器技术密切结合产物仪器发展重方计算机仪器结合方式两种种计算机装入仪器较典型例子智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强逐渐形成含嵌入式仪器种方式仪器系统装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功常说虚拟仪器种方式美国国家仪器（NT）公司开发Labview软件目前实现虚拟仪器流行设计工具软件应工业界学术界研究室领域公认标准数采集仪器控制软件现已成测试测量控制行业标准软件台
1）虚拟仪器构成
传统仪器体积庞 价格极高 缺乏相应计算机接口 数采集数处理等方面十分便利虚拟仪器测量系统 繁复仪器堆中解放出 实现动测量动记录动数处理虚拟仪器系统测量仪器硬件搭载笔记电脑台式计算机等台 加相应应软件构成 通软件计算机硬件资源仪器硬件机融合体虚拟仪器集成计算机强计算处理力仪器硬件测量控制力 降低仪器硬件成 缩仪器硬件体积通应软件实现数显示存储分析处理谓方便极
2 ）虚拟仪器特点
虚拟仪器具功样测量准确界面友操作简易易扩展价格低廉等特点
2． 课题需重点研究关键问题解决思路实现预期目标行性分析
关键问题：
课题首先解决务进行方案证基LabVIEW虚拟台图形语言编程利软件代数采集卡进行温度数采集模拟温度测量数采集程中温度计控件够实时显示温度数
实现预期目标步骤：
1 学LabVIEW基知识
2 实践LabVIEW基功
3 建立基LabVIEW温度分析仪基方案
4 完成全部功实现
3． 完成课题工作方案
03月08日03月26日 调研课题现状查阅相关资料
03月29日04月02日 学LabVIEW相关知识
04月03日04月16日 做LabVIEW相关简单实验
04月19日04月27日 熟悉基知识基软件
04月30日05月18日 撰写文完成文初稿
05月21日05月25日 完善修改毕业文
05月28日06月01日 准备答辩
4．指导教师审阅意见
指导教师(签字)： 年 月 日
说明：
报告必须承担毕业文(设计)课题务学生毕业文(设计) 正式开始第1周周五前独立撰写完成交指导教师审阅
XX学毕业设计 (文)成绩评定表
学生姓名
性
男
学号
专 业班 级
动班
课题名称
基LabVIEW温度分析仪
课题
类型
教学
实践
难度
般
毕业设计（文）时间
2012 年 3 月8 日～ 6 月20日
指导教师
(职称：工程师)
课题务
完成情况
文 (千字) 设计计算说 明书 (千字) 图纸 (张)
(含附 件)：
指导教师意见
分项分：开题调研证 分 课题质量（文容） 分 创新 分
文撰写（规范） 分 学态度 分 外文翻译 分
指导教师审阅成绩： 指导教师(签字)： 2012 年 月 日
评
阅
教
师
意见
分项分：选题 分 开题调研证 分 课题质量（文容） 分 创新 分
文撰写（规范） 分 外文翻译 分
评阅成绩： 评阅教师(签字)： 2012 年 月 日
验收组意见
分项分：准备情况 分 毕业设计（文）质量 分 （操作）回答问题 分
验收成绩： 验收教师(组长)(签字)： 2012 年 月 日
答
辩
组
意
见
分项分：准备情况 分 陈述情况 分 回答问题 分 仪表 分
答辩成绩： 答辩组组长(签字)： 2012 年 月 日
成绩计算方法
(填写院系实例)
指导教师成绩 20 (％) 评阅成绩 30 (％) 验收成绩 30 (％) 答辩成绩 20 (％)
学生实成绩(百分制)
指导教师成绩 评阅成绩 验收成绩
答辩成绩 总评
答辩委员会意见
毕业文(设计)总评成绩(等级)：
院(系)答辩委员会(签字)： 院(系) (签章)
年 月 日
备
注
西安邮电学毕业文(设计)成绩评定表(续表)
目录
摘 II
Abstract III
1 引言 1
2 虚拟仪器概述 2
21 虚拟仪器特点优势 2
22 虚拟仪器开发软件 6
23 虚拟仪器分类 6
24 虚拟仪器传统仪器较 8
3 虚拟仪器软件体系 9
31 概述 9
32 LabVIEW简介 10
33 LabVIEW应程序构成 10
34 LabVIEW虚拟仪器编程设计步骤 11
4 基LabVIEW温度分析仪实现 11
41 程序框图功模块介绍 13
42 详细设计步骤 16
43 完整程序框图设计 20
44 运行结果 21
5 结 22
致谢 23
参考文献 24
附录 25
（）程序连线面板 25
（二）程序框图 26
摘
着电子测试技术断发展测试技术正动化智化数字化网络化方发展中数字滤波器作测试技术重工具广泛领域课题LabVIEW实现温度检测系统设计应首先文介绍LabVIEW相关知识利虚拟仪器开发台——LabVIEW开发软件系统包括五模块：数采集显示记录数回放数处理数分析
VI计算机技术传统仪器技术相结合产物仪器发展重方LabVIEW基图形虚拟仪器软件开发工具动测试程控制仪器设计数分析等领域基思想仪器设计测试系统中软件代硬件软件仪器通计算机台根户需求定义设计仪器测试功实质充分利计算机新技术实现扩展传统仪器功文重点介绍虚拟仪器界面 LabVIEW应设计基虚拟仪器数字控制系统阐述系统开发程中数采集软硬件设计
关键字：LabVIEW 温度测量 数采集
Abstract
Along with the electronic test technology＇s unceasing development the testtechnology forward automation the intellectualization digitized and the networkdirection develops Andthedigital filter take the test technology the important tool by the widespread use and each domain This topic is realizes the temperatureexamination system＇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 Labview development＇s software systemmainly includes five modules The data acquisition demonstrates the recordplaybacking the data processing and the data analysis
VI is the product which the computer technology and the traditional 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 generalpurpose 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
1 引言
虚拟仪器基计算机技术发展起仪器测量技术计算机技术仪器技术密切结合产物仪器发展重方
计算机仪器结合方式两种种计算机装入仪器较典型例子智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强逐渐形成含嵌入式仪器种方式仪器系统装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功常说虚拟仪器种方式美国国家仪器（NT）公司开发LabVIEW软件目前实现虚拟仪器流行设计工具软件应工业界学术界研究室领域公认标准数采集仪器控制软件现已成测试测量控制行业标准软件台
文介绍应软件基LabVIEW温度分析仪基LabVIEW 86 虚拟台图形语言编程利软件代DAQ数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然电压数值换成摄氏者华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数户设置温度限计算出采集温度值值均值优点表现开发成低开发环境简单操作简单应范围广等发展空间相
2 虚拟仪器概述
仪器密切结合目前仪器发展重方粗略说种结合两种方式种计算机装入仪器典型例子谓智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强目前已出现含嵌入式系统仪器种方式仪器装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功虚拟仪器（virtual instruments）指种方式充分利现计算机资源配独特设计软硬件实现普通仪器全部功普通仪器法实现功
21 虚拟仪器特点优势
虚拟仪器基计算机功化硬件模块计算机软件构成电子测试仪器软件虚拟仪器核心图11示中软件基础部分设备驱动软件标准仪器驱动软件系统开发仪器硬件变化关虚拟仪器优点点仪器开发换代时间缩短虚拟仪器中应程序选硬件（GPIBVXIRS232DAQ板）重复库函数等软件结合起实现仪器模块间通信定时触发源代码库函数户构造虚拟仪器（VI）系统提供基软件模块VI模块化开放性灵活性软件关键特点户测试求变化时方便户增减硬软件模块重新配置现系统满足新测试求样户项目转项目时简单构造出新VI系统丢失硬件软件资源
虚拟仪器技术优势户定义专仪器系统功灵活容易构建应面极广泛虚拟仪器技术十分符合国际流行硬件软件化发展趋势常称作软件仪器 功强实现示波器逻辑分析仪频谱仪信号发生器等种普通仪器全部功配专探头软件检测特定系统参数汽车发动机参数汽油标号炉窑温度血液脉搏波心电参数等种数操作灵活完全图形化界面风格简约符合传统设备惯户培训迅速掌握操作规程
图 11 虚拟仪器开发框图
211虚拟仪器测试系统组成
集部件（外置置数采集卡图形图采集卡摄机辅助测量计算机通讯常规仪器等）通计算机印机等构成系统软件部分通常专虚拟仪器基计算机仪器计算机仪器密切结合目前仪器发展重方种结合基两种方式种计算机装入仪器典型例子谓智化仪器着计算机功日益强体积日趋缩类仪器功越越强目前已出现含嵌入式系统仪器种方式仪器装入计算机通计算机硬件操作系统托实现种仪器功虚拟仪器指种方式[9]虚拟仪器组成传统仪器样数采集控制数分析处理结果显示三部分组成图 12示
图 12 虚拟仪器部功划分
传统仪器三部分均硬件完成虚拟仪器前部分硬件构成两部分软件实现传统仪器相虚拟仪器设计日趋模块化标准化设计工作量减通常虚拟仪器测试系统硬件组成部分传感器部件信号调理信号采虚拟仪器开发语言（LabVIEW）编写成通Internet实现网络扩展
212 虚拟仪器IO接口设备
IO接口设备完成测输入信号采集放模数转换根实际情况采IO接口硬件设备数采集卡板(DAQ)GPIB总线仪器VXI总线仪器串口仪器USB等里讲数采集卡
DAQ(Data Acquisition)数采集卡指基计算机标准总线(ISAPCIUSB等)置功插卡中USB新技术数采集卡具精度高携性等优点更加充分利计算机资源增加测试系统灵活性扩展性利DAQ卡方便快速构建虚拟仪器系统性着AD转换技术滤波技术信号调理技术发展DAQ卡采样速率已达1GBs精度高达24位通道数高达64具数字IO模拟IO计数器定时器等通道仪器厂家生产量DAQ卡功模块供户选择示波器串行数分析仪动态信号分析仪意波形发生器等计算机挂接DAQ功模块配合相应软件构成台具功测试仪器种基计算机仪器具高档仪器测量品质满足测量需求样性国数户说具高性价格种特适合国国情虚拟仪器方案
213 虚拟仪器软件结构
虚拟仪器技术核心软件软件基结构图13示户采种编程软件开发需应软件美国NI公司软件产品LabVIEWLabWindowsCVI代表虚拟仪器专开发台前流行集成化开发工具软件开发台提供强仪器软面板设计工具种数处理工具加虚拟仪器硬件厂商提供种硬件驱动程序模块简化虚拟仪器设计工作着软件技术迅速发展软件开发模块化复化种硬件仪器驱动软件模块化标准化虚拟仪器软件开发变更加快速方便
图 13 虚拟仪器软件结构
214 虚拟仪器发展历程
虚拟仪器起源追朔20世纪70年代时计算机测控系统国防航天等领域已相发展PC机出现仪器级计算机化成甚Microsoft公司Windows诞生前NI公司已Macintosh计算机推出LabVIEW20前版虚拟仪器LabVIEW长期系统效研究开发该公司成业界公认权威虚拟仪器概念提出目前技术日趋成熟体现计算机技术传统工业革命致说虚拟仪器发展分三阶段三阶段说步进行
第阶段利计算机增强传统仪器功GPIB总线标准确立计算机外界通信成需传统仪器通GPIBRS232计算机连接起户计算机控制仪器着计算机系统性价格断升计算机控制测控仪器成种趋势阶段虚拟仪器发展直线前进
第二阶段开放式仪器构成仪器硬件出现两技术进步：插入式计算机数处理卡 ( plugin PCDAQ )二VXI仪器总线标准确立新技术仪器构成开放消第阶段户定义供应商定义仪器功区
第三阶段虚拟仪器框架广泛认采软件领域面象技术户构建虚拟仪器需知道东西封装起许行业标准硬件软件领域产生虚拟仪器台已认逐渐成虚拟仪器行业标准工具发展阶段认识虚拟仪器软件框架数采集仪器控制系统实现动化关键
22 虚拟仪器开发软件
221 图形化虚拟仪器开发台——LabVIEW
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering)种图形化编程语言广泛工业界学术界研究实验室接受视标准数采集仪器控制软件LabVIEW集成满足GPIBVXIRS232RS485协议硬件数采集卡通讯全部功置便应TCPPIActiveX等软件标准库函数功强灵活软件利方便建立虚拟仪器图形化界面编程程更加形象化
传统文式编程种序设计思路设计者必须写出执行语句LabVIEW基数流工作方式时基图形化编程设计者必掌握量编程语言程序设计技巧便设计出虚拟仪器系统[11]
目前PC机基础测试工控软件中LabVIEW市场普率仅次C++C语言LabVIEW具系列伦优点：首先LabVIEW作图形化语言编程采流程图式编程运设备图标科学家工程师惯部分图标基致编程程思维程非常相似时LabVIEW提供丰富VI库仪器面板素材库600种设备驱动程序(扩充)GPIB设备控制VXI总线控制串行口设备控制数分析显示存储LabVIEW提供专门程序开发工具箱户够设置断点调试程中数探针动态执行程序观察数传输程更加便程序调试LabVIEW受越越工程师科学家普遍青睐
23 虚拟仪器分类
虚拟仪器发展着微机发展采总线方式分五种类型：
（1） PC总线——插卡型虚拟仪器
种方式助插入计算机数采集卡专软件LabVIEW相结合（注：美国NI公司LabVIEW图形化编程工具通种控件已组建种仪器Labviewcvi基文编程程序员提供高效编程工具通三种编程语言Visual C++Visual BasicLabviewscvi构成测试系统充分利计算机总线机箱电源软件便利受PC机机箱总线限制电源功率足机箱部噪声电较高插槽数目插槽尺寸较机箱屏蔽等缺点外ISA总线虚拟仪器已淘汰PCI总线虚拟仪器价格较昂贵
（2） 行口式虚拟仪器
新发展系列连接计算机行口测试装置仪器硬件集成采集盒仪器软件装计算机通常完成种测量测试仪器功组成数字存储示波器频谱分析仪逻缉分析仪意波形发生器频率计数字万表功率计程控稳压电源数记录仪数采集器美国LINK公司DSO2XXX系列虚拟仪器处笔记计算机相连方便野外作业台式PC机相连实现台式便携式两非常方便价格低廉途广泛特适合研发部门种教学实验室应
（3） GBIB总线方式虚拟仪器
GPIB技术IEEE488标准虚拟仪器早期发展阶段出现电子测量独立单台手工操作规模动测试系统发展典型GPIB系统台PC机块GPIB接口卡干台GPIB形式仪器通GPIB电缆连接成标准情况块GPIB接口带达14台仪器电缆长度达40米GPIB技术计算机实现仪器操作控制代传统工操作方式方便台仪器组合起形成动测量系统GPIB测量系统结构命令简单应台式仪器适合精确度求高求计算机高速传输状况时应
（4） VXI总线方式虚拟仪器
VXI总线种高速计算机总线VME总线VI领域扩展具稳定电源强力冷力严格RFIEMI屏蔽标准开放结构紧凑数吞吐力强定时步精确模块重复利众仪器厂家支持优点快广泛应十年发展VXI系统组建越越方便尤组建中规模动测量系统速度精度求高场合仪器法拟优势然组建VXI总线求机箱零槽理器嵌入式控制器造价较高
（5） PXI总线方式虚拟仪器
PXI总线方式PCI总线核技术增加成熟技术规范求形成增加板步触发总线技术规范求形成增加板发总线相邻模块高速通讯局总线PXI高度扩展性PXI具8扩展槽台式PCI系统3~4扩展槽通PCI—PCI桥接器扩展256扩展槽台式PC性价格PCI总线面仪器领域扩展优势结合起形成未虚拟仪器台
24 虚拟仪器传统仪器较
独立传统仪器例示波器波形发生器性强价格昂贵厂家限定功完成件件具体工作户通常够加扩展定义功仪器旋钮开关置电路户功台仪器说固定外开发仪器必须专门技术高成元部件身价颇高容易更新妨虚拟仪器传统仪器加较特点较结果表2－1示
传统仪器
虚拟仪器
关键硬件
关键软件
开发维护费高
开发维护费低
技术更新周期长
技术更新周期短
价格高
价格低重性配置性强
厂商定义仪器功
户定义功
系统封闭固定
系统开放灵活计算机进步步
易设备连接
设备极易相连
表2－1 传统仪器虚拟仪器较
表2－1中见传统仪器虚拟仪器重区：虚拟仪器功户时定义传统仪器功厂商事先定义意义讲功固定插卡式计算机仪器称作虚拟仪器没面科技工程员图形化开发台难涉虚拟仪器
普通PC避免弱点构建虚拟仪器计算机测试系统性太高目前作计算机化仪器重发展方制定VXI标准种插卡式仪器种仪器插卡保证仪器性采较硬件卡式仪器身没面板面板然虚拟方式计算机屏幕出现卡插入标准VXI机箱计算机相连组成测试系统VXI仪器价格昂贵目前推出种较便宜PXI标准仪器
3 虚拟仪器软件体系
31 概述
虚拟仪器技术核心思想利计算机硬软件资源需硬件实现技术软件化（虚拟化）便限度降低系统成增强系统功灵活性基软件VI系统中重作NI提出软件仪器（The software is the instrument）口号VPP系统联盟提出系统框架驱动程序VISA软面板部件知识库等系列VPP软件标准推动软件标准化进程
虚拟仪器软件框架低层顶层包括三部分：VISA库仪器驱动程序应软件
VISA（Virtual Instrumentation software Architecture）虚拟仪器软件体系结构实质标准IO函数库相关规范总称般称IO函数库VISA库驻留计算机系统中执行仪器总线特殊功计算机仪器间软件层连接实现仪器程控仪器驱动程序开发者说调操作函数集仪器驱动程序完成某特定仪器控制通信软件程序集应程序实现仪器控制桥梁仪器模块仪器驱动程序仪器厂商源码形式提供户
应软件建立仪器驱动程序直接面操作户通提供直观友测控操作界面丰富数分析处理功完成动测试务
虚拟仪器应软件编写致分两种方式：
（1） 通编程软件进行编写Microsoft公司Visual BasicVisual C++Borland公司DelphiSybase公司PowerBuilder
（2） 专业图形化编程软件进行开发HP公司VEE NI公司LabVIEW Lab windowsCVI等
应软件包括通数字处理软件通数字处理软件包括数字信号处理种功函数频域分析功率谱估计FFTFHT逆FFT逆FHT细化分析等时域分析相关分析卷积运算反卷运算均方根估计差分积分运算排序等数字滤波等等功函数户进步扩展虚拟仪器功提供基础
章简单现面仪器测控程图化开发台LabVIEW
32 LabVIEW简介
LabVIEW (laboratory virtual instrument engineering wokbench——实验室虚拟仪器工程台)概念直观前面板流程图式编程方法结合构建虚拟仪器理想工具LabVIEW仪器系统数采集分析显示部分起协调工作 简化更易基图形化编程语言G开发环境
前面板传统仪器概念软件前面板实动化拓展保持传统直观视觉感觉效果时软件前面板创建真正接口户什类型硬件硬件前面板软件前面板包含应场合重参数户够容易单前面板控制台整系统作台虚拟仪器
流程图式程序设计科技工程员较熟悉数流方块图概念致流程图传统程序设计语言语法细节关构建测试程序少费时间流程图方法实现部复制采前面板流程图图标等户整系统实现图形化描述时户够重虚拟仪器时改变虚拟仪器满足需
LabVIEW集成仪器硬件库GPIBVXIPXI基计算机仪器RS232485协议插入式数采集模拟数字计数器ＩＯ信号调理分布式数采集图获取机器视觉运动控制PLC数日志等
传统编程方式相LabVIEW设计虚拟仪器提高效率4～10倍时利模块化递方式户短时间构建设计更改虚拟仪器系统
33 LabVIEW应程序构成
LabVIEW应程序虚拟仪器(VI)包括前面板(Front Panel)流程图(Block Diagram)图标连结器(IconConnector)三部分
（1） 前面板：前面板图形户界面VI虚拟仪器面板界面户输入显示输出两类象具体表现开关旋钮图形控制显示象非画出两控件程序运行前面板应流程图
（2） 流程图：流程图提供VI图形化源程序流程图中VI编程控制操定义前面板输入输出功流程图中包括前面板控件连线端子前面板没编程必须东西例函数结构连线等
果VI传统仪器相较前面板控件应传统仪器钮显示屏等控件流程图连线端子相传统仪器箱硬件电路许情况VI仿真传统仪器仅屏幕出现惟妙惟肖标准仪器面板功传统标准仪器相差
34 LabVIEW虚拟仪器编程设计步骤
（1） 总体设计：根户需求进行VI总体结构设计确定面板布局程序流程保证虚拟仪器硬件LabVIEW函数库中相应驱动程序
（2） 前面板设计：LabVIEW前面板编辑窗口利工具模板控件模板进行VI前面板设计
（3） 方框图编程：LabVIEW方框图编辑窗口利工具模板函数模板进行方框图编程
（4） 程序调试：单击前面板编辑窗口方框图编辑窗口工具条中运行钮执行VI程序时利LabVIEW工具模板中断点工具探针工具调试缩编程序
4 基LabVIEW温度分析仪实现
基labview温度分析仪（ 简称课题 ）基LabVIEW 86 虚拟台图形语言编程利软件代DAQ数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然电压数值换成摄氏者华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数户设置温度限计算出采集温度值值均值
图41 温度分析仪前面板
课题设计容包括3部分：数字温度计部分温度数采集部分温度数分析部分课题 LabVIEW 86 函数选板中相关函数包括while循环条件结构数组函数族函数等等外涉空间属性节点温度计子VI设计等方面基知识面进行详细介绍
图 42 温度分析仪程序框图
41 程序框图功模块介绍
图42示温度分析仪实例程序框图设计分3功块：数字温度子VI模块数组值值函数均值函数族捆绑函数接功块实现具体处理功务进行详细介
411数字温度计子VI模块
数字温度计子VI模块功创建VI程序模拟温度测量子VI命名Thermometervi函数端子图图43示设计中假设传感器输出电压温度成正演示读取电压子程序仿真电压测量代DAQ数采集卡演示读取电压子程序次预存组数值中读取数模拟数采集卡0通道读取电压读数1000转换成华氏温度读数者华氏温度转换成摄氏温度
设计中假设传感器输出电压温度成正演示读取电压子程序仿真电压测量代DAQ数采集卡演示读取电压子程序次预存组数值中读取数模拟数采集卡0通道读取电压读数1000转换成华氏温度读数者华氏温度转换成摄氏温度设计中假设传感器输出电压温度成正演示读取电压子程序仿真电压测量代DAQ数采集卡演示读取电压子程序次预存组数值中读取数模拟数采集卡0通道读取电压读数1000转换成华氏温度读数者华氏温度转换成摄氏温度
图 43 数字温度计子VI函数端子图
412 数组值值函数
数组值值 函数功次采集程结束计算采集温度数中温度值值数组值值函数位数组子选板中调路径函数→编程→数组→数组值值数组值值函数数组中获取值值索引值
参数名称
说明
数组
n维意类型数组
值
返回数组值
索引
返回第值索引值果输入数组维索引数组
值
返回数组值
索引
返回第值索引
表41数组值值函数节点参数说明表
413 均值函数
均值函数功计算采集温度数中温度均值该数计算均值公式
（41）
式中uX序列均值nX序列中元素数该函数位数学子选板中（图44示）调路径函数→数学→概率统计→均值
图 44数学子选版均值函数
414 簇捆绑函数（控件）
簇LabVIEW 86户提供种特殊结构类型数类型数构成集合簇前面板创建程序图创建簇捆绑函数基类型数进行捆绑生成簇数类型
（1） 解捆绑函数接线端子功解开簇获取簇中元素值默认情况会根输入簇动调整输出端子数目数类型根簇部元素索引序排列
（2） 捆绑函数接线端子功参考簇中元素赋值输入数序类型簇定义相匹配时需参考簇簇部元素较户没握时建议加参考簇参考簇输入簇完全相
（3） 索引捆绑簇数组函数接线端子功输入维数组中索引值重新构成新簇数组
42 详细设计步骤
温度分析仪实例设计分步骤：
（1） 程序框图设计包括温度数采集温度数分析温度超限报警温度采集程图形显示
（2） 图形显示界面设计程序框图设计基础前面板添加相应数值输入控件数值显示控件布尔控件波形图控件等
（3） 前面板界面布局显示部件属性设置包括前面板进行整体布局规划设计部分控件进行相关外观属性设置
接温度分析仪设计步骤进行详细说明：
421 数字温度计子VI设计
（1） 创建新VI命名Thermometervi 操路径文件→新建VI然果LabVIEW 82 启动界面直接单击新建栏中VI
（2） 子VI前面板设计
① 切换前面板设计窗口执行控件→新式→数值数值子选板中选择温度计控件放置设计区
② 执行控件→新式→布尔开布尔子选板选择垂直滑动杆放置设计区适位置标签容改CF转换利标签工具开关真位置旁边输入标签C假位置旁边输入标签F
（3） 子VI 程序框图设计
① 切换程序框图设计窗口执行函数→选择VI…弹出选择需开VI窗口LabVIEW 82 安装文件夹vilab﹨tutorialllb中选择演示读取电压子程序Demo Voltage Readvi例中演示读取电压子程序模拟DAQ卡0通道读取电压值读取电压值100获华氏温度
② 函数选板结构子选板中选择条件结构放置程序框图设计区适拖放条件真时输出摄氏温度时需条件结构中放置公式节点输入公式C(F32)18华氏温度转化摄氏温度条件假时直接输出华氏温度
③ 节点图标利连线工具连接起完成子VI程序框图设计（图45示）
图 45 VI程序图设计
（4） 创建子VI 图标
① 户根需行设计程序图标图标现行程序做子VI程序中调
② LabVIEW 82 程序创建默认图标显示前面板程序框图右角右键单击该图标弹出快捷菜单（图46示）中选择编辑图标开图标编辑器话框
图46 开图标编辑器话框
③ 图标进行编辑编辑完成单击确定钮予确认关闭该话框前面板程序框图右角图标改变编辑图标
（5） 创建连接器端口
① VI 设置连接器端口作子VI果进行设置调独立VI程序改变输入参数显示传输运行结果移动光标前面板右角图标单击鼠标右键弹出快捷菜单中执行显示连线板菜单命令前面板右角图标会切换成连接器图标图2312示连接器长方形区域代表输入输出端口
② 移动光标连线板图标单击鼠标右键弹出快捷菜单中执行模式菜单命令例子两端口CF转换开关温度计显示控件选择两端口模式
③ 开工具选板单击选板 正连线选项鼠标转化连线状态左键单击选中控件控件周围会出现虚线框表示控件已选中鼠标移连接器图标左键单击中端口时端子颜色改变表示连接器端口控件已建立连接图2314出子VI连接器端口控件象关联关系数字温度计子VI创建设计全部完成户程序中调该子VI程序框图窗口里该子VI节点前面创建图标表示该子VI节点输入端选择华氏温度摄氏温度输出端输出温度值
422 前面板设计
（1） 创建新VI命名Temperature Analysisvi操作路径文件→新建VI然果LabVIEW 86启动界面直接单击新建栏中VI
（2） 切换前面板设计窗口开文件→控件→布尔子选板选择翘板开关放置前面板中开始停止数采集
（3） 开控件→新式→数组矩阵簇子选板放置2控件簇前面板中修改簇属性中簇标签名改温度分析改温度控制
（4） 适调整簇容器序次温度分析簇容器中放置3数值显示控件序次修改标签名值值均值温度控制簇容器中放置转盘控件垂直滑动杆开关控件数值输入控件修改控件属性完成簇创建图47示
图 47 簇创建
（5） 前面板放置1温度计控件实时显示数字温度计温度值放置圆形指示灯控件标签名报警设置字符串显示控件标签名前温度状态前温度状态显示正常时报警指示灯关闭前温度状态显示超限时报警指示灯闪亮报警
（6） 前面板执行控件→新式→图形波形图表放置2波形图表控件分命名温度历史趋势温度曲线设计程中更显示波形相应波形图表控件进行相关属性设置里详细介绍
423 温度数采集
数字温度计子VI次生产模拟温度数通采While循环实现温度数连续采集利定时器控制数采集时间间隔外章设计温度预警程序温度超预设温度限时LED指示灯会闪亮变红
（1） 切换程序框图设计窗口放置While循环调整循环框先前前面板创建节点（温度分析簇节点温度曲线波形图表节点外）移入循环框
（2） 开函数→选择VI…函数选板弹出选择需开VI话框设置数字温度计子VI路径文件名单击选择需开VI话框确定钮关闭该话框时程序框图设计区放置子VIThermometervi节点图标
（3） 开函数→编程→簇变体函数选板选择解捆绑函数节点温度控制簇函数节点解捆绑函数节点相连解捆绑 函数节点输出端口变成3温度控制簇函数节点中元素相应
（4） 移动光标解捆绑函数节点输出端附端口输出解释输出连线端
（5） 开函数→编程→簇变体 函数选板选择捆绑函数节点解捆绑函数节点高限温度输出端口Thermometervi输出端口进行捆绑通温度历史趋势波形图表温度数采集结果显示出
（6） 开函数→编程→定时 函数选板选择等整数倍毫秒函数节点放置While循环通连线该程序通延迟时间（Sec）转盘控件控制温度数采集时间间隔
（7） 开函数→编程→结构函数选板选择条件结构函数节点放置While循环节点通选择条件设计温度预警程序温度超预设温度限时LED指示灯闪亮变红
424 温度分析
温度采集程结束While循环函数动索引功循环框温度数累计成数组输出循环框外数组值值函数均值函数波形图表计算温度值值均值显示出温度变化曲线
（1） 开函数→编程→数组 子选板选择数组值值函数节点放置While循环函数外开函数→数学→概率统计子选板选择均值函数节点放置While循环函数外分Thermometervi输出端口相连While循环函数动索引功默认关闭时会连线断开循环体节点点击鼠标右键弹出快捷菜单中执行启索引菜单命令时连线正确
（2） 数组值值函数节点均值函数节点利捆绑节点进行捆绑温度分析簇节点连接起
（3） Thermometervi输出端解捆绑函数节点高限温度输出端While循环函数外通索引捆绑簇数组进行捆绑温度曲线波形图表连接起
43 完整程序框图设计
通述步骤设计设计功基框架已初步构建起接着相应输入输出控件函数连接起实现设计求功完整程序框图图48示
图 48 温度分析仪完整程序框图
44 运行结果
单击运行钮图49示温度分析仪界面观察温度历史趋势变化程温度显示控件中温度实时显示通调节延迟时间（Sec）控制温度采集时间间隔通华氏摄氏转换显示华氏温度摄氏温度通设置高限温度温度进行监控温度值超设置温度限时报警指示灯闪亮前温度状态正常改变超限
通ON OFF翘板开关关闭温度采集时温度采集程完成时温度分析簇控件会显示次采集程中温度值均值温度曲线波形图表显示温度变化程
图 49 温度分析仪设计前面板
5 结
基LabVIEW温度分析仪基LabVIEW 86 虚拟台图形语言编程利软件代DAQ数采集卡进行温度数采集模拟温度测量利演示读取电压子程序仿真电压测量然电压数值换成摄氏者华氏温度读数数采集程中温度计控件够实时显示温度数户设置温度限计算出采集温度值值均值优点表现开发成低开发环境简单操作简单应范围广等发展空间相次设计足处没软件做成执行exe文件新想法编程软件结合完善成简单执行exe文件
致谢
感谢导师XX老师提供丰富材料指导完成毕业设计
感谢位答辩组老师百忙中抽出时间指导毕业答辩
感谢位代课老师辅导员四年中学生活予莫鼓励帮助
感谢动X班学特XX全体室友起走日子感觉充实快乐
感谢实验室起挥汗雨哥身方会记起肩作战
感谢XX学四年里历切走里会记生命中缺记忆
次谢谢家
参考文献
[1] 零点工作室刘刚labview820中文版编程应北京：电子工业出版社200801
[2] 张桐陈国王正林精通labview程序设计北京：电子工业出版社200812
[3] 杨乐李海涛赵勇杨磊labview高级程序设计北京：清华学出版社20034
[4] 百度文库虚拟仪器文
[5] 岂兴明田京京夏宁labview入门实践开发100例北京：电子工业出版社20113
[6] 王磊陶梅精通labview8X北京：电子工业出版社20085
附录
（）程序连线面板
（二）程序框图
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
