基于LabView的温度采集系统
摘要：随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广。本设计用LabView软件在PC机上编程实现了多点温度采集、动态图形显示、数据存储、报警、数据分析等功能，并重点对基于LabVIEW的虚拟温度采集系统的设计进行了讨论。
关键词：LabVIEW; 温度采集
0 引言
字符串转数组工具进入21世纪以来，作为测试技术的一个分支，虚拟仪器的开发和研制在国内得到了飞速的发展。它可以利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果。目前，常用的温度采集系统绝大部分是由集成温度传感器和单片机构成的，设计过程繁琐、调试期长、修改不方便。本文借助LabVlEW图形化软件开发系统，用软件代替DAQ数据采集卡设计的这种虚拟温度采集系统，比以前的更易修改且成本低、周期短。
1 设计思想
该系统的功能框图如图1所示。
图1 系统功能框图
本温度采集系统的设计采用软件代替了DAQ数据采集卡，使用Demo read voltage子程序来仿真电压测量，然后把所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数。
在数据采集过程中，实时地显示数据。当采集的温度值大于设定的高限报警数值时，就会点亮高报警红灯，同时触发条件结构里的事件发生，使系统发出蜂呜声。当采集过程结束后，在图表上画出数据波形，并算出最大值、最小值和平均值，并自动产生数据文件的头文件，它包括操作者名字和文件名，将采集的数据附在头文件后面，以供查询。
2 子程序设计
2.1 温度计子程序
温度计界面程序如图2所示。在框图程序中设定温度计的标尺范围为0.0到100.0，在前面板窗口中放入竖直开关控制用下选择“温度值单位”，即选择以华氏还是摄氏显示。
图2 温度计程序图
2.2 实现步骤
1、点击框图程序窗口的空白处，弹出功能模板，从弹出的菜单中选择所需的对象。本程序
用到下面的对象：
Multiply（乘法）功能，将读取电压值乘以100.00，以获得华氏温度。
Subtract（减法）功能，从华氏温度中减去32.0，以便转换成摄氏温度。
Divide（除法）功能，把相减的结果除以1.8以转换成摄氏温度。
Select（选择）功能（Comparison子模板）。取决于温标选择开关的值，该功能输出华氏温度（当选择开关为false）或者摄氏温度（选择开关为True）数值。
Demo Read Voltage VI程序（Tutorial子模板）。该程序模拟从DAQ卡的0通道读取电压值，并把所测得的电压值转换成华氏或摄氏读数。
随机数产生功能（Numeric子模板），用于产生随机温度值。
数值常数。用连线工具，点击要连接一个数值常数的对象，并选择Create Constant功能。若要修改常数值，用标签工具双点数值，再写入新的数值。
字符串常量。用连线工具，点击要连接字符串常量的对象，再选择Create Constant功能。要输入字符串，用标签工具双击字符串，再输入新的字符串。
While循环功能，用于产生连续输入随机温度值。
定时采集功能（time&Dialog子模板），以免随机数变化过快。
2、使用移位工具（Positioning tool），把图标移至图示的位置，再用连线工具连接起来。
3、选择前面板窗口，使之变成当前窗口，并运行VI程序。点击连续运行按钮，便程序运行于连续运行模式。
4、再点击连续运行按钮，关闭连续运行模式。
5、创建图标Temp：此图标可以将现程序作为子程序在其他程序中调用。
创建方法如下：
在面板窗口的右上角的图标框中点击鼠标，从弹出菜单中选择Edit Icon功能。双点选择工具，
并按下Delete键，消除缺省的图标图案。用画图工具画出温度计的图标。使用文本工具写入文字，双击文本工具把字体换成Small Font。当图标创建完成后，点击OK以关闭图标编辑。生成的图标在面板窗口的右上角。
6、创建联接器端口：
a.点击右上角的图标面板，从弹出菜单中选择Show Connector功能。LabVIEW将会根据控制和显示的数量选择一种联接器端口模式。在本系统中，只有两个端口，一个是竖直开关，另一个是温度指示。
b.把联接器端口定义给开关和温度指示。
c.使用连线工具，在左边的联接器端口框内按鼠标键，则端口将会变黑。再点击开关控制件，一个闪烁的虚线框将包围住该开关。
d.再点击右边的联接器端口框，使它变黑。再点击温度指示部件，一个闪烁的虚线框将包围住温度指示部件，这即表示着右边的联接器端口对应温度指示部件的数据输入。
e.如果再点击空白外，则虚线框将消失，而前面所选择的联接器端口将变暗，表示你已经将对象部件定义到各个联接器端口。
7、文件菜单的SAVE功能保存上述文件，并将文件命名为Thermometer.Vi。
其前面板如图3所示。
图3 温度计界面
该子程序供主程序来调用，在其主程序的框图窗口里，该温度计程序用前面创建的图标来表示。联接器端口的输入端用于选择温度单位，输出端用于输出温度值。
3 主程序设计
温度采集总程序框图如图4所示。
图4 温度采集总程序
实现步骤：
1、从结构（Structures）工具模板选择条件循环结构“While Loop”放入框图程序窗口，调整该条件循环框的大小，把节点放入循环框内。
2、调用Thermometer.vi对象，用Select a VI…子模板到文件。
3、在前面板内再放置一个趋势图，标注为“温度历史趋势”，该图表将实时地显示温度值。
4、按照上图的框图程序连好线。
5、创建模式开关。把连线工具放在Thermometer VI的Mode输入端口上，按鼠标右键并选择Creat Control，这样就可以自动创建模式转换开关，并将它与Thermometer VI子程序相连线，再转换到前面板窗口，将模式转换开关的位置重新调整。
6、在前面板窗口，使用标注工具，双击模式开关的“OFF”标签，并把它转换成“华氏”，再把“ON”标签转换民“摄氏”。要转换开关状态，使用操作工具（Operating Tool）。
7、使用Time & Dialog子模板中的Wait Until Next ms Multiple功能，再加上时间常数Numeric Constant，把它设置为500。

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