基于虚拟仪器LabVIEW的温度检测装置

赵玲+栗健+赵静+毛琪

摘要油田生产中精确检测温度日益被生产者所需要，本文介绍了虚拟仪器的工作原理，分析了温度检测装置的总体构成，构建了基于LabVIEW的温度自动检定装置。结合LabVIEW技术，对温度检测装置的上位机、下位机进行了硬件结构设计和软件程序设计后，实现了多检测点不间断检测以及实现温度仪表检测的自动化和对电信号的采集。

关键词LabVIEW 温度 虚拟仪器 检测装置

引言

随着科学技术的发展，人类的生产生活越来越离不开温度了。因为温度不仅是和人类生活紧密相连的，更是科学研究不可分割的一部分，从最简单的室内温度监控以及调整，到复杂的不同温度下相关科学实验的结果参数，已经都离不开温度的测量。温度是工业生产和科学研究试验中一个重要参数。当然，随着21世纪计算机以及电子技术的飞跃发展，人类对于温度的测量已经越来越精益求精，所以，对温度测量的道路上，出现了更加先进的仪器以及试验方法。

1虚拟仪器及LabVIEW简介

1.1虚拟仪器

虚拟仪器（VirtualInstrumentation）是检测与计算机技术和通信技术有机结合的产物，它是在以大量计算机、现代测控以及信号处理等科技为精华的基础上发展起来的。虚拟仪器（vir-tual instrumentation）是基于计算机的仪器。它的出现为测控技术的发展开启了新的方向，它是人类在信息时代取得丰硕成果的重要里程碑。虚拟仪器是以个人电脑（PC）为基础，摒弃了复杂的程序编写过程，根据具体的工程需求来实际，从而最终实现工程需求的新型工具。计算机的飞速发展产生了虚拟仪器，而虚拟仪器的产生又反过来促进了计算机的发展，所以，它们是相辅相成的。

1.2 LabVIEW介绍

在当前环境下，虚拟仪器LabVIEW是世界上最通用的开发环境之一，其不但可以进行图形化的编程语言，更是包括了像是数据采集、数据分析、信号生成、信号处理及输入、输出控制等等在内的大量功能。LabVIEW由美国国家仪器（N1）公司研制开发，是一种程序开发环境，类似于c和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言有着显著区别：其他计算机语言采用的是基于文本的语言产生代码，而LabVIEW却是使用的是图形化编辑语言编写程序，产生框图形式的程序。

2温度检测系统

首先通过控制器收集到实时的温度参数，然后把收集到的参数经过一系列处理后，将其传输给上位机。由LabVIEW虚拟系统自生成温度信号，使用虚拟仪器LabVIEW进行控件读取，从而使得温度参数通过串口取出，之后进行格式转换的同时，使其可以出现在前面板上，并且还可以进一步转换成华氏温度；通过对采集卡接收的信号进行数据处理并进行图形显示，同时采集处理后的数据与检验检测综合信息系统实现共享，从而通过温度的采集监控实现对温度数据的采集，预处理，分析，储存和显示，实现仪表检验检测的自动出证。温度检测系统的组成主要是由：待测仪表、标准器、机电辅助、供电系统以及数据采集系统组成的。首先，将待测仪表安放到卡盘上，通过信号线快速连接头完成仪表与接线背板的连接，然后在机电辅助系统的控制下，待测仪表依次进入恒温箱中进行温度测定，在测定时，要注意对待测仪表的温度、电流、电阻以及标准器的温度进行数据的收集，通过数字/模拟转换后，使之变成数据采集卡需要收集的信号，之后交给软件系统进行最终的处理。

3系统结构

3.1系统的硬件结构

硬件系统实现对待测仪表温度、电流和电阻以及标准器电阻、温度等信号的采集过程，实际上对于温度变送器来说，温度的测量过程就是电流信号的测量，测量中将测得的温度信号转化为电流信号之后，电流信号送入放大滤波电路进行处理，将处理后的信号送入采集卡的模拟输入端，然后由A/D采集卡选择通道采集把接收到的模拟信号转换成计算机能够识别的数字信号，然后经过输入输出通道送入计算机进行后续的处理。

PXIe-8840是一款基于Intel处理器的高性能嵌入式控制器，适用于PXI Express系统。该控制器提供了最高2.7GHz基频、3.4GHz（单核睿频加速模式）主频和单通道1600MHzDDR3内存，最大可提供8GB容量。

PXIe-1082 8槽机箱配有高带宽背板，可满足各种高性能测试和测量应用的需求。每个插槽都可插入PXI Express模块，并通过最多4个插槽支持可兼容标准PXI混合总线的模块。机箱的操作温度范围可扩展至55℃，可满足苛刻环境的需求。将机箱与PMA-1115便携式LCD显示器和键盘附件相结合即可构成一个一流的便携式坚固解决方案。它还集成了最新PXI规范的所有特性，包括PXI与PXIExpress模块支持和内置定时与同步特性。

PXI-4071是一款7%位FlexDMM，也是一款高性能3UPXI数字万用表（DMM），提供了以下两种常见测试仪器的测量功能：高分辨率DMM和数字化仪。作为一款数字万用表，PXI-4071可快速准确地进行±10nV到1000V范围内的电压测量、lpA到3A范围内的电流测量、10 到5的电阻测量以及频率/周期和二极管测量。在高电压隔离数字化仪模式下，PXI-4071能以1.8 MS/s的采集速率进行波形采集。LabVIEW软件中的分析函数可用于分析时域和频域的波形。PXI-4070具有卓越的速度、精度和功能，是生产和研发中的理想选择。

3.2系统的软件功能

基于温度检测装置是对温度儀表进行参数采集，并与标准的铂电阻温度计进行温度对比，从而对被检的温度仪表进行检测的目的，系统软件系统所要实现的具体功能如下，其装置软件总体设计如图1所示。

首先，数据采集是该装置实施的关键和保证，若要正确的完成温度仪表的检测，就必须准确采集被检仪表的电阻、电流、温度以及标准器的温度值，并将它们做详细的对比。收集温度参数时还需要对收集的温度参数进行储存，在储存时可以改变它的储存路径。

然后，系统收集到的温度参数传进温度显示系统开始参数处理。数据显示模块主要完成被检仪表和标准器参数的即时显示以及曲线对比显示等功能，它将采集的数据实时显示，并且绘制出每个被检温度仪表和标准器之间的实时曲线对比图。

4结论

本文中设计的这种基于虚拟仪器LabVlEW的温度检测装置，能更准确测量温度参数。这套温度检测装置为了更准确地进行实验数据的收集，搭建了基于虚拟仪器LabVIEW的实验平台，这为实验结果参数的准确性提供了保障，并且避免了不必要的资源浪费，为最终带动相关产业效率打下了坚实的基础。