虚拟仪器课程论文

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1、学号成绩ABC大学《虚拟仪器技术》课程论文题目：LABVIEW测试技术与仪器应用作者院别机电学院专业相戒邀悌趣其自动化完成时间2015年06月21日一、虚拟仪器的简单介绍3二、虚拟电子秤的设计32.1虚拟电子秤的设计思想32.2硬件设计42.2.1全桥测量电路42.2.2三运放电路5223数据采集卡62.3软件设计72.3.1标定82.3.2称重92.3.3查看历史记录102.4系统运行调试11•、虚拟仪器的简单介绍虚拟仪器技术在国外已经比较熟了，由于其很强的灵活性，使得该技术非常适用于现代复杂的测试测量系统中。虚拟仪器是多媒体计算机的一个重要应用领域，是多学科交叉、渗透的产物，其

2、中浓缩了许多高、精、尖的科学技术。虚拟仪器不是仪器却高于仪器，它大大缩短了新型仪器的开发周期，节省了仪器开发的费用，它不仅是开发仪器的工具，而且也是进行科学研究的有力手段。虚拟仪器是仪器计算机化的产物，是集成化仪器的基础，是仪器行业的一场革命，它的研制与开发具有深远的意义。近几年，虚拟仪器技术在国内的发展势也越来越受到重视。成熟的虚拟仪器技术由三大部分组成：高效的软件编程环境、模块化仪器和一个支持模块化I/O集成的开放的硬件构架，该课程设计的目的就是，通过一些功能简单的仪表系统的设计，耍在这三个方面上有更深一步的了解。二、虚拟电子秤的设计2.1虚拟电子秤的设计思想电子秤的称重原理是

3、，重物放在称重托盘上，压力传感器将重物的压力信号转换秤电压信号，电压信号经过前端放大器、滤波器之后，通过NI数据采集卡采集并转换成数字信号输入到计算机里，称重VI子程序对采集到的信号进行处理，完成电压一一重量的量程变换，最终在显示控件上将实际重量值显示出来。电压一一重量的变换关系可用下式表示：y=ax+b其中y表示物品重量，x表示采集到的压力信号关系式中的a和b可通过标定VI子程序确定，其方法是将采集到的压力信号值和相应的实际重量值通过线性拟合，求出a、bo2.2硬件设计电子秤的硬件结构包扌舌测量传感器电路、数据釆集和数据处理三部分。图2-1为电子秤的破件结构图。拴桥测量电桥0系统

4、电源图2・1电子秤硬件结构图下面分别介绍图2-1中各个部分2.2.1全桥测量电路在测量电路中使用了电阻应变式传感器，它是将被测量的力，通过它产生的金展弹性变形转换成电阻变化的元件。由电阻应变片和测量线路两部分组成。常用的电阻应变片有两种：电阻丝应变片和半导体应变片，本设计中采用的是电阻丝应变片，为获得高电阻值，电阻丝排成网状，并贴在绝缘的基片上，电阻丝两端引出导线，线栅上面粘有覆盖层，起保护作用。电阻应变片也会有误差，产生的因素很多，所以测量时我们一定要注意，其中温度的影响最重要，坏境温度影响电阻值变化的原因主要是：(1)电阻丝温度系数引起的。(2)电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数

5、的不同引起的。对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用同一批应变片,也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以对要求精度较高的传感器，必须进行温度补偿，解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片，并从外部对它加以适当的补偿。非线性误差是传感器特性中最重要的一点。产生非线性谋差的原因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线性补偿，也可得到改善。滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：Ri=R2

6、=R3=R4，其变化值AR1=AR2=AR3=AR4时，其桥路输出电压U0lll=KEeo其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。全桥测量电路图如下所示。图2・2全桥测量电路图常规的电阻应变片K值很小，约为2,机械应变度约为0.000001—0.001,所以，电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆。所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压U,另一个对角线为输出电压Uo。其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥

7、输岀为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。测量电路是电子秤设计电路屮是一个重要的环节，我们在制作的过程屮应尽量选择好元件，调整好测量的范围的精确度，以避免减小测量数据的误差。2.2.2三运放电路本次课程设计中，需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路，主要的元件就是三运放大器。在许多需要用A/D转换和数字采集的单片机系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A