#項目課程：《儀器與測試項目〉》實驗報告

1、項目課程設(shè)計課程名稱_儀器與測試項目題目名稱_溫度熱電偶測量系統(tǒng)學(xué)生學(xué)院_機(jī)電工程學(xué)院_專業(yè)班級08機(jī)電（4）班學(xué)號3108000475學(xué)生姓名指導(dǎo)教師_傅春暉_成績評定2011年10月3日廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目名稱溫度熱電偶測量系統(tǒng)學(xué)生學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級08機(jī)電（4）姓名羅喬隆學(xué)號3108000475、實踐項目課程設(shè)計的內(nèi)容本項目課程要求學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)課知識，選用傳感器及有關(guān)儀器儀表組建測試系統(tǒng)、虛擬儀器（利用Labview虛擬軟件平臺），對機(jī)器品質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備運行狀態(tài)、機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能等工程對象進(jìn)行綜合測試；編制或應(yīng)用有關(guān)軟件，對測試信號、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，達(dá)到提

2、高工程測試能力與實踐技能。另外，本實驗還進(jìn)行幾何量誤差測量實驗，包括形位誤差測量、齒輪誤差測量兩部分。學(xué)生通過綜合訓(xùn)練，深化已學(xué)知識，對機(jī)械工程測試及計算機(jī)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用有較為全面深入的了解，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)。二、實踐項目課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1、了解和熟悉虛擬儀器編程軟件Labview，每個同學(xué)要獨立地完成編程練習(xí)。2、每兩人為一組，能獨立地選用有關(guān)傳感器及有關(guān)儀器儀表組建虛擬儀器測試系統(tǒng)（利用Labview虛擬軟件平臺）對工程對象進(jìn)行測試，要求獨立編制虛擬儀器程序并記錄下實驗數(shù)據(jù)，并能對測試信號和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。3、每個同學(xué)獨立完成幾何量誤差測量實驗，包括形位誤差測量、齒輪誤差測量兩部分

3、，記錄實驗數(shù)據(jù)并能按要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。4、每位學(xué)生必須根據(jù)具體工作內(nèi)容，完成一篇不少于1000字的報告書。本項目要求每位同學(xué)親自動手操作、練習(xí)和調(diào)試，體會到工程測試的樂趣。三、實踐項目課程設(shè)計應(yīng)完成的工作1、Labview軟件學(xué)習(xí)介紹，進(jìn)行必要的講授和輔導(dǎo)，完成由老師指定的編程練習(xí)。2、在實驗室完成相關(guān)虛擬儀器測試系統(tǒng)組建，設(shè)計編制虛擬儀器程序并對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，記錄下測試數(shù)據(jù)，并對測試信號和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。3、幾何量誤差測量實驗，包括形誤差測量、齒輪誤差測量兩部分。4、設(shè)計體會與心得。四、實踐項目課程設(shè)計進(jìn)程安排序號設(shè)計各階段內(nèi)容地點起止日期11）、布置任務(wù)，講解課程的目的、內(nèi)容和要

4、求；2）、講解虛擬儀器圖形編程；3）、幾何量誤差測量，包括測量的原理、步驟等；實驗2號樓403和4052虛擬儀器編程講解與練習(xí)1）、數(shù)據(jù)采集；2）、儀器控制；3）、數(shù)學(xué)分析應(yīng)用軟件；實驗2號樓4013虛擬儀器編程，模擬溫度測量系統(tǒng)實驗2號樓4014虛擬儀器編程，虛擬儀器采集實驗2號樓4015虛擬儀器編程，串口儀器通訊實驗2號樓4016形位誤差測量、齒輪誤差測量汽缸、箱體、軸形位誤差、螺孔位置度；齒輪周節(jié)、公法線、齒輪徑向綜合誤差、徑向跳動誤差。實驗2號樓4019.13-9.157創(chuàng)建虛擬儀器測試系統(tǒng)1）、熱電偶溫度測量系統(tǒng)。2）、零件合格性檢測系統(tǒng)。實驗2號樓40181）、給定測試系統(tǒng)，現(xiàn)場檢

5、查學(xué)生編程；考查學(xué)生編程的正確性和可行性。2）、答辯，評定成績。實驗2號樓401五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 李遠(yuǎn)波，傅春暉廣東工業(yè)大學(xué)自編教材儀器與測試項目實驗指導(dǎo)書M,20062 楊樂平,李海濤，楊磊.LabVIEW程序設(shè)計與應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2005張易知.虛擬儀器的設(shè)計與實現(xiàn)M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20033 段福來主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指南M.西安：陜西科技出版社,1992韓進(jìn)宏互換性與技術(shù)測量M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004發(fā)出任務(wù)書日期：2011年8月29日指導(dǎo)教師簽名：計劃完成日期：2011年9月20日基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：主管院長簽章：目

6、錄目錄一：虛擬儀器的簡介二：熱電偶溫度測量系統(tǒng)2.1.實驗?zāi)康?.2實驗內(nèi)容和要求三：實驗系統(tǒng)的搭建3.1 實驗思路3.2溫度測量程序3.3溫度監(jiān)控程序3.4數(shù)據(jù)分析程序3.5溫度報警程序3.6超溫比例程序3.7數(shù)據(jù)讀寫程序四：程序功能展示4.1 程序面板介紹4.2實驗結(jié)果展示五：實驗總結(jié)參考文獻(xiàn)一：虛擬儀器的簡介LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境。LabVIEW是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIBVXI、RS-23

7、2和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。這是一個功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此，LabVIEW是一個面向最終用戶的工具。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高工作效率。

8、利用LabVIEVy可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文件，它是一個真正的32位/64位編譯器。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了WindowsUNIXLinux、Macintosh的多種版本。它主要的方便就是，一個硬件的情況下，可以通過改變軟件，就可以實現(xiàn)不同的儀器儀表的功能，非常方便，是相當(dāng)于軟件即硬件！現(xiàn)在的圖形化主要是上層的系統(tǒng)，國內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出圖形化的單片機(jī)編程系統(tǒng)（支持32位的嵌入式系統(tǒng)，并且可以擴(kuò)展的），不斷完善二：熱電偶溫度測量系統(tǒng)2.1 實驗?zāi)康恼莆諢犭娕紲囟葴y量虛擬儀器系統(tǒng)的組成與實現(xiàn)方法，深化已學(xué)Labview編程和工程測試知識，提高工程測試的技能此系統(tǒng)利用LABVIEW虛

9、擬儀器軟件平臺，用軟件模擬實際溫度的輸出的方法實現(xiàn)如下功能： 實時數(shù)據(jù)顯示溫度測量； 溫度波形顯示； 溫度時間段內(nèi)分布圖； 測量結(jié)束計算最大、最小值、平均值； 超出報警； 產(chǎn)生數(shù)據(jù)文件存盤（文件數(shù)據(jù)中包括：操作者姓名、采樣總數(shù)、溫度值、高限值、超溫時間、超溫比例）；:實驗內(nèi)容和要求利用LABVIEW虛擬儀器軟件平臺，熱電偶（K型），智能儀表（XSD帶RS232NI數(shù)據(jù)采集卡PCI-6023E,USB-9215,端子板等構(gòu)建溫度測量系統(tǒng)，包括實時數(shù)據(jù)顯示溫度測量，溫度波形顯示，測量結(jié)束計算最大，最小值，平均值，超出報警，產(chǎn)生數(shù)據(jù)文件保存。實驗儀器和材料：帶虛擬儀器軟件平臺的臺式計算機(jī)，熱電偶，智

10、能儀表NI數(shù)據(jù)采集卡PCI-6023E，USB-9215端子板。三：實驗平臺程序搭建3.1實驗程序設(shè)計思路根3.2溫度測量程序先創(chuàng)建一個VI程序模擬測量程序，使用DemoReadVoltage程序來仿真電壓測量,Thermometer100-題計題值笙位80-jo.oo60-n40-j華氏20-0-32.00Bq日r(jID溫度值單垃|channel|oF100W將這個溫度檢測保存為一個子程序，方便在以后的程序調(diào)出來使用。溫度模擬輸園度值單圍出：f,其調(diào)用了一個子程序，子程序具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：TF3.2溫度監(jiān)控程序使用一個條件循環(huán)結(jié)構(gòu)和一個被測波形圖形實時采集數(shù)據(jù)Enable廠ON1IU審O

11、FFEnable廠ON1IU審OFFModeApi夷天'J華氏溫度歷史趙勢Tempa60.0-苦40.020.00.0Time3.3溫度監(jiān)控程序Max湼滾曲線TempGIBE：!度抽違o>30.0莖f7IIITimeEnableQONOFFModej(j瑕丟'J牛氏瀉度厲史總醉Temp.60-040.0_岸絮煞謬舊鑿翳鑼鑿翳遨聽瘓麋瑟賞警療0-0010OTimeciJprqpL-5溫倍曲總Temp31.5-fl31-0-w30,0-2Q-29u0-Max0.00I0.00Mean28-0-0.00IMeandiblMm>c|kbltDBLhted仃ubl7|Ein也

12、3.4數(shù)據(jù)分析程序采樣計數(shù)時:采樣計數(shù)時:計數(shù)19 平均值、最大值和最小值顯示功能的實現(xiàn)：采用function模塊中的Mean.viMean.vi和ArrayMax&Mina?功能模塊。其輸入數(shù)據(jù)為溫度模擬輸出值。 溫度歷史趨勢采用WaveformChart模塊顯示，輸入數(shù)據(jù)為溫度模擬輸出值，溫度曲線用WaveformChart模塊顯示，輸入數(shù)據(jù)為模擬輸出值和高限值，用BuildArray模塊組合。 用溫度數(shù)據(jù)輸出直方圖: 用溫度數(shù)據(jù)輸出直方圖:，其中Histogram組件用于把輸入數(shù)據(jù)生成直方圖,組件用于把輸入數(shù)據(jù)生成直方圖,XYgraph用于直方圖的顯示。OotPI山o8642p2

13、1111Gra-snlE%80,0&1.082,083.0S4,085.086.087,088,0Time3.5溫度報警程序使用case程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行超溫處理先報警判斷，當(dāng)為True時超溫聲音報警、超溫向前面板文本框輸出“AboveLimit”狀態(tài)和輸出當(dāng)前時間，為False即不超溫時“Normal”代替“AboveLimit”，在超溫時間框表內(nèi)顯示“未超過高限值”。A超溫比例和采樣總數(shù)：可在保存的txt文件中顯示超溫比例和采樣總數(shù);3.6超溫比例程序眾網(wǎng)1一心1100.00-p>眾網(wǎng)1一心1100.00-p>超蠱比例:I采樣總數(shù)：-irwwi口+E+E3+屮O<申3.

14、7數(shù)據(jù)讀寫程序數(shù)據(jù)存儲時，進(jìn)入While循環(huán)前存儲操作者姓名、超溫比例、采樣總數(shù)、溫度值、高限值、超溫時間的名稱等，進(jìn)入循環(huán)后寫入溫度值、高限值、超溫時間等的數(shù)據(jù)；口口口間|o評壓I創(chuàng)口口口間|o評壓I創(chuàng)ZI口口口Si文忡菇耀U聲(VL一匚L.Ci.=7LL一匚KmLLi!14當(dāng)應(yīng)一-E3*固*迢漏礦司FWriteChar口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口匚四：面板及功能展示4.1前面板如下圖所示:50.0-80,0-60.0-4Q.0-2D.0-DiO-141丈件呆匡強(qiáng)徑Lc:data.MXYGraph90.0-1S7.5-85*0-!8J.5-180.0=77.5-75.OH72.5

15、-TimeAboveLimitCurren-tTempHightLimit26-忡數(shù)EnableAONOFF呈小直175.59A鑿氏平均總0*50:16J華氏34.17apm=£xILW說明如下： 報警和當(dāng)前溫度值狀態(tài)用來表示溫度是否超過高限值； 高限為控制的溫度上限，超溫時間為每次超過溫度高限值的時間，計數(shù)數(shù)值為采樣的總次數(shù)，超溫比例為溫度超過高限值次數(shù)與采樣總數(shù)的比值； 溫度值單位開關(guān)可以選擇被測溫度為攝氏表示還是華氏表示； 趨勢圖“溫度歷史趨勢”顯示實時采集的數(shù)據(jù)。采集過程結(jié)束后，在溫度曲線中畫出數(shù)據(jù)曲線，同時在MeanMax和Min數(shù)據(jù)顯示欄中顯示出溫度的平均值、最大值和最小值，并在溫度時間段內(nèi)分布中顯示各個溫度段出現(xiàn)的次數(shù)。后面板如圖所示：4.2實驗結(jié)果展示保存文件的格式如圖data-本oeixjoeixj文件舊滝趙|自«5式gj直看3wffj(hD羅喬隆起溫比例|11-5384»62采樣總紅26冇值fW值;£IKgl.亙值宜這fwffi直道艮艮艮艮艮艮艮艮艮艮艮艮艮艮艮Rp間高高09腫1n高高高亠咼高高高高高高高高高州出出1:1:1:出出出出出出出出出出出出出溫度值H5.44921993750086.914062U6-9140621(257818-9370085-UU9219H