《傳感器與檢測技術(shù)（第3版）》課件 第13、14章 應(yīng)變片傳感器的應(yīng)用、鉑電阻的應(yīng)用

第13章小型稱重系統(tǒng)設(shè)計13.1設(shè)計任務(wù)112.2測量電路原理與設(shè)計12.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計3212.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW413.1設(shè)計任務(wù)

本例是利用金屬箔式應(yīng)變片設(shè)計一個小型稱重裝置。硬件部分是在Multisim中仿真設(shè)計，軟件顯示與分析部分由LabVIEW虛擬儀器完成。本設(shè)計完成過程中需要掌握以下幾點：1）掌握金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂、全橋電橋工作原理和性能。2）學(xué)會利用應(yīng)變片原理建立仿真模型。3）比較單臂與全橋電橋的不同性能、了解其特點。4）學(xué)會使用全橋電路。5）會使用G語言編程實現(xiàn)虛擬儀器的功能。13.1設(shè)計任務(wù)

13.2測量電路原理與設(shè)計13.2.1傳感器模型的建立

電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機械變形時，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。應(yīng)變片是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成的電阻體，其阻值將隨著壓力所產(chǎn)生的變化而變化。對于金屬導(dǎo)體，電阻變化率的表達式為：

（13-1）

式中：μ—材料的泊松系數(shù)；ε—應(yīng)變量。

◆通常把單位應(yīng)變所引起電阻相對變化稱作電阻絲的靈敏系數(shù)，對于金屬導(dǎo)體，其表達式為：

（13-2）所以：（13-3）

◆在外力作用下，應(yīng)變片產(chǎn)生變化，同時應(yīng)變片電阻也發(fā)生相應(yīng)變化。當測得阻值變化為△R時，可得到應(yīng)變值ε，根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系，得到應(yīng)力值為（13-4）13.2測量電路原理與設(shè)計式中：σ-應(yīng)力，ε-應(yīng)變（為軸向應(yīng)變）E-材料的彈性模量。又重力G與應(yīng)力σ的關(guān)系為：（13-5）式中：

G-重力，S-應(yīng)變片截面積根據(jù)以上各式可得到：（13-6）由此得出應(yīng)變片電阻與重物質(zhì)量的關(guān)系，即（13-7）13.2測量電路原理與設(shè)計根據(jù)應(yīng)變片常用的材料（如康銅）取k0=2；E=16300；S=；R=348Ω；g=◆所以在Multisim中可用建立以下模型來代替應(yīng)變片進行仿真，模型如圖13-1所示：（a）結(jié)構(gòu)示意圖（b）仿真模型圖13-1金屬絲式應(yīng)變片模型13.2測量電路原理與設(shè)計

13.2.2橋路部分電路原理◆電阻應(yīng)變計把機械應(yīng)變轉(zhuǎn)換成ΔR/R后，必須采用轉(zhuǎn)換電路通常采用惠斯登電橋電路實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換?！魣D13-2所示的直流電橋，對于單臂電橋，如下圖：13.2測量電路原理與設(shè)計圖13-2直流電橋13.2測量電路原理與設(shè)計當電橋平衡時，相對的兩臂電阻乘積相等，即：

（13-10）

電橋電壓靈敏度定義為：

（13-11）從上式分析發(fā)現(xiàn)：①電橋電壓靈敏度正比于電橋供電電壓。②電橋電壓靈敏度是橋臂電阻比值n的函數(shù)，必須恰當?shù)倪x擇n的值，保證電橋具有較高的靈敏度。13.2測量電路原理與設(shè)計

由求Sv的最大值，由此得

（13-12）

求得n＝1時，Sv最大。也就是供電電壓確定后，當R1=R2，R3=R4時，電橋得電壓靈敏度最高，可得：（13-13）

（13-14）13.2測量電路原理與設(shè)計圖12-1為GettingStarted窗口◆由于上面的分析中忽略了ΔR/R，所以存在非線性誤差，解決的辦法有：①提高橋臂比：提高了橋臂比，非線性誤差可以減小，但從電壓靈敏度考慮，靈敏度將降低，這是一種矛盾。②采用差動電橋：根據(jù)被測試件的受力情況，若使一個應(yīng)變片受拉，另一個受壓，則應(yīng)變符號相反。則電橋輸出電壓Uo為：

（13-15）13.2測量電路原理與設(shè)計

13.2測量電路原理與設(shè)計

（13-17）

（13-18）◆由此可知，差動橋路的輸出電壓Uo和電壓靈敏度比用單片時提高了四倍，比半橋差動電路提高了一倍?！粢驗椴捎玫氖墙饘賾?yīng)變片測量，所以本設(shè)計采用全橋電路，能夠有比較好的靈敏度并且不存在非線性誤差。圖12-2（a）框圖面板及函數(shù)模板13.2測量電路原理與設(shè)計13.2.3放大電路原理主要放大電路采用如圖13-3所示的儀用放大電路。

圖12-2（b）前面板及控件模板圖13-3儀用放大電路13.2測量電路原理與設(shè)計

該放大電路具有很強的共模抑制比。它由兩級放大器組成，第一級由集成運放A1、A2，由于他們采用同一型號的運放，所以可進一步降低漂移。電阻R1、R2和R3組成同相輸入式并聯(lián)差分放大器，具有非常高的輸入阻抗。第二級式由A3和4個電阻R4、R5、R6和R7組成的反向比例放大器，它將雙端輸入變成單端輸出。阻值R1=R3，R4=R5，R6=R7。13.2測量電路原理與設(shè)計

根據(jù)運算電路基本分析方法，可得到輸出電壓

（13-19）

為了方便調(diào)節(jié)，再加一級比例放大器，同時將儀用放大電路輸出的信號反相，如圖13-4所示。RW為調(diào)零電阻。圖13-4比例放大電路13.2測量電路原理與設(shè)計13.2.4綜合電路設(shè)計

至此，基于金屬電阻應(yīng)變片的壓力測量電路設(shè)計完成，如圖13-5所示。13.2測量電路原理與設(shè)計圖13-5基于金屬電阻應(yīng)變片的單臂橋測量電路

◆圖中U1、U2、U3、U4指代的是同一電壓U（因考慮電路繪制的方便及電路元件的符號不能重復(fù)，所以分開標號），它用來模擬物體重量m。由以上分析可知采用全橋電路能夠有比較好的靈敏度，并且不存在非線性誤差，所以由四個應(yīng)變片兩個受拉兩個受壓可組成全橋電路，應(yīng)變片的受拉受壓情況如圖中標注。13.2測量電路原理與設(shè)計◆圖13-5中，RW1為一調(diào)零電位器，用來調(diào)節(jié)電橋平衡。圖中用了電阻并聯(lián)法進行電橋調(diào)零。電阻R5決定可調(diào)的范圍，R5越小，可調(diào)的范圍越大，但測量誤差也大。R5可按下式確定：

（13-20）

式中：△r1為R2與R4的偏差；△r2為R1與R3的偏差；此處的電阻值指應(yīng)變片的初始阻值。13.2測量電路原理與設(shè)計◆圖13-5中，RW2為增益調(diào)節(jié)電位器；RW4是放大電路調(diào)零電位器。電路中所選用的放大器是OP07CP，它是一種低噪聲、低偏置電壓的運算放大器。而且二極管VD3、VD4可對電路起到保護作用?！舸送猓敳捎媒涣麟姽╇姇r，由于導(dǎo)線間存在分布電容，這相當于在應(yīng)變片上并聯(lián)了一個電容，為消除分布電容對輸出的影響，可采用電容調(diào)零，如圖13-6為采用阻容調(diào)零法的電橋電路，該電橋接入了“T”形RC阻容電路，可調(diào)節(jié)電位器使電橋達到平衡狀態(tài)。13.2測量電路原理與設(shè)計圖13-6阻容調(diào)零法13.2測量電路原理與設(shè)計13.2.5綜合電路仿真◆將儀用放大電路的兩輸入端接地，滑動變阻器RW2調(diào)到最小值，即使放大電路的放大倍數(shù)調(diào)到最大，然后調(diào)節(jié)RW4，使電路的輸出近似為零。放大電路部分調(diào)零完成后，再和電橋電路相連，將模擬物體重量的電壓源的值設(shè)為零，調(diào)節(jié)RW1，使電路的輸出為零，從而完成電橋調(diào)零。電路參數(shù)調(diào)好以后，即以對電路進行仿真。13.2測量電路原理與設(shè)計1）直流工作點分析

◆當將電路中模擬物體重量的電壓源的值設(shè)為零，選擇菜單欄Simulate\Analyses下得直流工作點分析，觀察此時綜合電路中輸出端42和儀用放大電路兩輸入端4和15的直流電壓值，如圖13-7所示。電路調(diào)零后，當重物的重量為0時，電路的輸出節(jié)點42處的電壓近似為零。圖12-7連接器和顯示器件關(guān)聯(lián)圖13-7綜合電路直流工作點分析結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計2）直流掃描分析

◆我們來分析當重量逐漸增加時，輸出電壓與重量的關(guān)系。對于本設(shè)計也就是當模擬質(zhì)量m的電壓源的值U變化時，觀察電路輸出電壓的變化情況。打開菜單欄Simulate\Analyses下的直流掃描分析，彈出掃面設(shè)置對話框，如圖13-8所示。在圖13-8（a）中選擇要掃描的直流源。在電路中把U1～U4用一個直流源U代替，所以直流源就選vv。在圖13-8（b）中選擇觀察輸出點，輸出節(jié)點應(yīng)選節(jié)點42。參數(shù)設(shè)置好后，點擊仿真按鈕，可得圖13-9的直流傳輸特性，即重量變化時輸出電壓的變化曲線。由圖可知，輸出電壓的線性度較好。13.2測量電路原理與設(shè)計（a）掃描源選擇（b）輸出節(jié)點選擇圖13-8直流掃描設(shè)置13.2測量電路原理與設(shè)計圖13-9重量變化時輸出電壓的變化曲線13.2測量電路原理與設(shè)計3）交流分析

◆將儀用放大電路的輸入端改接交流源，電路的輸出節(jié)點仍然選擇節(jié)點42，如圖13-10所示，可以看到放大電路的通帶放大倍數(shù)約為100倍，在輸入信號的頻率大于1KHz左右時，放大倍數(shù)有所下降。圖13-10放大電路交流分析結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計4）傅立葉分析

◆設(shè)放大電路的輸入端接的信號源為50Hz，100mV的交流源，對放大電路進行傅立葉分析，傅立葉分析的設(shè)置如圖13-11所示，仿真結(jié)果如圖13-12所示。圖13-11傅立葉分析設(shè)置13.2測量電路原理與設(shè)計圖13-12100mV交流源的傅立葉分析結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計

◆當交流源改為1V以后，再對電路進行傅立葉分析，結(jié)果如下圖所示。當交流源幅值增加后，各諧波的幅值明顯增加，電路總諧波失真也明顯增加。圖13-131V交流源的傅立葉分析結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計5）噪聲分析

◆設(shè)放大電路的輸入端接100mV、50Hz的交流源，對電路進行噪聲分析，其設(shè)置如圖13-14所示，觀察輸入和輸出的噪聲譜密度曲線如圖13-15所示。圖13-14噪聲分析設(shè)置圖13-15噪聲分析結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計6）參數(shù)掃描分析

◆對電路進行參數(shù)掃描，分析當電阻R10變化時，對放大電路放大倍數(shù)的影響。參數(shù)掃描的設(shè)置如圖13-16（a）和（b）所示輸出變量選擇輸出節(jié)點電壓與放大電路兩輸出節(jié)點電壓之差的比值，即為該放大電路的放大倍數(shù)，仿真結(jié)果見圖13-17，可見差分運放中間電阻的阻值越大，放大倍數(shù)越小。13.2測量電路原理與設(shè)計（a）分析參數(shù)設(shè)置（b）輸出變量設(shè)置13.2測量電路原理與設(shè)計圖13-17參數(shù)掃描分析結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計7）溫度掃描分析

◆溫度掃描的設(shè)置如圖13-18所示，掃描分析的結(jié)果如圖13-19所示，可見當溫度變化時，電路的輸出電壓也隨著有微小的變化。圖13-18溫度掃描設(shè)置13.2測量電路原理與設(shè)計圖13-19溫度掃描結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計13.2.6實驗數(shù)據(jù)處理

表13-1為由仿真實驗而得的數(shù)據(jù)，包括電阻變化量和輸出電壓值。

表13-1實驗結(jié)果13.2測量電路原理與設(shè)計◆使用最小二乘法對以上數(shù)據(jù)進行擬合，設(shè)擬合直線方程式為：

（13-21）

●y表示輸出電壓U0，x表示電阻變化△R。

◆實際校準測試點有11個，第i個校準數(shù)據(jù)yi與擬合直線上相應(yīng)值之間的殘差為:（13-22）◆最小二乘法擬合直線原理是使為最小值，也就是使對K和b的一階偏導(dǎo)數(shù)等于零，即:

13.2測量電路原理與設(shè)計從而得到:（13-25）（13-26）代入數(shù)據(jù)，近似求得K≈118.4,b≈0即y=1.184x。換為電壓Uo和電阻變化△R的關(guān)系為:

再根據(jù)電阻變化與壓力的關(guān)系:

13.2測量電路原理與設(shè)計便可以得出電阻變化與壓力關(guān)系，即:

把式13-29代入式13-27中可得輸出電壓變化與壓力之間的關(guān)系：

將E=16300，S=100，R=348，k0=2，K=118.4代入，得到:

13.2測量電路原理與設(shè)計

13.3.1數(shù)據(jù)顯示子程序設(shè)計

◆根據(jù)設(shè)計的要求，在顯示模塊中，我們需要顯示電子電路的輸出電壓Uo，應(yīng)變片受壓后電阻的變化的絕對值△R（受拉為+△R，受壓為-△R）和最終度量的量-重物的質(zhì)量m；此外，在顯示模塊中，又加入可一些參數(shù)的顯示，如靈敏系數(shù)k0、彈性模量E、應(yīng)變片截面積S和電阻值R0。

由上面的分析可知:

13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆根據(jù)以上兩個式子和第5章中對LabVIEW的基本介紹，可建立一個子VI，具體步驟如下：圖13-20子VI設(shè)計

13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計①從開始菜單中運行“NationalInstrumentsLabVIEW2019”，在GettingStarted窗口左邊的Files控件里，選擇NewVI建立一個新程序。②框圖程序的繪制：圖13-20中，U0是Multisim中所設(shè)計的電路圖的輸出電壓。添加方法為在前面板中點擊右鍵打開控制模板，如圖13-21所示，選數(shù)型結(jié)構(gòu)下的數(shù)字控制元件，修改名稱為U0，它在框圖面板下以圖標形式顯示，由于節(jié)省空間的考慮，在圖標上單擊右鍵，取消選擇ViewAsIcon，則顯示形式如圖13-20，以下框圖都采用非圖標顯示形式。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆常量9.8是重力加速度g（單位m/s2），程序中除以9.8后輸出為質(zhì)量，單位是千克，再乘以1000后，輸出單位為克?！羝渌鞒Ａ咳鐖D13-20所示，在各常量上點擊右鍵選擇創(chuàng)建指示器，并相應(yīng)改變名稱，如彈性模量E、應(yīng)變片面積S等。運算函數(shù)可在功能面板中選擇，如乘除運算等，如圖13-22。放置好元件后，根據(jù)功能完成連線，最后輸出端接如圖13-21中所示的meter指示器，作為質(zhì)量的顯示儀表。以上各模塊均為桔黃色，表示數(shù)據(jù)類型為雙精度類型。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖13-21控制模板Numeric子模板圖13-22運算函數(shù)13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計③定義圖標與連接器雙擊右上角圖標進行編輯后，用鼠標右鍵單擊前面板窗口中的圖標窗格，在快捷菜單中選擇ShowConnector，而后圖標變?yōu)閳D13-23所示形式。圖13-23連接器窗格圖13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆接下來是建立前面板上的控件和連接器窗口的端子關(guān)聯(lián)。輸入與U0關(guān)聯(lián)，輸出的六個端子分別與輸出質(zhì)量顯示、靈敏度k0、彈性模量E、R、△R、應(yīng)變片面積S相關(guān)聯(lián)，完成上述工作后，將設(shè)計好的VI保存。下次調(diào)用該VI時，圖標與端口如圖13-24所示。圖13-24子VI圖標與端口

13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計13.3.2接口電路的設(shè)計與編譯◆關(guān)于接口的研究及LabVIEW儀器向Multisim的導(dǎo)入的原理請參照上一章的內(nèi)容。本設(shè)計中接口電路的設(shè)計與編譯分以下幾步：①把Multisim安裝目錄下“Samples”>>“LabVIEWInstruments”>>“Templates”>>“Input”文件夾復(fù)制到另外一個地方。②在LabVIEW中打開步驟①中所復(fù)制的StarterInputInstrument.lvproj工程，如圖13-25。接口電路的設(shè)計是在StarterInputInstrument.vit中進行。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖13-25StarterInputInstrument.lvproj工程圖13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計③打開StarterInputInstrument.vit的框圖面板，完成接口框圖的設(shè)計。在數(shù)據(jù)處理部分，把在LabVIEW完成的子VI添加在UpdateDATA框中即可。此時只是添加，不可修改框圖面板的原狀，如圖13-26所示。圖13-26顯示儀板的程序框圖13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆由圖13-26，子VI輸出端有六個輸出端口，在每個端口處右鍵點擊選擇創(chuàng)建指示器。在輸入端口，需要解決數(shù)據(jù)類型的匹配問題。由于系統(tǒng)原始的接口的設(shè)置，從Multisim10向LabVIEW中虛擬儀器輸入的是一個多維數(shù)組（它的數(shù)據(jù)類型是不能改變的），為了和設(shè)計的子模塊輸入數(shù)據(jù)的類型相匹配，需要加一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，把兩個數(shù)據(jù)端口正確的連接起來，如圖13-26所示，data后的第一個程序模塊是波形建立模塊，接著的是提取Y值模塊。實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的匹配還有另外兩種方法，這將在以后章節(jié)的設(shè)計實例中介紹。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆程序框圖設(shè)計好后，要進行前面板的設(shè)計，除了要完成功能外，還要兼顧美觀。設(shè)計好的前面板如圖13-27所示。完成后選擇重命名，保存為proj1.vit。圖13-27前面板設(shè)計13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計④編譯之前，要對虛擬儀器進行基本信息設(shè)置。打開subVIs下的StarterInputInstrument_multisimInformatio-n.vi的后面板，如圖13-28所示，在儀器ID中和顯示名稱中填入唯一的標識，如一起設(shè)為Plotterhxx11。同時把輸入端口數(shù)設(shè)為1，因為只有一個電壓輸入；把輸出端口設(shè)為0，此模塊不需要向Multisim輸出信號。設(shè)置完后另存為proj1_multisimInformation.vi，注意前半部分的名字和接口程序部分的命名必須一致。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖13-28虛擬儀器的設(shè)置13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計⑤打開BuildSpecifications，右鍵點擊SourceDistribution，選擇屬性設(shè)置，在保存目錄和支持目錄中，都將編譯完成后要生成的庫文件重命名，如proj1（.lib）。同時在原文件設(shè)置中選擇總是包括所有包含的條目，如圖13-29所示。屬性設(shè)置完成并對工程進行保存后，再在SourceDistribution上點擊右鍵，在彈出的菜單中選擇Build即可。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖13-29屬性設(shè)置13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計⑥編譯完成后，在Input文件夾下生成一個Build文件夾，打開后把里面的文件復(fù)制到“NationalInstruments”下的“l(fā)vinstruments”文件夾中，這樣就完成了虛擬儀器的導(dǎo)入，當再打開Multisim時，在LabVIEW儀器下拉菜單下就會顯示你所設(shè)計的模塊（plotterhxx11）?！舻竭@里所有關(guān)于此稱重系統(tǒng)的設(shè)計完成，打開Multisim10，導(dǎo)入后的顯示模塊如圖13-30所示。把設(shè)計好的電路和顯示模塊連接，電路調(diào)零后，進行仿真。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖13-30顯示模塊圖標驗證電路設(shè)計及顯示模塊的設(shè)計是否合理。圖13-31為20g和120g重物的仿真，可以看出設(shè)計基本符合要求。13.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖13-31設(shè)計結(jié)果13.4.1在Multisim中添加LabVIEW交互接口◆這些Multisim中的接口是分級模塊(HierarchicalBlock)和子電路(Sub-Circuit)接口(Hierarchicalconnector)，用來與LabVIEW仿真引擎之間進行數(shù)據(jù)收發(fā)。右鍵點擊鼠標并從彈出的快捷菜單中選擇

Placeonschematic/Hierarchicalconnector。如圖13-32所示。放置一個接口在電路圖的左上方，另一個放置在右上方。按照圖13-33將電路與接口連接起來。13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW圖14-32選擇交互接口13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW②設(shè)置接口：打開View菜單下的LabVIEWCo-simulationTerminals窗口，設(shè)置針對LabVIEW的輸入或者輸

出。為了將各個接口配置為輸入或者輸出，在模式設(shè)置中選擇所需要的選項，然后可以在類型設(shè)置中將各個接口設(shè)置為電壓或者電流輸出/輸出。最后，如果你想將放置的輸入輸出接口設(shè)置為不同的功能對，你可以選擇NegativeConnection。將IO1配置為輸入，然后將IO2配置為輸出。如圖13-34所示為設(shè)置好的LabVIEWCo-simulationTerminals窗口，圖13-35為即將被Labview調(diào)用的MultisimdesignVIpreview圖標。13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW圖13-34設(shè)置接口13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW圖13-35設(shè)置好的MultisimdesignVIpreview13.4.2在LabVIEW中創(chuàng)建一個數(shù)字控制器◆要在LabVIEW和Multisim之間傳送數(shù)據(jù)，首先需要使用LabVIEW中的控制與仿真循環(huán)(Control&SimulationLoop)。這里需要注意的是，Multisim安裝包中沒有這個模塊，需要從/labview/cd-sim/zhs/網(wǎng)站下載，然后安裝在Multisim的安裝路徑下。13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW打開Labview的程序框圖（后面板），右鍵點擊，打開函數(shù)選板，瀏覽到ControlDesign&Simulation?Simulation?Control&SimulationLoop。左鍵點擊，并將其拖放到程序框圖上。如圖13-36所示。

圖13-36放置控制與仿真模塊13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW②要修改控制仿真循環(huán)的求解算法和時間設(shè)置，雙擊輸入節(jié)點，打開ConfigureSimulationParameters窗口。輸入如圖13-37的參數(shù)；在這些選項中使用本文后面提供參數(shù)，可以有效地在LabVIEW的波型圖表中顯示數(shù)據(jù)。也可以根據(jù)自己的需求設(shè)置參數(shù)。13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW圖13-37節(jié)點參數(shù)設(shè)置③在VI中添加仿真掛起(HaltSimulation)函數(shù)來停止控制仿真循環(huán)。右鍵點擊，打開函數(shù)選板，瀏覽到ControlDesign&Simulation?Simulation?Utilities?HaltSimulation。左鍵點擊，并將其拖放到程序框圖上，然后在布爾輸入上右鍵點擊并選擇Create?Control。這樣就可以在VI的前面板上創(chuàng)建一個布爾控件來控制程序的掛起，來停止仿真VI的運行。如圖13-38所示。

圖13-38添加HaltSimulation函數(shù)13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW13.4.3放置MultisimDesignVI◆

MultisimDesignVI是管理LabVIEW和Multisim仿真引擎之間通訊的。右鍵點擊，打開函數(shù)選板，瀏覽到ControlDesign&Simulation?Simulation?ExternalModels?Multisim?MultisimDesign，左鍵點擊，并將其拖放到控制與仿真循環(huán)之中，注意，這個VI必須放置到控制仿真循環(huán)中。將MultisimDesignVI放置到程序框圖上以后，會彈出選擇一個Multisim設(shè)計（SelectaMultisimDesign）對話框。在對話框中你可以直接輸出文件的路徑，或者瀏覽到文件所在的位置來進行指定。如圖13-39所示。13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW圖13-39放置MultisimdesignVIpreview13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW

◆MultisimDesignVI會生成接線端，接線端的形式與Multisim環(huán)境中的MultisimDesignVI預(yù)覽一致，具有相對應(yīng)的輸入與輸出。如果接線端沒有顯示出來。左鍵點擊下雙箭頭，展開接線端。②調(diào)用Labview子VI：在Labview的程序框圖中，打開函數(shù)選板，選擇前面設(shè)計好的子VI，放在控件與仿真循環(huán)中。如圖13-40所示。

圖13-40調(diào)用子VI13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW③分別為MultisimDesignVI和Labview子VI創(chuàng)建輸入和顯示控件。右鍵點擊輸入接線端，然后選擇Create?Control來完成創(chuàng)建命令。如圖13-41所示。

圖13-41創(chuàng)建輸入及顯示控件13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW④整理前面板：打開前面板窗口，前面板的控件如圖13-42所示。圖13-42前面板圖13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW⑤開始仿真：單擊仿真開始按鈕開始仿真。如圖13-43所示。

圖13-43仿真控制按鈕13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW結(jié)果如下圖所示，結(jié)果顯示，設(shè)計基本符合要求13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW（a）m=10g（b）m=20g結(jié)果如下圖所示，結(jié)果顯示，設(shè)計基本符合要求13.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW（c）m=50g（d）m=120g習(xí)題1.單臂電橋存在非線性誤差，試說明解決方法。2.根據(jù)應(yīng)變傳感器的原理說明本設(shè)計中應(yīng)變模型的建立過程。3.試分析最終顯示的重量值誤差產(chǎn)生的原因。習(xí)題與思考題第14章鉑電阻溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計14.1設(shè)計任務(wù)114.2電路設(shè)計14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計3214.4將Multisim導(dǎo)入LabVIEW414.1設(shè)計任務(wù)14.1設(shè)計任務(wù)

本例設(shè)計的是一個測溫范圍為0到100攝氏度的測溫儀。讀者應(yīng)能夠根據(jù)鉑電阻的特性建立傳感器的模型，并設(shè)計相應(yīng)的測量電路。通過本設(shè)計，應(yīng)掌握以下內(nèi)容：1）了解鉑電阻測溫的原理，會根據(jù)鉑電阻的阻值與溫度的關(guān)系建立仿真模型；2）掌握鉑電阻的測溫電路；3）會用LabVIEW設(shè)計溫度顯示模板，把電路輸出電壓值轉(zhuǎn)換成溫度及參數(shù)的顯示。14.2電路設(shè)計14.2.1傳感器模型的建立

金屬鉑電阻器性能十分穩(wěn)定，在-260～+630℃之間，鉑電阻用做標準溫度計；在0～+630℃之間，鉑電阻與溫度的關(guān)系如下：（14-1）其中（0℃時電阻）R0=100，A=3.9684×10-3，B=-5.847×10-7。然后把參數(shù)帶入得

（14-2）14.2電路設(shè)計

◆有了溫度與鉑電阻的關(guān)系式，我們可以建立以下的模型，如圖14-1所示。以V1代表溫度T，壓控多項式函數(shù)模塊用來實現(xiàn)上述函數(shù)，其輸出為電壓值，由鉑電阻的原理，模型模擬的應(yīng)是電阻值，所以再加一個比例系數(shù)為1的壓控電阻，因此輸出電阻值按算式隨溫度值的變化而變化。圖14-1鉑電阻模型14.2電路設(shè)計14.2.2測量電路組成與原理

◆當溫度變化時，熱電阻的阻值隨溫度的變化而變化。對溫度的測量轉(zhuǎn)化為對電阻的測量，可將阻值的變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流的變化輸入測量儀表，通過測量電路的轉(zhuǎn)換，即可得被測溫度。測溫電路由以下4部分組成。圖12-1為GettingStarted窗口1）穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：

◆穩(wěn)壓環(huán)節(jié)用于為后面的電路提供基準電壓，如圖14-2所示。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的輸出端接電壓跟隨器來穩(wěn)定輸出電壓。電壓跟隨器具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的優(yōu)點。圖14-2穩(wěn)壓環(huán)節(jié)14.2電路設(shè)計◆穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路是最簡單的一種穩(wěn)壓電路，它由一個穩(wěn)壓二極管和一個限流電阻組成。從圖14-3的穩(wěn)壓管穩(wěn)壓特性曲線可以看到，只要穩(wěn)壓管的電流，則穩(wěn)壓管就使輸出穩(wěn)定在附近，其中是在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流下，所對應(yīng)的反向工作電壓。限流電阻的作用一是起限流作用，以保護穩(wěn)壓管；其次是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。

圖12-2（a）框圖面板及函數(shù)模板14.2電路設(shè)計14.2電路設(shè)計

◆設(shè)計穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路首先需要根據(jù)設(shè)計要求和實際電路的情況來合適的選取電路元件，以下參數(shù)是設(shè)計前必須知道的：要求的輸出電壓、負載電流的最小值和最大值（或者負載的最大值和最小值）、輸入電壓的波動范圍。圖12-2（b）前面板及控件模板圖14-3穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓特性曲線14.2電路設(shè)計根據(jù)上面的情況，可以確定以下元件和參數(shù)的選取：①輸入電壓的確定：知道了要求的穩(wěn)壓輸出，一般選為的2到3倍。也就是如果要獲得10V的輸出電壓，那么整流濾波電路的輸出電壓應(yīng)在二十幾伏左右，然后選取合適的變壓器，以提供合相應(yīng)的電壓。②穩(wěn)壓二極管的選擇：穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)有三個：穩(wěn)壓值、最小穩(wěn)定電流和最大穩(wěn)定電流。14.2電路設(shè)計

◆

選擇穩(wěn)壓二極管時，應(yīng)首先根據(jù)要求的輸出電壓來選擇穩(wěn)壓值UZ,使UO=UZ

。確定了穩(wěn)壓值后，可根據(jù)負載的變化范圍來確定穩(wěn)定電流的最小值IZ和最大值IZM。一般要求額定穩(wěn)定電流的變化范圍大于實際負載電流的變化范圍，即：

◆同時最大穩(wěn)定電流的選擇應(yīng)留有一定的余量，以免穩(wěn)壓二極管被擊穿。綜上所述，選擇穩(wěn)壓二極管應(yīng)滿足：

（14-3）14.2電路設(shè)計③限流電路R的選擇：

◆限流電阻的選取應(yīng)是穩(wěn)壓管中的電流在額定的穩(wěn)定電流范圍內(nèi)，即由圖14-2可知：

◆當電網(wǎng)電壓最低且負載電流最大時，穩(wěn)壓管中流過的電流最小，應(yīng)保證此時的最小電流大于穩(wěn)定電流的最小值，即：14.2電路設(shè)計

可得限流電阻的上限值為：

相反當電網(wǎng)電壓最高且負載電流最小時，穩(wěn)壓管中流過的電流最大，此時應(yīng)使此最大電流不超過穩(wěn)定電流的最大值，即：

根據(jù)上式可得限流電阻的下限值為：

圖12-3修飾子模塊14.2電路設(shè)計2）基本放大電路本設(shè)計沒有采用電橋法測量鉑電阻，是因為鉑電阻測溫采用單臂電橋，單臂電橋本身存在一定的非線性，為了避免電橋引入的非線性，所以采用放大電路測溫。圖14-4基本放大電路14.2電路設(shè)計基本放大電路的設(shè)計如圖14-4，它可以分解為圖14-5所示的兩個簡單的放大電路。

圖14-5分解后放大電路

◆圖14-5（a）的電路滿足下面的關(guān)系：（14-7）（14-8）圖12-4圖標編輯14.2電路設(shè)計

14.2電路設(shè)計圖12-7連接器和顯示器件關(guān)聯(lián)圖14-6測量電路

3）矯正環(huán)節(jié)◆雖然在圖14-1的模型中溫度的二次項系數(shù)很小，但仍存在一定程度的非線性。圖14-6為鉑電阻測溫的總體電路。14.2電路設(shè)計

◆其中由運放U3和電阻R8、R9、R15組成的反向比例放大器為電路引入負反饋，可使電路輸出的線形度變好。4）輸出范圍的調(diào)節(jié)

◆鉑電阻的阻值小且變化范圍小，為了使輸出變化明顯，總體電路中又加上了反向比例放大電路，調(diào)節(jié)RW3的值可以調(diào)節(jié)輸出電壓的范圍。14.2電路設(shè)計

14.2.3整體電路分析與設(shè)計

◆鉑電阻測溫的整體測量電路如圖14-6所示，它由上節(jié)所介紹的各部分電路所組成，其中RW1用于基本放大電路調(diào)零，RW2用于調(diào)線性，RW3用于調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)。D1為穩(wěn)壓值為10V的穩(wěn)壓二極管，其最大直流電流為143mA。下面我們來對電路進行分析，并確定電路的參數(shù)。14.2電路設(shè)計1)穩(wěn)壓環(huán)節(jié)分析將圖14-6所示的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)的輸出端接一個負載電阻，如圖14-7所示。為了確定這一負載電阻的大致范圍，將與穩(wěn)壓環(huán)節(jié)相連的放大電路的輸入端改接一個10V的直流源，然后對電路進行傳遞函數(shù)分析，其設(shè)置如圖14-8所示，將新加入的直流源作為輸入源（圖中的vv11），電路的總輸出端作為輸出節(jié)點，接地端作為參考節(jié)點。傳遞函數(shù)分析的結(jié)果如圖14-9所示，輸入阻抗約為1.8KΩ。14.2電路設(shè)計圖14-7穩(wěn)壓環(huán)節(jié)14.2電路設(shè)計圖14-8傳遞函數(shù)分析設(shè)置14.2電路設(shè)計圖14-9傳遞函數(shù)分析結(jié)果14.2電路設(shè)計◆將圖14-7中的R2設(shè)為1.82kΩ，然后對R1進行參數(shù)掃描，確定其取值。參數(shù)掃描的設(shè)置如圖14-10所示，將R1從10Ω到1KΩ之間取10個掃描點，然后選擇掃描直流工作點，輸出節(jié)點為22點，其掃描結(jié)果如圖14-11所示，R1應(yīng)在120Ω到230Ω之間取值，才能保證穩(wěn)壓二極管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，最后取R1為200Ω。14.2電路設(shè)計圖14-10參數(shù)掃描分析設(shè)置14.2電路設(shè)計圖14-11參數(shù)掃描分析結(jié)果14.2電路設(shè)計◆下面我們來分析電壓跟隨器在電路中的作用。將圖14-7中運放的正輸入端接一個10V的直流電壓源，然后對修改后的電路進行傳遞函數(shù)分析，結(jié)果如圖14-12所示，可見電壓跟隨器具有很高的輸入阻抗和很低的輸出阻抗。圖14-12傳遞函數(shù)分析結(jié)果14.2電路設(shè)計◆對圖14-7所示的電路進行參數(shù)掃描分析，觀察負載電阻R2變化對輸出電壓的影響。使R2在1Ω到10KΩ之間均勻的取10個值，然后對輸出節(jié)點22進行直流工作點掃描，結(jié)果如圖14-13所示。將圖14-7中的電壓跟隨器去掉，將負載電阻R2直接與穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的輸出端相連，然后仍按上面的設(shè)置對R2進行參數(shù)掃描分析，分析結(jié)果如圖14-14所示。比較圖14-13和圖14-14可知，由于電壓跟隨器的輸入電阻較大，則流過R1的電流基本全部流向穩(wěn)壓二極管，且電壓跟隨器隔離了負載電阻變化對二極管穩(wěn)壓電路的影響，所以加電壓跟隨器的穩(wěn)壓電路，在穩(wěn)壓范圍內(nèi)輸出電壓較穩(wěn)定，且約等于10V。14.2電路設(shè)計圖14-13帶電壓跟隨器的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)分析圖14-14去掉電壓跟隨器的穩(wěn)壓環(huán)節(jié)分析14.2電路設(shè)計2)鉑電阻溫度特性分析

◆在圖14-6的總測量電路中，對鉑電阻模塊進行直流掃描分析，觀察測量溫度與鉑電阻阻值的關(guān)系。直流掃描分析的設(shè)置如圖14-15所示，掃描電源為模擬測量溫度數(shù)值的電壓源V1，掃描范圍為0V～500V（即模擬0℃～500℃的變化），觀察節(jié)點2和15間的電壓差的變化（模擬鉑電阻的變化）。直流掃描分析的結(jié)果如圖14-16所示，其中實線為分析所得的數(shù)據(jù)，虛線為連接實線兩端點所得的直線，可見鉑電阻的阻值與溫度的關(guān)系存在非線性。因此需要調(diào)節(jié)RW2來調(diào)節(jié)負反饋的程度，從而矯正輸出電壓與溫度的非線性關(guān)系。14.2電路設(shè)計（a）分析參數(shù)頁設(shè)置（b）輸出頁設(shè)置圖14-15直流掃描分析設(shè)置14.2電路設(shè)計圖14-16鉑電阻與溫度的關(guān)系14.2電路設(shè)計3)RW1作用分析

◆將滑動變阻器RW1用一個任意大小的電阻代替，然后對該電阻進行參數(shù)掃描分析，觀察RW1變化時，輸出電壓在什么時候接近于零。RW1阻值的掃描范圍為1KΩ到100KΩ，從圖14-17的分析結(jié)果可知，RW1取大約90KΩ左右時，輸出端電壓才接近于零，所以應(yīng)取100KΩ的滑動變阻器來進行調(diào)零。最后調(diào)節(jié)滑動變阻器RW1使其兩端阻值約為93.1KΩ。14.2電路設(shè)計圖14-17RW1大小的確定14.2電路設(shè)計◆在去掉RW1的情況下對電路進行直流掃描分析，觀察V1在0到100V掃描后輸出電壓的變化，結(jié)果如圖14-18所示。加入滑動變阻器，并調(diào)整好滑動變阻器的大小后，再進行參數(shù)掃描分析，結(jié)果如圖14-19所示。比較圖14-18和圖14-19可知，兩條曲線基本平行，滑動變阻器調(diào)節(jié)后，當溫度為0時輸出電壓為0，即RW1的作用為測量電路調(diào)零。14.2電路設(shè)計圖14-18無RW1情況下直流掃描分析圖14-19RW1調(diào)零后直流掃描分析14.2電路設(shè)計4）電路驗證

◆鉑電阻在實際使用時都會有電流流過，電流流過會使電阻發(fā)熱，使電阻阻值增大，為了避免這一因素引起的誤差，一般流過熱電阻的電流應(yīng)小于6毫安。在鉑電阻的連接回路添加測量探針，雙擊探針，在打開的屬性對話框的參數(shù)頁下選擇要顯示的參數(shù)，如圖14-20所示。打開電路仿真按鈕，探針中顯示的鉑電阻中流過的電流為4.77mA，符合要求，如圖14-21所示。圖14-20測量探針屬性對話框14.2電路設(shè)計圖14-21探針中顯示結(jié)果14.2電路設(shè)計◆最后對電路進行仿真，記錄仿真數(shù)據(jù)可得電路的輸出電壓與鉑電阻的變化關(guān)系如圖14-22，可以看到測量電路的輸出線性度很好。圖14-22測量電路輸出特性14.2電路設(shè)計14.2.4實驗數(shù)據(jù)處理◆從0℃開始到100℃，電路每變化5℃讀一次數(shù)，得表14-1實驗數(shù)據(jù)。

表14-1實驗數(shù)據(jù)14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計14.3.1數(shù)據(jù)顯示子程序設(shè)計根據(jù)鉑電阻隨溫度變化時，電壓和溫度的關(guān)系可設(shè)計數(shù)據(jù)顯示子VI。由式14-2：

所以（14-14）由鉑電阻的測溫范圍知

（14-15）14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆由式14-13和14-15，可建立一個子VI，具體步驟如下：①從開始菜單中運行“NationalInstrumentsLabVIEW2019”，在“GettingStarted”窗口左邊的File控件里，選擇NewVI建立一個新程序。②框圖程序的繪制：

圖14-23所示為本設(shè)計子程序的程序框圖。本設(shè)計關(guān)于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換采用第二種方法設(shè)計程序框圖，用這種方法設(shè)計的子程序在接口電路設(shè)計時不用再考慮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖14-23程序框圖14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆考慮數(shù)據(jù)輸入（data）是關(guān)于時間和電壓的2維數(shù)組，設(shè)計一個時域信號的采集器，它由控制模板I/O模塊里的波形函數(shù)經(jīng)矩陣化而成，如圖14-24所示。利用ForLoop的自動索引功能，完成數(shù)組的轉(zhuǎn)換。這里ForLoop的自動索引是指使循環(huán)框外面的數(shù)組成員逐個依次進入循環(huán)框內(nèi)，或使循環(huán)框內(nèi)的數(shù)據(jù)累加成一個數(shù)組輸出循環(huán)框外面的功能。這樣數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換就可以直接在VI程序中完成，而不用從接口進行。14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖14-24設(shè)計時域信號采集器14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆通過時域信號采集器，將電壓的波形提取出來，再將連續(xù)電壓值作為VI輸入。循環(huán)時會將數(shù)據(jù)單個地輸出，所以很重要的一點是循環(huán)結(jié)束時不能使用自動索引，否則輸出的將是一維數(shù)組而不是單個數(shù)值。程序中用到了矩陣的索引，以得到單個顯示值。While循環(huán)的條件端口選擇“StopifTure”，連接的常數(shù)設(shè)為“T”。14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計③定義圖標與連接器

◆雙擊編輯好圖標后，用鼠標右鍵單擊前面板窗口中的圖標窗格，在快捷菜單中選擇顯示連接器，并根據(jù)輸入/輸出端口數(shù)來選擇連接器的模型。接下來是建立前面板上的控件和連接器窗口的端子關(guān)聯(lián)。把輸入端口與時域信號采集器“電壓”相關(guān)聯(lián)；兩輸出端口分別與“Rt”和“溫度計”兩顯示模塊相關(guān)聯(lián)。完成上述工作后，將設(shè)計好的VI保存。下次調(diào)用該VI時，圖標與端口如圖14-25所示。圖14-25子VI圖標與接口14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計

14.3.2接口電路的設(shè)計與編譯◆關(guān)于接口的研究及LabVIEW儀器向Multisim的導(dǎo)入的原理請參照第12章的內(nèi)容。接口部分的設(shè)計是為了把以上設(shè)計的子程序嵌入到Multisim中進行溫度及其他參數(shù)的顯示。本設(shè)計中接口電路的設(shè)計與編譯可分為以下幾個步驟。①把Multisim安裝目錄下Sampling/LabVIEWInstruments/Templates/Input文件夾復(fù)制到另外一個地方。14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計②在LabVIEW中打開步驟（1）中所復(fù)制的StarterInputInstrument.lvproj工程，如圖14-26。接口電路的設(shè)計是在StarterInputInstrument.vit中進行的。圖14-26StarterInputInstrument.lvproj工程圖14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計③打開框圖面板，完成設(shè)計。選擇CASE結(jié)構(gòu)下拉菜單中的“UpdateDATA”選項進行修改。按框圖中的說明，在結(jié)構(gòu)框中單擊鼠標右鍵選擇“SelectaVI”，把在LabVIEW完成的子VI添加在“UpdateDATA”選項中，子程序的接口連接Multisim的輸出數(shù)據(jù)接口，在子程序的輸出端創(chuàng)建指示器，如圖14-27所示。此時只能在已有框圖的基礎(chǔ)上增加新的內(nèi)容，而不能刪除原有模塊。圖14-27接口電路設(shè)計14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計◆程序框圖設(shè)計好后，要進行前面板的設(shè)計，除了要完成功能外，還要兼顧美觀。設(shè)計好的前面板如圖14-28所示。圖14-28前面板設(shè)計14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計④編譯之前，要對虛擬儀器進行基本信息設(shè)置。打開subVIs下的StarterInputInstrument_multisimInformation.vi的后面板，如圖14-29所示，在儀器ID中和顯示名稱中填入唯一的標志，如一起設(shè)為“Proj2”。同時把輸入端口數(shù)設(shè)為“1”，因為只有一個電壓輸入；把輸出端口設(shè)為“0”，此模塊不需要輸出。設(shè)置完后另存為Proj2_multisimInformation.vi，注意前半部分的名字和接口程序部分的命名必須一致。14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計圖14-29虛擬儀器設(shè)置14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計⑤打開BuildSpecifications，用鼠標右鍵單擊“SourceDistribution”，選擇屬性設(shè)置。在保存目錄和支持目錄中，都將編譯完成后要生成的庫文件重命名，如Proj2（.lib）。同時在源文件設(shè)置中選擇總是包括所有包含的條目，如圖14-30所示。屬性設(shè)置完成并對工程進行保存后，再在“SourceDistribution”上單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“Build”即可。14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計（a）文件分布設(shè)置（b）源文件設(shè)置圖14-30編譯屬性設(shè)置14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計⑥編譯完成后，在Input文件夾下生成一個Build文件夾，打開后把里面的文件復(fù)制到“NationalInstruments”下的lvinstruments文件夾中，這樣就完成了虛擬儀器的導(dǎo)入，當再打開Multisim時，在LabVIEW儀器下拉菜單下就會顯示設(shè)計的模塊（Proj2）。◆到這里所有關(guān)于此溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計完成，打開前面在Multisim10中設(shè)計的電路圖，在LabVIEW儀器下拉菜單下選擇導(dǎo)入的顯示模塊Proj2。把設(shè)計好的電路和顯示模塊連接，電路調(diào)整后，進行仿真，驗證電路設(shè)計及顯示模塊的設(shè)計是否合理。14.3LabVIEW虛擬儀器設(shè)計（a）10攝氏度

（b）40攝氏度（c）70攝氏度

（d）100攝氏度圖14-31實驗結(jié)果圖14-31所示為取的4個不同溫度時的仿真，可以看出小溫度值時，非線性誤差偏大，但約為2%，符合設(shè)計要求。14.4將Multisim導(dǎo)入Labview1．在Multisim中添加LabVIEW交互接口：這些Multisim中的接口是分級模塊(HierarchicalBlock)和子電路(Sub-Circuit)接口(Hierarchicalconnector)，用來與LabVIEW仿真引擎之間進行數(shù)據(jù)收發(fā)。1）右鍵點擊鼠標并從彈出的快捷菜單中選擇

Placeonschematic/Hierarchicalconnector。如圖14-32所示。放置一個接口在電路圖的左上方，另一個放置在右上方。按照圖14-33將電路與接口連接起來。14.4將Multisim導(dǎo)入Labview圖14-32選擇交互接口14.4將Multisim導(dǎo)入Labview圖14-33接口電路14.4將Multisim導(dǎo)入Labview2）設(shè)置接口：打開View菜單下的LabVIEWCo-simulationTerminals窗口，設(shè)置針對LabVIEW的輸入或者輸出。為了將各個接口配置為輸入或者輸出，在模式設(shè)置中選擇所需要的選項，然后可以在類型設(shè)置中將各個接口設(shè)置為電壓或者電流輸出/輸出。最后，如果你想將放置的輸入輸出接口設(shè)置為不同的功能對，你可以選擇NegativeConnection。將IO1配置為輸入，然后將IO2配置為輸出。如圖14-34所示為設(shè)置好的LabVIEWCo-simulationTerminals窗口，圖14-35為即將被Labview調(diào)用的MultisimdesignVIpreview圖標。14.4將Multisim導(dǎo)入Labview圖14-34設(shè)置接口圖14-35設(shè)置好的MultisimdesignVIpreview14.4將Multisim導(dǎo)入Labview2.在Labview中創(chuàng)建一個數(shù)字控制器：要在LabVIEW和Multisim之間傳送數(shù)據(jù)，首先需要使用La