基于虚拟仪器的汽锅实验测试系统的构建本科毕设论文

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1、 题目：（中文）基于虚拟仪器的汽锅实验测试系统的构建 （英文）Boilertest systemConstruction based on Virtual instrument宁波大学科学技术学院本科毕业设计（论文）摘要【摘要】本文的主题是基于虚拟仪器的汽锅实验测试系统的构建。不锈钢锅炉的底部通过钎焊和加热盘连接，钎焊的质量影响了加热盘到锅炉的导热性能，本文通过构建锅炉内部的温度变化曲线的测量来间接判断钎焊质量，避免因钎焊质量不好而导致的加热效率低下和空烧。文中主要阐述了温度测试系统的集成，对汽锅内水温变化测试，以及测试到数据的采集、分析、存储、回放的过程。测试温度使用的是K线热电偶和ADAM

2、采集卡，是基于labview8.6 平台编程设计的。K线热电偶的采集温度范围是01300摄氏度。同时运用ADAM3039和3210采集卡。此次课题所要达到的要求是：通过构建的软硬件系统，对加热的汽锅内水温进行测试，观察水温的变化曲线，通过大量的实验，对水温的变化曲线进行分析，通过得到一个标准来判断汽锅底部加热部分质量的好坏。并且将实验数据存入数据库中，方便以后的调用。【关键词】LabVIEW；温度采集；温度变化曲线；数据库Abstract 【ABSTRACT】In this paper, the theme is Virtual instrument based on LabVIEW for

3、boiler test system Construction。The bottom of the stainless steel boiler is connected by brazing and heatingplate, brazingqualityaffects thethermal conductivityoftheheating coilto the boiler,by constructingthemeasurementofthetemperaturecurveoftheboilerwithinindirectly judgethequalityofthebrazingto a

4、voidduetobrazingquality goodheatinginefficient andair burning Mainly described the integration of the temperature test system, the water temperature changes within the boiler test, and test data collection, analysis, storage，and playback process. The test temperature using a K-wire thermocouple and

5、ADAM acquisition card is designed labview8.6 platform-based programming. Collection of K-wire thermo couple temperature range of 0-1300 degrees Celsius. Use ADAM3039 and 3210 capture card. The topics to be achieved requirements are: to build hardware and software systems, heating water temperature w

6、ithin the boiler to be tested to observe changes in water temperature curve, a large number of experiments, changes in water temperature curve, get a standard determine the boilers at the bottom of the heating part of the quality of good or bad. And experimental data into the database, to facilitate

7、 future call.【KEYWORDS】LabVIEW；temperature acquisition；temperature curve；database目录1 绪论51.1 选题的背景与意义51.2虚拟仪器技术的应用及展望61.2.1虚拟仪器技术的应用61.2.2虚拟仪器技术的展望71.3数据库的应用及发展81.3.1数据库的应用81.3.2数据库的发展101.4本文研究要求和目标131.5本文研究内容和方法132 测试系统的硬件部分简述142.1 系统硬件组成及工作原理142.1.1 系统硬件的组成142.1.2 工作原理142.2 系统硬件的原理流程图153软件开发LabVIEW

8、的简介163.1 LabVIEW思路与结构163.2 LabVIEW的优点及缺陷163.3 软件总体流程174主程序的设计及分析194.1 系统结构及设计194.2采集模块驱动程序194.3温度采集程序224.4产品信息输入控件的设计224.5数据库的设计244.6数据输出及显示的设计254.7 数据查询功能的设计264.8 汽锅实验温度曲线测试285总结及展望33参考文献34致谢35III1 绪论1.1 选题的背景与意义在日趋成熟的科技研发领域，人们越来越重视产品的出厂检测。最终产品的测试是通过让使用者或者市场对产品(服务)的使用或者模拟使用之后，正对他们对产品或服务的评价和建议，以检验产品

9、或服务与现实市场需求方面的差距，为产品能够进一步的改进提供了有力的依据。在被测产品的发展或者生命周期的不同阶段，产品测试的目的和方式也不尽相同。产品质量的监督检查，是产品作为检查的对象为目的，对产品质量进行质量特征检查、检测、测量、实验，并将最终结果与其不同的标准进行比较，作出此产品的质量是否符合合格的标准，测试具有鉴别产品真伪、检定产品质量、预防产品各种问题、反馈产品质量信息的一系列作用。温度的测量也是判断某些产品质量好坏的重要标准之一，这些产品依靠对温度的检测才能得出本身的质量如何。而且先今社会需要进行温度测量和监控的场合日益增多，目前广泛使用的温度测量方法，主要是依靠传统检测，这种方法在

10、技术上十分成熟并且广泛使用，但是有明显的不足之处，系统的精确度不太高，在观测时不太能看清楚，实时性也相对较差，给现场的及时检测与分析处理带来不便。然而用LabVIEW为核心的系统检测不仅能摆脱传统的硬件测量，还可以实现了以软件测控为中心的测量系统，对温度的测控起到了根本性的变化。利用虚拟仪器及软件迅速快捷的特点，可以在计算机上准确并实时的实现温度的测量与分析处理，使庞大的计算和测控系统得以简化，方便操作。要实现温度测量，势必存在诸多的技术和工程问题。其中，本设计完成的“基于虚拟仪器起过检测系统的构建”就是关键项目之一。这个系统主要完成温度检测的几项关键性能指标的测试，如通过测试温度上升曲线，并

11、观察温升曲线的斜率，即可判断汽锅底部加热部分质量。温升曲线的斜率越大，则说明温度上升越快，可以直接说明汽锅底部加热部分的质量是好的。通过数据的分析之后，将数据存入由access数据库中，并且可以通过操作者、产品型号进行历史数据的查询。这样为以后的检测工作提供了很大的便利。1.2虚拟仪器技术的应用及展望1.2.1虚拟仪器技术的应用用户在通用计算机平台上根据需要定义设计仪器的测试功能，使使用者在操作时，就像是操作自己设计的测试仪器，就是虚拟仪器。虚拟仪器硬件的作用：获取现实生活中的真实被测信号，软件的作用是控制实现数据的采集、分析、处理、显示等功能，并将这些数据集成为命令环境。不断的提升虚拟仪器的

12、功能是首要目标，如今他可以代替很多应用中的传统仪器，并凸显了很多机器优秀的功能。图特别是在PC、半导体和软件特性在不断的发展，未来的虚拟仪器在测试系统的将来提供了一个非常优秀的模式，能够很灵活的在测量和控制方面并且十分强大。可广泛应用于电子测量、振动分析、声学分析、故障诊断、航天航空、军事工程、电力工程、机械工程、建筑工程、铁路交通、地质勘探、生物医疗、教学及科研等诸多方面。虚拟仪器固然有很多优点，使用者可以随便放弃老旧繁琐的传统测量设备，时代的进步，使他们更青睐新的以电脑为基础的虚拟仪器。但是计算机的性价比在不断上涨，使虚拟仪器更加便宜，更能让普通使用者接受，使用者不用再被繁琐的传统仪器所羁

13、绊，不用费心昂贵的价格，不用对传统仪器望而却步。虚拟仪器能进一步降低使用成本，见少系统的开发费用和维护费用，能有更高的性价比。还有一个方面，虚拟仪器的方便、快捷和强大的功能被新型计算机推到了一个新的高度。这一切的优点能够加速虚拟仪器的发展，使它能够在各行各业发挥热量，功能也能更加强大。普遍性和开放性在虚拟仪器上体现得一览无余，能够与现在的设备仪器实时联系，能够实现现在极为流行的远程测试，实现大面积的自动化，在将来的发展中起到了举足轻重的作用。有些报道预测出中国市场将会有一半以上的仪器是虚拟仪器。虚拟仪器与传统仪器的比较虚拟仪器传统仪器开放性、灵活、可与计算机技术保持同步发展封闭性、仪器间相互配

14、合较差关机是软件，系统性能升级方便，通过网络下载升级程序既可关键是硬件、升级成本较高，且升级必须上门服务价格低廉，仪器间资源可重复利用率高价格昂贵，仪器间一般无法相互利用用户可定义仪器功能只有厂家能定义仪器功能可以与网络及周边设备方便连接功能单一，只能连接有限的独立设备开发与维护费用降至最低开发与维护开销高技术更新周期短（12年）技术更新周期长（510年）表1-1 虚拟仪器与传统仪器的比较虚拟仪器的功能组成采集与控制数据采集卡GPIB仪器PXI VXI仪器RS232仪器数据分析数字信号修理数字滤波统计数字分析数据表网络，数据库硬拷贝输出文件I/O图形用户接口图1-1 虚拟仪器的功能组成1.2.

15、2虚拟仪器技术的展望虚拟仪器技术使得当今的测试技术更加活灵活现、更有效率、功能也更强大；而图像编程使系统的开发和发展更加省时省力，更加快捷；虚拟仪器是非常理想的选择。不管是测量、测控、测试，或者是工业方面的控制和分析，更有一些广泛的测控领域。在仪器测量方面，示波器、频谱仪、信号发生器、逻辑分析仪、电压电流表是科技所、企业的实验室、学校所必备的测控设备。伴随着信息技术在测量方面的广泛应用，传统的仪器设备缺乏相对应的电脑接口，所以使配合数据在现实的采集、分析、处理变得十分困难。并且传统仪器的体积十分庞大，是虚拟仪器的几十倍，多路数据测量时会感觉到十分困难，无从下手。很多时候都能看到硬件技师们的研究

16、室或者实验室到处都是复杂的仪器，扭曲在一起的导线和器件使科学家感到厌烦。然而在集成的虚拟仪器测量方面，我们看到的又是另外一幅场景：整齐的桌面、分明的仪器、有条理的操作，不但能使技师们从复杂纷乱的仪器堆中解放出来，还可以实现自动测量、自动读取、自动分析、自动处理。他的方便之处不用多说，这样能使设备的成本可以大幅度的降低。一套复杂的仪器多多少少都要十几万。在同等的经费预算和后期功能实现，虚拟仪器的价格至少要低二分之一。虚拟仪器强大的功能和经济的性能，使他在仪器测控方面崭露头角并有无限的开发前景。虚拟仪器技术的四大特点：1.性能高PC技术为虚拟仪器技术的发展奠定了基础，他几乎完全拥有了现有的PC技术

17、所主导的新新商业技术的优良方面，包括了卓越的处理器和文件I/O，技师可以再迅速导入磁盘的同时进行实时分析。另外，迅速发展中的Internet和计算计网络使虚拟仪器展现其强大的能量。2扩展性能强虚拟仪器优良的硬件和软件使工程师和科学家们不用在当前的技术中踌躇不前。由于虚拟仪器软件的灵活性，使用者只要更新个人电脑或测量硬件，就能以最少的投资或几乎不用软件上的升级就能改进整个测试系统。为了最终能够以最少的经济成本并且能减少上市时间，可以在使用最近最新的技术时，把他们组合到现有的测量仪器上。3.开发时间少在驱动和应用两个方面。虚拟仪器高效的软件结构和硬件与个人电脑、仪器、通讯中的最新最近的科技相结合。

18、使用户的操作十分方便，使用者可以轻松并快捷的配置、创建、存储、维护和修改性能高、成本低的一些测量和控制就能解决的方案。4.无缝集成虚拟仪器技术从根本上来看是一个集成的软件、硬件的概念。伴随着产品在功能上不断的趋向复杂与繁复，技师们一般都不要集成多个测量设备去完成完整的测试，但是连接还有集成这些不同的软硬件设备需要消耗大量的时间，非常浪费。虚拟仪器软件的平台为所有的I/O设备提供了标准的接口。能够帮助使用者迅速将多个测量设备组合成单个的系统，使任务便的更加轻松。在专门用来测量的设备来看，虚拟仪器的发展空间更加宽广了。在当今社会中，信息产业发展的如此迅猛，每个行业都向着智能、自动、动态的方向前进，

19、计算机在日常生活中已经极为普遍了，他们为虚拟仪器的推广提供了很好的平台并且打了坚实的基底。所以，虚拟仪器适用于一切需要电脑存储、管理、传输、分析数据的地方。早些时期的测量与处理、管理与分析完全风马牛不相及的场景将会大大不同。代替他的是数据的读取、存储、分析、管理和处理流水线的操作。既可以十分流畅又非常迅速便捷。将他们发扬光大，所有的计量系统，只要在技术上允许的都可以用虚拟仪器来代替，从这些方面来看虚拟仪器的前途无量并能迅速发展。在自动控制的方面来看，虚拟仪器一样举足轻重。绝大部分的闭环系统需要十分准确的采集数据、实时的数据处理和管理还有数据传输。虚拟仪器又恰好很符合上述的特点，非常适合测控一体

20、化。特别是在工业控制方面。虚拟仪器超强的计算能力和庞大的数据处理分析功能使他在温度控制、实时监控、电子电力仪器、流水线控制等领域中发挥着强大的能力。商业技术用户定义的仪器运动控制视图工业自动化传感器和数据采集测试和测量图1-2 虚拟仪器用途随着计算机技术、网络通信技术和仪器技术的完善，虚拟仪器将向以下三个方向发展。第一个是外挂式虚拟仪器，基于PCI总线的虚拟仪器在进入DAQ的时候需要打开机箱比较麻烦，测试信号又直接进入个人电脑，很多现场的问题例如被测信号和个人电脑之间有电磁扰乱。外挂式的虚拟仪器是将测量后的信号通过预先处理了，然后转变成需要的数字信号，再由串口线或者是USB线传送到计算机进行处

21、理，这样不仅减少了机箱的拆装麻烦，也节约了个人电脑的系统资源浪费，只要运行软件就能获取需要的结果。所以外挂式虚拟仪器系统成为后测试系统中的中流砥柱。第二个是PXI型高精度集成虚拟仪器测试系统。在一些测试系统的角度出发，现在比较先进的I/O总线技术分为：VXI总线和PXI总线。VXI总的是用来满足高端自动化测试的需求，但是现代的个人电脑不支持这种总线的结构，也不能讲主要的软件程序的一些好处给使用者，例如低成本、高性能。但是PXI平台是在PCI的基础上的，它有PCI的一些优点，例如：低成本、持续提高的高性能、为最终使用者提供主流软件模型。PXI系统高度的可拓展性和比较优秀的兼容性，与VXI系统更高

22、的性价比，是他成为今后大型高精度集成测试系统的主流。第三个是网络化虚拟仪器，随着网络技术的发展，有些工程师已经开发出通过网页浏览器观测嵌入智能仪器的产品，使用者可以通过网络操作设备。在虚拟仪器的基础上，我们可以通过他们的特性讲虚拟仪器组成计算机网络。利用网络技术将在不同位置不同功能作用的分散的测试设备联系在仪器上，使价格过于昂贵的设备在Internet上得以共享。不仅能让人们能够轻易的得到自己所需要的数据，还有很大的经济效益。可以想象在不久的将来，医生可以通过网络操作仪器来给病人看病，这样能够更方便更快捷。随着计算机技术的不断发展，虚拟仪器也正在继续迅速发展，完全有可能代替传统的测量仪器。虚拟

23、仪器在他的构成和其独特的性能和功能方面性价比能更上一层楼，他的特性能很好的适应当今社会科学技术的迅猛发展还有研究方面的深层次问题，比如在新的测量课题和需求。众所周知，在当今社会虚拟仪器能够在科学技术等各个方面得到广泛的应用。1.3数据库的应用及发展1.3.1数据库的应用自提出数据模型和数据库理论以来，数据库技术便得到了快速深刻的发展，并且广泛用于各个领域的。数据库是计算机应用系统中一种专门用来管理数据的系统，他包括的数据有很多形式，比如文字、数字、符号、图像、图形和音频等。现代生活中很多简单的应用需要处理纷繁杂乱的数据，特别是数字、文字、图像。在很多领域中的数据的存储非常重要，比如网络、多媒体

24、设备中极为常见。很多软件也需要利用数据库管理比如在CAD制图软件或一些网站中运用的一系列程序。关于以上的应用，关系数据库都没办法十分准确的实现对他们的管理及应用，而实际生活中又涌现出很多不同的操作管理问题，慢慢把数据库管理的发展推向了一个新的高度。数据库即Database，是以一定的数据模型的组合并能够长期储存在电脑内的大量的可共享数据的集合，是按照数据结构来组合、分析、存储、管理数据库的仓库。里面的数据即是仓库里的存货。数据库不是独立存在的场所，被包括在他的系统当中。“仓库”中的“存货”是按照货品清单进行组织、描述和存储的。具有冗余度小、独立性高和易扩展性的特点，然而数据能为各种信息的使用者

25、所共享。伴随着信息技术的发展和市场需求量的提高，特别是20世纪90年代之后，数据管理不再只有存储和管理数据，逐渐转化成为用户所需要的各种数据管理的途径。利用表格来存储那庞大的数据在各行各业都得到了广泛的应用，一般有很多种类的数据库，在接下来的介绍中将会与大家见面，特别是在服务业、航空业、银行业、政府部门、各大专院校等。数据库中还包括一个数据仓库，它是在数据库的基础上发展起来的，虽然现在的定义还没完全统一，但他是面向主题的、集成的、不可更新的，随着世纪不断变化的数据集合。数据仓库有以下四个特点：1. 面向主题数据仓库中的主题是一种数据的集合，是一种逻辑概念，是对分析对象进行较完整的比较和描述。任

26、何一个主题的数据仓库都由一组相联系的关系来抒发和实现。然而一个主题又可以被划分为多个表。主要是指数据仓库中的数据都是围绕一个中心来策划、组织、创建、使用。2. 数据集成 数据仓库中的数据都有一致的数据结构，他们的数据源存在很多相对的问题，然比如同样的名字却有不同的意义，数据类型不一样，单位相对字长的不同。整合和统一数据是在进入数据仓库之前必要的经过。3. 相对稳定 数据仓库中的数据不容易丢失但写不可更新。一般情况之下，只能一定时间中添加却不能进行修改。4. 反映历史变化 数据仓库中的数据被放入其中到最后被删除掉的整个时间段是不断在变化的，意思是随着时间改变有新的东西加入。二是数据仓库的数据储藏

27、的时间相对有限，过期则会自动消除。三是数据仓库中又很多综合数据，但是他们会沿时间变化路线重新综合5. 支持决策 数据仓库中大部分数据是供决策分析去使用。2 测试系统的硬件部分简述2.1 系统硬件组成及工作原理此次研究的课题所用到的硬件主要由这几部分组成：汽锅，温度采集模块，K线热电偶，串口转USB接口。汽锅主要由底部加热丝、汽锅体、压力表、安全阀、气管、电磁阀组成，在汽锅体内加入水，通过220V的电源对底部加热丝进行加热。温度采集模块由ADAM3039和ADAM3210组成，将采集到的真实温度转换为数字信号送入计算机内。K线热电偶的温度采集范围是0到1300摄氏度。因为我用的是笔记本电脑，没有

28、串口，要将采集模块连接到笔记本，必须要配置串口转USB借口。通过这些硬件的连接，便可测得人们所需要的数据，具体操作将在以下说明。 2.1.1系统硬件的组成汽锅的原理图图2-1 汽锅结构图1、 底部加热丝 2、汽锅体3、热电偶4、压力表5、安全阀6、气管7、电磁阀DAM3039和3210模块图2-2 温度采集模块通过将这两个模块相连，再加上串口转USB接口，即可接入笔记本电脑，然后将K线热电偶接连在3039的IN0到IN6任何一个口上，即可以通过K线热电偶测试汽锅内的温度。2.1.2 系统硬件的工作原理本课题采用ADAM数据采集模块，构建基于485的网络，实现多通道的数据采集。我们使用电线将DA

29、M-3000与DAM-3039连接，并通过串口将采集模块与电脑连接起来，就能够把模块采集好的数据输入到电脑中，进行接下来的步骤。DAM-3000与DAM-3039中的DATA+与（Y）DATA+、DATA-与（G）DATA、（R）+Vs与（R）+Vs、（B）GND与（B）GND相连接。DAM-3000的另一头有与电脑相同的串口，通过串口线与电脑相连接。采集卡的接线方式：供电要求1030VDC。+Vs接电源正，GND接地。复位的操作步骤为：在断电的情况下，将INIT*与GND短接，通电，指示灯由闪烁变成长亮，则表示模块复位完成。断电后，将短接的两端断开即可。DAM-3000系列模块的默认配置为：

30、地址：00；波特率：9600bps；无校验（代码00）。所有硬件相连后的硬件系统图2-3 硬件整体系统 2.2 系统硬件的原理流程图汽锅水K型热电偶计算机ADAM数据采集卡图2-4 系统流程图硬件部分的运行步骤为：通过对汽锅内的水进行加热，K线用热电偶对水温进行检测，将测量到的数据通过数据采集卡送入计算机。- 33 -3软件部分3.1 基本思路与结构这次课题主要使用的编程软件是LabVIEW。图形编程在LabVIEW中体现的十分透彻。其程序被叫做“虚拟仪器”，英文名称叫作“VI”。程序由前面板（panel）、块状图标（diagram）和图标（icon）这三个方面组成。前面板的作用是人机交流，也

31、用于测控数据的设定还有输出各种结果的显示。各式各样与实际的仪器前面板很像的输入端和输出端被我们所应用，来制造出我们所需要的前面板，不需要非常繁复的编程。每个前面板都有图表可以去定义进出之间的数据流动，即LabVIEW程序执行顺序。但是LabVIEW图形化编程的强大功能能够用图标来表示这个模块的功能，之间的连线表示每个模块之间的数据传输能力。所以编程时只需要从库中拿出函数的图标并编排在仪器，然后再用线连一起就可以。就类似用流程图来完成编程，好像画出源代码一样，使整个程序看上去更加直观、简单，可以避免平常程序语言结构的限制和语法错误；图标代表了虚拟仪器上块状图标中的虚拟仪器，而连线则觉得了流入流出

32、的数据流，避免反复的程序语言。所以，此次课题使用LabVIEW是非常方便、快捷的。3.2 LabVIEW的优点归纳起来LabVIEW软件开发软件有以下优点：（1）图形化的编程方式，编程过程近似人的思维过程，直观易学，编程效率高，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师语言。（2）继承并发展了结构化和模块化程序设计概念，提供了丰富的数据采集、数据存取、信号分析处理、算术运算和数据通信等功能模块，涵盖了测试的各个环节，开发功能高效，可重用性高。（3）提供了数百种仪器的源码级驱动程序，包括DAQ、GPIB（IEEE488）、PXI、VXI、RS-232，根据需要还可以在LabVIEW中自行开发

33、各种硬件驱动程序，为了让其功能扩展延伸，也可以用别的一些语言对驱动函数库进行研发。（4）差错和调试功能强大。有相对比较传统的调试方法，比如设断点，还有其他的一些测试的工具，有利于设计者观察程序运行细节。可以在需要侦查的地方加入探针，运行程序时候能够看到准确的数据值。这样的观察能够准确的找到错误和造成错误的原因，可以降低错误率也能够很大程度上缩短程序员花在调试上的时间。（5）网络功能强大，支持常用网络协议，如传输控制协议（TCP/IP）和用户数据报协议（UDP），方便网络、远程测控系统的开发。现今社会，检测技师们都发现虚拟仪器是很好的选择，里面有一定的原因。虚拟仪器系统如此迅速、快捷、经济的发展

34、，能够轻松的解决测控中的一系列问题。伴随着虚拟仪器驱动程序标准化和软件开发平台的发展，代码成为了此仪器编程中的基本基石。这表示可以很大程度上的躲避编程中的重复劳动力，绝对能减少程序的开发时间，靠着不同的模块构造出自己的虚拟仪器，操作者们选择这样的测控方法，不仅能够变得更加经济，而且在将来能够保护已经存在的测试投资。LabVIEW是开放化的模块化程序设计语言，他能够十分快速的建立本身的仪器仪表，并且永远可以不用担心程序的质量而且不会浪费多余的时间。LabVIEW能够适合各种层次的使用者使用，不仅编程经验丰富的人能做好，一些经验不足的工程技术人员也能轻松上手，所以被很多人成为科学家们的语言。3.3

35、 软件总体流程流程图是整个软件模块的核心部分，它从ADMA数据采集卡指定的通道中读取数据，在对数据进行相应的处理后将其存储并在前面板上显示，同时生成控制信号送入输出通道。在流程图中各个节点的执行由数据流驱动的，也就是说每个节点只有当在它之前的所有节点将相应的数据传输过来后才能执行，总体流程图框图如下图所示。开始初始化实现温度曲线的显示和自动记录结束标度转换测温数据的输入存入数据库进行分析图3-1 软件流程4主程序的设计及分析4.1 系统结构与设计本次课题是基于LabVIEW，测量汽锅温度上升曲线，分析判断汽锅底部加热丝的焊接好坏 ，然后将测得的数据存入数据库，方便以后的查询、回放等功能。此次测

36、试系统为多通道，可以选择0到6通道之间任意一个通道进行温度的测量。用的是ADAM采集卡。使用K线热电偶对汽锅内水温进行测量，K线的采集温度范围是0到1300摄氏度。通过此系统，可以对工厂的汽锅加热质量的好坏进行测试。并且十分方便的进行历史数据的回放和查询。前面板显示主程序采集数据的模块数据输入程序数据库的设计和连接系统结构图4-1采集模块驱动程序ADAM3039模块自带了驱动程序，要测量数据，必须先安装驱动。通过驱动可以进行温度的采集，十分方便。通过模块自带的驱动，可以修改模块地址、AD模式、串口号、读数距间隔等数据。4.3 温度采集程序对自带程序进行简单的修改便可以达到课题所要求的目的。为了

37、让检测到的温度显示为十进制摄氏度的数据，所以要对显示数据进行调整。因为K线热电偶的检测温度范围是0到1300摄氏度，对应的二进制数为0到65535，所以将数据除以65535再乘以1300，便可以使输出的温度为十进制摄氏度。图4-2 测温系统面板模块自带测温程序的串口设置当选中COM1口时（我用的是COM1口），按设备操作搜索模块，面板上便会出现：图4-3 查询模块面板值得注意的是，开始地址和程序中的串口配置必须一致，否则会导致串口搜寻失败。图4-4 测温系统面板当面板COM1口下面显示出DAM3039模块时，说明搜索成功。注意：由于我的系统只要求单通道，所以我只在DAM3039上的通道0上接了

38、K线热电偶，剩余的通道1到通道7测得的温度都是不准确的，只有通道0显示的是实时正确温度。在前面提到，可以直接通过调用dll程序来实现本次课题的目标。所以先创建一个串口：图4-5 创建串口程序用来调用自带的dll程序，就可以直接用在本次研究中，节约了不少时间。创建串口后要进行串口的配置，比如地址和波特率。为了让检测到的温度显示为十进制摄氏度的数据，所以要对显示数据进行调整。因为K线热电偶的检测温度范围是0到1300摄氏度，对应的二进制数为0到65535，所以将数据除以65535再乘以1300，便可以使输出的温度为十进制。图4-6 程序图并且，将温度曲线、通道号、实时温度、最大值、温幅、最小值等数

39、据显示在前面板上。下图为程序前面板的整体样式，显示了串口号、模块地址、波特率、刷新时间、通道号、温度、最大值、最小值、温幅、操作者、型号等等很多数据。图4-7 系统前面板4.4产品信息输入的设计为了方便以后查询历史数据，在操作过程中，需要对测得的数据进行分类。可以按操作者和型号进行分类，可以通过查找操作者或者型号，来查看历史数据，方便快捷。不过操作者和型号需要人为手动输入。以下为设计程序：图4-8 程序图通过前面板上的实时信息进行显示。图4-9 前面板所以，存入数据库的所有数据都会有特定的操作者和型号，这样历史数据查看起来非常方便。4.5数据库的设计本次课题用到了access数据库，用来保存测

40、试的数据，可以达到查询、回放等功能。一些信息和测试数据保存到Access数据库当中，用Database工具包中的VI来实现与数据库的交流。此方法只需要一个Access数据表来存储信息以及数据文件来实现LabVIEW结合Access数据库的对于数据的管理图4-10 数据库程序在access中建立一个表格，名称叫dataread，将温度数据、通道号、操作者存到dataget这个数据库的dataread这个表格中去。添加数据源：在控制面板中双击管理工具，然后双击数据源，便可以进入ODBC数据源管理器，如图所示。图4-11 添加数据源然后点击按钮，会出现数据源驱动选择的对话框，选择Microsoft

41、Access Driver（*.mdb），如图所示。图4-12 添加数据源最后单击Finish，弹出一个窗口后，在Data Source Name填入一个名字，比如dataread，单击Select选择之前建立的dataread.mdb数据库文件即可。数据源添加完毕后，在LabVIEW中即可将测得的数据存入Access中。4.6 数据输出及显示的程序设计测得的数据存入数据库后，为了更加方便用户查询调用，我们可以将保存的数据显示在前面板上，程序设计如图所示。图4-13 程序图数据显示在前面板的一个标签的表格中，具体显示如图所示。图4-14 实时数据显示4.7 数据查询功能的设计数据查询是现实工作

42、中非常重要的工作之一，通过数据查询可以发现以前操作的问题，方便了数据统计、产品改进等工作。所以在此次课题中，加入了根据关键字进行数据查询的功能，程序设计如图所示。图4-15 程序图当进行数据测量时，用户在前面板上输入操作者名称和产品型号，便可以将操作者和型号相对应的数据存入数据库中。以后如果要查看历史数据，查询项目有操作者、型号、时间、通道号等等，可以将对应的数据显示出来，操作界面如图所示。图4-16 查询面板4.8 汽锅实验温度曲线测试此次课题的主要研究目的是测试汽锅底部加热丝焊接质量的好坏，通过在汽锅中加入一定量的水，进行加热，然后通过K线热电偶测量水的温度，在LabVIEW前面板上可以显

43、示出温度变化的曲线，通过观察温度变化曲线的斜率，来判断汽锅底部加热丝加热质量的好坏。在这次研究中，我对多个汽锅进行了温升曲线的检测，通过大量的实验，得出了多种不同情况的温升曲线，具体情况见图分析。图4-17 波形图这条曲线是通过大量实验得出的最好的曲线，它达到最高温度的时间最短，升高的过程最平滑。如图可见，这个汽锅加热后，达到最高温度花了160秒左右，曲线的斜率大约为0.5，也就是说，汽锅在加热过程中，水温以每秒0.5摄氏度左右的速度增加。这个汽锅的加热丝焊接质量是比较好的。下面看看一个质量不是很好的汽锅温升曲线，如图。图4-18 波形图由图中的曲线可以看到，这个汽锅的温升曲线比较缓慢，而且抖

44、动也比较大，过了200多秒温度还没有达到最大，而且前100秒左右的温升曲线几乎就是水平的，那就说明了这个汽锅底部加热丝的焊接质量不太好，虽然有温度上升，但是时间比较慢。影响了消费者的使用，所以这个是不合格的产品。下面再看一种情况，如图。图4-19 波形图图中的曲线可以很明显的看出，温度曲线几乎没有任何变化。一直都维持的室温，就是一条水平的直线。这说明了什么问题？排除采集卡和K线热电偶的故障，可以说明，汽锅底部加热丝完全是损坏的。曲线一开始有一点小小的波动，是因为环境影响的问题，不论什么情况下都是会出现的，几秒钟以后开始稳定下来，说明汽锅底部加热丝根本没有加热效果。可见，这个汽锅底部加热丝的焊接

45、是完全失败的。5总结及展望本文主要是从LabVIEW和数据库出发，了解虚拟仪器和数据库的发展历史，明白它的重要性，以及学习其工作原理。在毕业设计的过程中我对LabVIEW和数据库有了更深层次的了解，通过这次的课题设计，也让我学习到了不少新知识，锻炼了独自找资料，独自学习的能力，而且对毕业设计中原来毫无接触的学科有了了解，并且产生了浓厚的兴趣，发现其实有些解决问题的方法。但是，在设计过程中我也遇到了不少困难，感觉自己对所学的专业知识的欠缺，学无止境，这我明白自己要更加的谦虚，体会到了不管以后走上什么样的工作岗位，都需要要学习，独立自主，活到老学到老，这是我在整个课题设计过程中最大的体会。更希望以

46、后能有更多的机会锻炼自我。参考文献1 杨乐平，李海涛LabVIEW 高级程序设计M北京：清华大学出版社，2004：470473 2 许斌基于虚拟仪器技术的信号产生及数据分析处理系统J2004 3冉宝春，郭庆吉应用LabVIEW 构建和建立访问数据库的方法J工业仪表与自动化装置，2005，6：485O 4周熊，叶平LaVIEW 中利用LabSQL对数据库访问的实现口J理论与方法，2007，26(7)：1517 5毕虎，律方成，李燕青，等LabVIEW 中访问数据库的几种不同方法J微计算机信息，2006，22(1)： 6 李震基于虚拟仪器的实验信号集成处理系统研究J安徽机电学院学报，2002，17

47、(2)：58 7 朱晓华基于组件技术的虚拟仪器开发方法研究J上海大学学报，1999，5(4)：357361 8 刘亚虚拟仪器构建技术J计算机自动测量与控制，1999，7(3)：4043 9 Chung-hwan Je, Richard Stone, Steven G. Oberg ; Development and application of a multi-channel monitoring system for near real-time VOC measurement in a hazardous waste management facility. Science of the

48、Total Environment 382 2007: 364374 10 Kin Yeung, Jie Huang; Development of a remote-access laboratory: a dc motor control experiment. in Industry 52 2003: 305311 11 高明，孟建军，祁文哲，吴九牛. 基于虚拟仪器的数据采集系统的设计与实现. 2009.2（18） 12 陈敏，汤晓安.虚拟仪器开发环境LabVIEW及其数据采集.计算机工程与设计.2001.10（22） 13 王洪波，王枫，张彦斌，薛德庆，秘晓元. LabVIEW与Acc

49、ess数据库访问接口研究.测控自动化.2004-6（20）致谢本文是在我的导师徐建瑜副教授指导下完成的，值此论文完成之际，首先由衷的感谢感谢他在整个毕业设计过程中对我的指导与关心。徐建瑜老师在生活和学习上给予我无微不至的关心和帮助；在科研上，徐老师一丝不苟的工作精神以及积极乐观的人生态度，让我学会了如何在正确有效地进行学习研究、如何积极面对遇到的各种困难，如何找到克服和解决问题的方法等等。他渊博的学识、平易近人，严谨的工作作风和良好的处事态度都给我留下了深刻的印象，将对我今后的学习、工作和生活产生很好的影响。再次，感谢我一起学习和生活的同学们，对他们表示由衷的谢意。最后感谢亲人在学习和生活上对我的支持和关心，让我能全身心投入到学习中。