毕业论文Labview电池参数

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1、 2014届毕业设计题 目 基于Labview电池参数分析装置设计 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 测控技术与仪器 班 级 测控103班 学 号 110034072 学生姓名 孙刚 指导教师 李曙光 完成日期 2014年5月24日 17 / 18文档可自由编辑打印摘要与关键字中文摘要 基于labview电池参数分析装置的设计这一课题是一个值得深究的问题。本论文的主要内容是：用labview软件来设计一段程序，通过DAQmx将实物当中的数据（电池的各种参数，比如：电压、电流等）输入到电脑当中，通过已经设计好的程序来测量出电池的各种参数。我这次的主要目标是测量出电池的电能。因此，我需要通过测

2、量出实际电路当中电池的电压变化，电流变化，以及所消耗的时间，通过软件中的程序分析计算出电池实际所具备的电能。不仅要计算出总电能，还要能计算出每分每秒的电能，并且通过图表显示出来。本次课题最大的特点便是理论设计反而比较重要，硬件设备及装置不是太复杂，当然只是相对而言，因此本课题最大的特点便是我所设计的软件程序，主要的功能还是体现在程序当中，硬件设备只是起到了辅助作用。关键字：labview、DAQmx、电池、电能、程序外文摘要This topic design parameter analysis device based on LabVIEW battery is a question wor

3、th studying. The main contents of this thesis are: use LabVIEWsoftware to design a program, through the DAQmx (real data in the various parameters, such as: voltage, battery current) input to the computer, through hasprocedures designed to measure various parameters of battery. My main focus is the

4、measurement of battery power. Therefore, I need to measure actual circuitvoltage, battery current changes, and the time consumption, through softwareprogram analysis to calculate the actual battery with electricity. Not only tocalculate the total electric energy, but also can calculate every minute

5、ofelectrical energy, and through the chart display. This topic is the biggest characteristic of design theory more important, hardware equipment and deviceis not too complex, of course, but relatively speaking, so this issue is the biggest characteristic of the design of the software program, the ma

6、in function isreflected in the program, the hardware only plays the auxiliary function.Keywords: LabVIEW, DAQmx, battery, electrical energy,program目录1 绪论 31.1 LabVIEW的背景及发展历程31.2 Labview的应用领域及意义51.3 虚拟仪器技术的发展及其在国民经济发展中的重要作用51.4 国内外虚拟仪器研究的现状及发展趋势61.5 虚拟仪器的性能特点 71.6 本课题主要内容82 论文主体92.1 研究的基本内

7、容与拟解决的主要问题：92.2 结论123 致谢134 参考文献134.1 外文翻译134.2 资料文献165 附录171 绪论 1.1 LabVIEW的背景及发展历程 LabVIEW是一种程序开发环境，由美国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据

8、分析、数据显示及数据存储，等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。  LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在 LabVIEW中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足 GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它

9、还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。LabVIEW的历史：20世纪70年代末期：在美国应用研究实验室（AppliedResearch Laboratory）产生VI概念的雏形。1986年：发布Macintosh平台下的LabVIEW 1.0。1988年：发布Macintosh平台下的LabVIEW 2.0。1990年：虚拟仪器面板和结构化数据流图获两项美国专利。1994年：发布LabVIEW 3.0 带有附加工具包。1996年：发布LabVIEW 4.0 增

10、加自定义界面和Application Builder。1998年：发布LabVIEW 5.0 支持多线程。2000年：发布LabVIEW 6i集成因特网功能。2001年：发布LabVIEW 6.1实现远程控制和增加事件结构等重要功能。2003年：发布LabVIEW 7 Express增加了Express VI。2004年：发布LabVIEW 7.1 Express增加了许多全新的功能。2005年：发布LabVIEW 8.0增加了许多全新的功能。2006年8月：发布LabVIEW 8.2有了第一个中文版的开发环境。2007年8月：发布LabVIEW 8.5。2008年4月：发布 LabVIEW

11、8.5.1。2008年8月：发布LabVIEW 8.6。2009年2月：发布 LabVIEW 8.6.1。2010年8月：发布LabVIEW 2010。2011年8月：发布LabVIEW 2011。2012年8月：发布LabVIEW 2012。LabVIEW 8.X之版本中引入了面向对象（OOP）之程序设计概念，使LabVIEW更接近一个完整的编程语言。开发语言：C/C+国内外同类软件：国内现在已经开发出图形化的单片机编程系统CPUVIEW；乐高公司开发的软件 “LEGO MINDSTROMS NXT”，使程序的设计者可以在计算机上通过NXT-G（一种可视化编程语言）对机器人的行为进行可视化的

12、程序设计。国外发展历程 随着个人电脑技术的出现人们开始考虑使用电脑来处理传统仪器所测数据。由此GPIB技术在20世纪70年代发展起来这也就是IEEE 488及后来的IEEE488.2标准。但由于GPIB总线带宽1Mbytes/s限制了数据向计算机的实时传输所以大量的数据处理工作仍然依靠仪器自身所带有的功能。20世纪80年代随着计算机技术的进一步发展个人电脑可以带有多个扩展槽就出现了插在计算机里的数据采集卡。它可以进行一些简单的数据采集数据的后处理由计算机软件完成这就是虚拟仪器技术的雏形。1986年美国National Instruments公司以下简称NI公司提出

13、了“软件即仪器的口号”推出了NI-LabVIEW直观的流程图编程风格的开发和运行程序平台开启了虚拟仪器的先河。20世纪90年代计算机总线速度进一步加快PCI总线的数据传输速度达到了132Mbytes/s。1996年底美国NI公司在PCI数据总线的基础上提出了第一代PXI系统的技术规范。现在PXI技术联盟已经有接近60家成员公司为这一平台开发产品。  我国发展历程 1985年我国东方振动和噪声技术研究所以下简称COINV开始提出PC卡泰PCCATAI微机卡式采集测试分析仪的概念并推出了数据采集和信号处理软件DASP Data Acquisitio

14、nSignal Processing随后又提出了“把实验室拎着走”的口号进而进行了虚拟仪器库平台的研发实现了INV虚拟仪器库。DASP软件概念突破了传统的随机振动信号分析仪和FFT分析仪概念实现了向虚拟仪器和计算机采集测试分析仪器概念的过渡。其间COINV研制成了国内第一台虚拟仪器PC卡泰INVl01接着又推出了台式机用的INV303和便携式笔机本式的INV306系统并于1993年到加拿大多伦多展出实现了VI的飞越。1.2 Labview的应用领域及意义LABVIEW有很多优点，尤其是在某些特殊领域其特点尤其突出。测试测量：LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是

15、现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。控制：控制与测试是两个相关度非常高的领域，从测试领域起家的LabVIEW自然而然地首先拓展至控制领域。LabVIEW拥有专门用于控制

16、领域的模块-LabVIEWDSC。除此之外，工业控制领域常用的设备、数据线等通常也都带有相应的LabVIEW驱动程序。使用LabVIEW可以非常方便的编制各种控制程序。仿真：LabVIEW包含了多种多样的数学运算函数，特别适合进行模拟、仿真、原型设计等工作。在设计机电设备之前，可以先在计算机上用LabVIEW搭建仿真原型，验证设计的合理性，找到潜在的问题。在高等教育领域，有时如果使用LabVIEW进行软件模拟，就可以达到同样的效果，使学生不致失去实践的机会。儿童教育：由于图形外观漂亮且容易吸引儿童的注意力，同时图形比文本更容易被儿童接受和理解，所以LabVIEW非常受少年儿童的欢迎。对于没有任

17、何计算机知识的儿童而言，可以把LabVIEW理解成是一种特殊的“积木”：把不同的原件搭在一起，就可以实现自己所需的功能。著名的可编程玩具“乐高积木”使用的就是LabVIEW编程语言。儿童经过短暂的指导就可以利用乐高积木提供的积木搭建成各种车辆模型、机器人等，再使用LabVIEW编写控制其运动和行为的程序。除了应用于玩具，LabVIEW还有专门用于中小学生教学使用的版本。快速开发：根据笔者参与的一些项目统计，完成一个功能类似的大型应用软件，熟练的LabVIEW程序员所需的开发时间，大概只是熟练的C程序员所需时间的1/5左右。所以，如果项目开发时间紧张，应该优先考虑使用LabVIEW，以缩短开发时

18、间。跨平台：如果同一个程序需要运行于多个硬件设备之上，也可以优先考虑使用LabVIEW。LabVIEW具有良好的平台一致性。LabVIEW的代码不需任何修改就可以运行在常见的三大台式机操作系统上：Windows、Mac OS 及 Linux。除此之外，LabVIEW还支持各种实时操作系统和嵌入式设备，比如常见的PDA、FPGA以及运行VxWorks和PharLap系统的RT设备。1.3 虚拟仪器技术的发展及其在国民经济发展中的重要作用现代仪器仪表技术是计算机技术和多种基础学科紧密结合的产物.随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的飞速发展,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结

19、构不断出现,在许多方面已经冲破了传统仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化.在此背景下,1986年美国国家仪器公司(NationalInstruments,NI)提出了虚拟仪器(VirtualInstrument,VI)的概念1.尽管迄今为止虚拟仪器还没有一个统一的定义,但是一般认为2:虚拟仪器是在PC基础上通过增加相关硬件和软件构建而成的、具有可视化界面的可重用测试仪器系统.和传统仪器相比,虚拟仪器具有巨大的优越性:(1)融合计算机强大的硬件资源,突破了传统仪器在数据处理、显示、存储等方面的限制,大大增强了传统仪器的功能;(2)利用计算机丰富的软件资源,实现了部分仪器硬件的软件化

20、,节省了物质资源,增加了系统灵活性;通过软件技术和相应数值算法,实时、直接地对测试数据进行各种分析与处理;通过图形用户界面技术,真正做到界面友好、人机交互;(3)虚拟仪器的硬、软件都具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点.因此,用户可根据自己的需要,选用不同厂家的产品,使仪器系统的开发更为灵活,效率更高,缩短了系统组建时间.作为现代仪器仪表发展的方向,虚拟仪器已迅速发展成为一种新的产业.美国是虚拟仪器的诞生地,也是全球最大的虚拟仪器制造国.到1994年底,虚拟仪器制造厂已达95家,共生产1000多种虚拟仪器产品,销售额达2.93亿美元,占整个仪器销售额73亿美元的4%3.到1996年,虚

21、拟仪器已在仪器仪表市场中占有10%的份额4.生产虚拟仪器的主要厂家NI、HP等公司,目前都生产数百个型号的虚拟仪器产品.这些产品在国际市场上有较强的竞争力,已进入中国市场.国内虚拟仪器研究的起步较晚,最早的研究也是从引进消化NI的产品开始.但经过多年研究,我国已经在虚拟仪器开发方面形成了自己的特色5.国家自然科学基金委员会已将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一,并被列为/十五0期间优先资助领域6.我国国民经济的持续快速发展,加快了企业的技术升级步伐,先进仪器设备的需求更加强劲;虚拟仪器赖以生存的个人计算机最近几年以极高的速度在中国发展,这些都为虚拟仪器在我国的普及奠定了良好的基础.因

22、此,我国的虚拟仪器存在巨大的发展潜力.据专家预测,到/十五0末我国虚拟仪器行业的产值将达到仪器仪表行业总产值的50%但是,国内虚拟仪器行业至今还没有形成具有自主知识产权的虚拟仪器核心开发技术,也没有相关的行业标准.虚拟仪器产业无论在规模还是在质量上都难以与国外同行匹敌,国外虚拟仪器产品几乎垄断了国内的市场.加入WTO以后,我国虚拟仪器行业面临的形势更加严峻.1.4 国内外虚拟仪器研究的现状及发展趋势从虚拟仪器概念提出至今,有关虚拟仪器技术的研究方兴未艾.研究人员在虚拟仪器硬件接口、虚拟仪器软件及其设计方法等方面做了许多有意义的研究工作,并已开发了许多实用的虚拟仪器系统.虚拟仪器技术的发展紧跟时

23、代主流，其随着PC机飞速发展的步伐而前进，其发展方向及重点主要有以下几个方面：  A、速度越来越快 虚拟仪器的主控器不断更新换代，其运行速度也在飞速提高，目前最流行的主控器是奔腾MMX型。  B、结构越来越紧凑 由主控器内嵌式组建的虚拟仪器系统比以往其他的结构紧凑，而由PXI机箱组建的则比VXI机箱组建的虚拟仪器结构更为紧凑。  C、性能价格比越来越高 由VXlpc一740组建的虚拟仪器系统与由VXlpe一850组建的虚拟仪器系统相比，其功能相当，而前者的价格只有后者的三分之一；  D

24、、接口功能越来越完善 虚拟仪器系统主控器的接口从提供完备的高性能外围接口到目前已能够提供完备的网络接口功能，这项功能的不断完善必将在未来的虚拟仪器系统网络中起主要作用。  E、系统的配置方案更加经济、实用 虚拟仪器系统可以从仪器情况、要求的传输速率、运用的具体场合、价格等诸多方面考虑选择合适的配置方案。  总之，从NI公司提出虚拟仪器的概念到如今，虚拟仪器技术一直在向更快、更紧凑、更经济、更方便、更实用的方向发展。1.5 虚拟仪器的性能特点 A、利用标准的商业技术  虚拟仪器工具的持续发展依靠的是标准商业

25、技术不断进步，如个人电脑的快速发展和因特网崛起。这些突飞猛进的商业技术必然带来性能的改进和大批量市场运作的成本降低。虚拟仪器产品使用这些技术，确保以更低的价恪为用户提供更为出色的性能。比如说：LabVIEW图形化开发软件与最新的Windows、Linux和其他操作系统兼容，为使用者带来既可与简便易用图形化功能结合，同时又具有高性能多线程执行功能的开发环境仪器硬件设备，可以充分利用PC1和USB计算机总线的性能，以高速将数据传送到内存。总之，无论是软件还是硬件产品，它们都是建立在个人或嵌入式计算机系统的内存芯片、处理器和显示技术快速发展的基础上。  B、测量速度快且精确

26、60;测量输入信号的几个性能参数(如电压、频率、上升时间)只需要一个量化的数据块，要测量的信号参数就能被数据处理器计算出来。这种将多种测试结合在一起的办法缩短了测试时间。而在传统的系统中，必须把信号连接到每一台仪器上以便测量各个参数，这样测量值就受电缆长度、阻抗、仪器校准和修正因子的差异的影响。  C、具有更好的测量精度和可重复性 嵌入式数据处理器可以建立一些特定功能的数据模型。如FFT和数据滤波器这就不再需要随时间可能发生漂移并需要定期标定的分立式模拟硬件了。  D、减少开关和电缆 由于所有信号具有一个公用的量化通道，故允许各种测量

27、使用同一校准和修正因子，这样复杂的开关矩阵和信号电缆就能减少，信号将不必切换到多个仪器上。 E、用户定义测量功能 出于仪器功能可由用户级产生，故它不再是固定在硬件中而不可改变的，当需要时可加入新的测量功能而不用再去买一台新的仪器。 F、可扩展性强 为提高测试系统的性能，可加入一个通用模块或更换一个模块，而不用购买一套全新的系统。  G、缩短系统组建时间 所有通用模块支持相同的公用硬件平台。各软件驱动程序或仪器处理程序不必单独产生，当测试系统要增加一个新的测量功能时，只需增加软件来执行新的功能或增加一个通用模块来扩展系统的测量

28、范围，固而系统组建时间短。  虚拟仪器的优点  一般的传统仪器基本上都是由三大功能块组成：信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出。由于这些功能块全是以硬件(或固化的软件)的形式存在的，从而决定了传统仪器只能由仪器厂家来定义、制造，而用户无法改变。而且传统仪器一般都是独立使用、手动操作，对于较为复杂、测试参数较多的场合使用起来就很不方便，其局限性非常明显。而虚拟仪器则克服了传统仪器的这些缺点，它把仪器的三大功能块全部放到计算机上来实现，在计算机上插数据采集卡，用软件在屏幕上生成仪器面板用软件来进行信号的分析与处理、以各种形式输出检测结果。&#

29、160;总之，虚拟仪器的出现，打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的模式，它利用计算机丰富的软硬件资源大大突破了传统仪器在数据的处理、表达、传送、显示和贮存等方面的限制，有极好的性能价格比。 虚拟仪器的硬件与软件结构 硬件    在虚拟仪器中完成数据采集 提供信号源、控制信号以及与计算机相连都需要一些必不可少的硬件。目前NI为用户提供了丰富的硬件有：插入式数据采集产品、信号调理产品、GPIB控制产品、VXI控制产品、Fidd现场总线产品等等。其中较为常用的虚拟仪器是由数据采集系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及这

30、三者之间的任意组合。下面介绍硬件构成的最基本的三种方案。  A、基于数据采集系统上的虚拟仪器系统组建方案 通过A/D转换将模拟、数字信号采集到计算机进行分析、处理、显示等，并可通过D/A转换实现反馈控制。它还可以根据需要加入信号调理等硬件模块，这是现在比较常用的一种方案。 B、由GPIB仪器控制的虚拟仪器系统组建方案 一个典型的GPIB测量系统由一台PC机、一块GPIB接口板和若干台GPIB仪器通过标准GPIB电缆连接起来组成大型的自动化仪器测量系统。在标准情况下，一块GPIB接口板卡可带多述l4台仪器，电缆长度可达20米。利用GPIB扩展技术

31、，一个GPIB自动测量系统的规模无论是仪器数量还是距离都可以进一步扩展。  C、由VXI仪器控制的虚拟仪器系统组建方案 VXI总线是一种高速计算机总线。由于它的标准开放、结构紧凑、具有数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂商支持等优点，VXI系统的组建和使用越来越方便，应用面越来越广，尤其是在组建大中规模自动测量测试系统以及对速度精度要求较高的场台，有着其它仪器无法比拟的优势。因此VXI是虚拟仪器发展的一个热门方向。  软件    软件是虚拟仪器的关键。目前软件编程方法已从原来的BAS

32、IC、C语言、Visual BASIC和LabWindows向可视图形化编程语言发展。 所谓可视图形化编程语言是指把复杂、烦琐、费时的语言编程简化成用菜单式图标提示的方法选择功能，并用线条把各种功能(图形)连接起来的简单图形编程方式。它的优点有：易于集成；具有高效率；可快速建立操作者界面；具有多种显示和控制；易于使用者理解维护；查错方便；节省80 的开发时间等。特别对于其他相关专业知识掌握不多的人，不需要掌握其内部细节就可以使用。目前使用较多的软件是NI公司的LabVIEW 、LabWindowsCVI和HP公司的VEE软件开发平台。在1996年中国VX

33、I应用技术大会上，对于“开发软件是选择LabVIEW，还是选择VEE好?”的问题,回答几乎是一样的：都可以。实际上，几乎每个用户都仍然要花费大量人力、物力、财力四处调研总想搞清楚自己究竟该选哪一种。为什么要选这一种?所以，在如何选择软件开发平台上希望专家们进一步探讨研究，尽早给用户一个准确的答案。通过对别人的研究和实际应用中得到一个结论：软件的选择应与硬件相对应。如果系统所用模块仪器是HP公司的一般用VEE；如果系统用多厂家产品集成，且是单机箱，一般用LahVIEW；如果系统用多厂家产品集成，且是多机箱则一般用LahWindowsCVl 1.6 本课题主要内容 本课题研究的主要目的就

34、是通过Labview软件设计出一段程序，通过这段程序，我们可以测量出电池的各种参数。这里主要测量的是电能，通过收集到实际当中电池的电压、电流等参数，通过程序来计算出电池的总电能。2 论文主体2.1 研究的基本内容与拟解决的主要问题：2.1.1 电池的容量：电池的容量指完全充电的蓄电池在规定条件下所释放的总电量，用字母“C”表示，其单位为安培时（A·h）。电池容量通常有以下几种： 理论容量：假设活性物质被完全利用，蓄电池可释放的最高容量。 额定容量：在规定条件下测得的，制造商给定的蓄电池的最低容量，也称保证容量。 可用容量：在规定条件下，从完全充电的蓄电池中释放的电量也称实际容量。 剩

35、余容量：蓄电池经使用后，在指定的放电率和温度状态下可从电池中放出的电量。2.1.2 电池的能量：在一定标准规定的放电条件下，电池对外做工所能输出的电能，其单位为瓦时（W·h）或千瓦时（KW·h）。电池能量通常有以下几种： 总能量：蓄电池在其寿命周期内，电能输出的总和。 充电能量：通过充电器输入蓄电池的电能 放电能力：蓄电池放电时，输出的电能。在此需特别强调容量与能量的区别:容量表示电池输出的电量，能量表示其做功能力的能量。能量可以用容量乘以放电平均电压获得。电气设备用电流控制时，则用容量衡量;当电压显得重要时，则多用能量。分析比较电动汽车能量利用效率时即用能量。 2.1.3

36、 电池的能量密度与功率密度：分别指从蓄电池的单位质量（或体积）所获得的电能与输出功率。分别被称为比能量与比功率，具体表示方法： 质量能量密度：从蓄电池的单位质量所获取的电能，也称质量比能量。单位为Wh/kg 体积能量密度:从蓄电池的单位体积所获取的电能，也称为体积比能量。单位为W·h/L 质量功率密度:从蓄电池的单位质量所获取的输出功率，也称质量比功率。单位为W/KG 体积功率密度：从蓄电池的单位体积所获取的输出功率，也称为体积比功率，单位为W/L需要强调的是能量密度与功率密度的区别:蓄电池的功率一定程度决定了汽车的加速性、爬坡性和最高车速，而蓄电池的能量密度决定了汽车一次充电后的续

37、驶里程。蓄电池的重量也一定程度地影响了汽车的驱动力，而电池的体积决定了汽车各部件在汽车底盘的布局空间。所以电动汽车希望比功率和比能量都能较大。但一般来说，蓄电池的功率密度增加时，能量密度要下降。其原因是:蓄电池内产生高电流的化学反应限制了能量密度;为了产生高电流，需要大量的集电器，为了让出空间，就得缩小储存电能量的电极材料的体积。 2.1.4 电池的开路电压：蓄电池处于开路（断路）状态下电极两端的电位差称为开路电压。电池的开路电压取决于构成电池的材料特性。对于同一系列的电池，如果材料来源，晶体结构不同，开路电业也会有差异。如果电池的开路电压下降很快，说明电池内部可能存在慢性短路，或者电池性能趋

38、于衰退接近报废。 2.1.5 电池的内阻：电池放电时的内阻包括欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻是电池中各组成部分的电子导电阻力、离子导电阻力及接触电阻之和，与电极结构和装配工艺有关。极化电阻式电极反应形成的，与电极反应的本质及材料有关。电池内阻越小，电池工作输出电流时的降压就越小，电池就能输出较高的工作电压和较大的电流，输出能量和容量也就越大。2.1.6 电池的工作电压：电池放电时，电池两极之间的位差，也叫放电电压或端电压。工作电压应等于其开路电压减去内阻的压降。与放电制度有关。放电制度指电池放电时所规定的各种条件，主要包括放电方式（指连续或间断）、放电电阻、放电电流、放电时间、放电终止及放电环境

39、温度等。 2.1.7 放电终止电压：指电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压。根据不同的电池类型及放电条件，对电池容量和寿命的要求也不同，因此所规定的电池放电终止电压也不同。一般在低温或大电流放电时，终止电压要求低，因为此时电极极化大，活性物质不能得到充分利用，电池电压下降较快。而在小电流放电时，终止电压就规定较高，因为小电流放电电极极化小，且活性物质能得到充分利用。2.1.8 放电曲线：表示在一定放电条件下，连续放电时电池的工作电压随时间变化的关系曲线。如图所示，表示某电池在不同放电率（1.3.5.8.10小时率）下的放电曲线。从中可清楚地看出放电时其工作电压随时间的变化过程，通

40、过放电曲线可计算出放电时间和放电容量。放电时率小着，其电压下降速度快，终止电压低，放电时间也短，还影响了电池的实际使用效果。放盒子放电时率大着，其工作电压下降慢，往往也能输出较多的能量。工作电压的变化速度也被称为放电曲线的平稳度。电池的额定容量C，单位Ah,是放电电流安（A）和房间时间小时（h）的乘积。放电时率，常见的有20小时，10小时时率等，写作C20,、C10，其中“C”代表电池容量，后边的数字表示该类电池以某种强度的电流放电到设定电压的小时数。于是，容量除以小时数等于额定放电电流。例如，一辆电动自行车的容量为10Ah，放电时率为2小时，写作10Ah2，它的额定放电电流为10Ah/2h=

41、5A；一个汽车启动用的电池容量为54Ah、放电时率为20小时，写做54Ah20，它的额定放电电流仅为54（Ah）/20（h）=2.7A！换一个角度讲，这两种电池如果分别用5A和2.7A的电流放电，则应该分别能持续2小时和20小时才下降到设定的电压。设定的电压是指终止电压（放电时电池电压下降到不至于损坏的最低限度值），终止电压不是固定不变的，它留着放电电流的增大而降低，同一个蓄电池放电电流越大，终止电压可以越低，反之，应该越高。也就是说大电流放电时容许蓄电池电压下降到较低的值，而小电流放电则不行，否则会造成损坏。电池强度用倍率表示，写做NCh，“N”是一个倍数，”C”表示容量的安时数，h表示放电

42、时率规定的小时数。倍率常常写成NC的形式而不写下标。倍数NC乘以容量C就等于电流A。比如20Ah电池采用0.5C倍率放电，0.5×20=10A。换一个角度举例：某汽车启动蓄电池容量54Ah，测得输出电流为5.4A，那么它此时的放电倍率N为5.4/ 54=0.1C。酸蓄电池具有代表性：同一个电池在不同的放电电流下所得出的Ah（电流和时间的乘积）数是不同的。假设电池的容量为10Ah，以0.6C倍率也就是6A放电时间只能持续1小时，能够放出的电量仅为6A×1h=6Ah。而以0.05C也就是0.5A放电时间可以持续20小时，放出电量0.5A×20h=10Ah。尽管前者的终

43、止电压比后者低得多，但能够放出的电量要远小于后者。 2.1.9 寿命：电池的寿命是指电池使用时间或充电循环次数所表示的电池耐用性。循环充电电池经历一次充电和放电的过程，称为一个循环或一个周期。在一定的充放电制度下，电池容量下降到某一规定值时，电池所能经受的循环次数，称为蓄电池的循环寿命。影响蓄电池循环使用寿命的主要因素有:在充放电过程中，电极活性表面积减小;电极上活性物质脱落或转移;电极材料发生腐蚀;电池内部短路;隔膜损坏和活性物质晶型改变，活性降低。在每个充放电循环中，电池中的化学活性物质都要发生一次可逆性的化学反应。随着充放电次数的增加，电池中的化学活性物质会逐渐老化变质，活度性衰减，化学

44、功能减弱，使得电池的充放电效率逐渐降低，最后电池丧失功能而报废。蓄电池的循环周期与其充电和放电的形式、使用环境温度和放电深度有关，放电深度"浅"时，有利于延长电池的寿命。蓄电池在电动汽车上的使用环境(包括所受的振动、l温度变化)，电池组中各个电池的均衡性和安装方式等，都会影响电池的工作循环次数和使用寿命。 2.1.10 温度特性：环境温度是影响电池性能的重要因素。实际上电池也有以工作温度状态分类的，如铅酸电池在常温下工作，而钠硫电池需在高温下才能工作。电池对环境温度及温度升高的情况都较敏感。大部分都要求在较狭窄的温度范围内工作，才能保持较高的性能，否则就会损坏。因此，蓄电池

45、在电动汽车上的安装使用，还需注意其环境温度和温升状态的调节控制。2.1.11 CA（启动电流）：指在零摄氏度时电瓶放电30秒，电瓶端电压为7.2伏以上所能输出的安培数。启动电流是指电气设备（感性负载）在刚启动时的冲击电流，是电极或者感性负载通电的瞬间到运行平稳的短暂时间内的电流的变化量。这个电流一般是额定电流的4-7倍，为了线路的运行安全及其他设备的正常运行，大功率的发动机必须加装启动设备，以降低启动电流。冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开 时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流。常见的交流电机的启动方法有：直接启动串电阻启动自耦变压启动星三角减压启动变频启动2.1.12 C

46、CA（冷启动电流）：指在零下18摄氏度时电瓶放电30秒，电瓶端电压为7.2伏以上所能输出的安培数。 解决的主要问题是如何运用Labview来检测电池的各种参数，其中以电池电能为主。2.2 结论 本次课题涉及研究的范围很广，因为时间有限，所以这次研究的主要方向还是以设计出一套可以测量出电池电能的程序为主。 Labview功能十分强大，模块十分多，不是一两天所能够熟悉了解的，尤其是对于初学者。当然，在足够熟悉了解的前提下，也是能够很便捷的设计出具备各种功能的程序。它不像C语言那样抽象，可以说它的许多模块很形象，很多时候往往只要看一眼，外行的人都有可能知道这些模块的大致功能。 本次课题，主要实现测量

47、出干电池的电能。具体的说就是：用干电池、电阻、电压表、电流表等硬件连接一个基本的电路，然后通过DAQmx把测量到的电压、电流等数据输入到电脑程序中，通过我设计出的程序测量计算出干电池所消耗的电能。注意：这里根据导师的要求，我的程序要实现的功能有（1）可以测量出干电池的总电能，并且把曲线图显示出来；（2）可以测量出每毫秒的电能，即随时暂停随时显示出消耗的电能。这也是这个程序的创新点。这项工作听起来似乎很容易，实则不然，尤其是对于那些对于Labview不够熟悉的人来说。因为光是熟悉这个软件的各种模块便需要花费大量的时间，其它的就更不用说了，还没有开始变遇到这么大的一个阻碍，可想而知这项工作有多费事

48、。幸好，到最后，我还是坚持下来了，也取得了一定的成就。3 致谢 经过了这么久的努力，终于完成了这次的课题。从一个几乎对于Labview可以说是初学者我到最后能够及时的完成任务，我不得不感谢一些人。首先，我的导师李曙光。每隔一段时间，当我遇到瓶颈的时候，我总是会去麻烦导师，有时候我自己都会感到不好意思，但是，导师他每次总是不厌其烦的知道我，把我的困惑一个个的解决，从而使我的进度一次次的加快。每一次去的时候，导师都会放下手上所有的工作，专心指导我，而且，一指导就会花费好几个小时，有时候不懂的地方，导师会不断的重复讲解，换多种方式讲解，使我的思路不断清晰，目标不断明确。有时候，实在无法理解的时候，导

49、师也会动手小操作一下，举个例子什么的，总之，每一次都会让我真正的理解以后才会停止，十分的负责。所以，我超级感谢我的导师！其次，我也感谢我的同学。有时候碰到一些小问题，问导师的话有时候他不在，所以我只好直接找他们。但是，他们每一次都会认真的帮助我，也使我少走了不少弯路，感谢。 终于完成了这次的课题，我感到很开心，虽然过程当中枯燥乏味，但是当这一切都结束的时候，我感到十分的满足！4 参考文献4.1 外文翻译As with C and BASIC, programming system LabVIEW is general, there is a complete any of the huge t

50、ask of programming functions. LabVIEW functionsincluding data acquisition, GPIB, serial port control, data analysis, data display and data storage, etc. LabVIEW also has the traditional debugging tools, such as setting breakpoints, to display animated data and subroutine (VI) results, stepand so on,

51、 debugging convenient program. LabVIEW (Laboratory VirtualInstrument Engineering Workbench) is a graphical programming language withicon instead of lines of text to create applications. The traditional text programming language according to the statement and the instruction sequencedetermines the se

52、quence of execution, while the LabVIEW uses data flow programming, data flow between the nodes of the diagram determines theexecution order of VI and function. VI refers to the virtual instrument, is a program module of LabVIEW. LabVIEW provides the look and traditional instruments (such as oscillos

53、cope, multimeter) similar to controls, can be used to easily create userinterface. The user interface is called the front panel in LabVIEW. The use of icons and connection, can be controlled by programming objects on the front panel. This is the graphical source code, also known as G code. LabVIEW g

54、raphical source code in a way similar to the flow chart, it is also known as theblock diagram of the program code. Features: use as far as possible the general hardware, differences between the various instruments mainly software. Can give full play to the computer capacity, powerful data processing

55、 function, can create a more powerful instrument. Users can according to their own needs to defineand manufacturing all kinds of instruments. The future of virtual instrument based on another problem is connected interconnection standard instrument andcomputer. Is currently using more IEEE488 or GPI

56、B protocol. Future instrumentsshould also be network. LabVIEW (Laboratory Virtual instrument EngineeringWorkbench) is a graphical programming language development environment, to accept it is widely industry, academia and research laboratories, as a standard data acquisition and instrument control s

57、oftware. LabVIEW integrates with all the functions of GPIB, VXI, RS-232 and meet the RS-485 protocol of the hardwareand data acquisition card communication. It also features a built-in library functions for TCP/IP, ActiveX and other software standards. This is a powerful and flexible software. It ca

58、n be used to facilitate the establishment of virtual instrument of their own, the graphical interface makes programming and use of the process are lively and interesting. Graphical programming language, also known as the "G" language. Use this kind of language programming, basicallydon'

59、;t write code, replace sb. is a flow chart or diagram. It is possible using thefamiliar technicians, engineers, scientists, in terms of icons and concepts,therefore, LabVIEW is an end-user tool. It can enhance your ability to build their own scientific and engineering system, provides a convenient w

60、ay to instrument programming and data acquisition system. Principle of using it for research,design, test and implement instrumentation systems, can greatly improve work efficiency. Using LabVIEW, can generate stand-alone executable file, it is a true 32 bit /64 compiler. Like many important softwar

61、e, LabVIEW provides severalversions of Windows, UNIX, Linux, Macintosh. It is a convenient, hardware, can be changed by software, can realize different instrumentation function, is very convenient, is equivalent to the software or hardware! Now the graphic is mainlythe upper system, now has develope

62、d a graphical programming system(embedded system, 32 bit and support can be expanded), continuous improvement .与 C 和BASIC 一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。LabVIEW（Laboratory Virtual Inst

63、rument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而 LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是 LabVIEW 的程序模块。LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在 LabVIEW 中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW 的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又

64、被称作程序框图代码。特点：尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。未来虚拟仪器研究的另一个问题是各种标准仪器的互连及与计算机的连接。目前使用较多的是IEEE488 或 GPIB协议。未来的仪器也应当是网络化的。LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一种图形化的编程语言的开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足

65、GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为 “G” 语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。利用 LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位/64位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。它主要的方便就是，一个硬件的情况下，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器仪表的功能，非常方便，是相当于软件即硬件！现在的图形化主要是上层的系统，国内现在已经开发出图形化的单片机编程系统（支持32位的嵌入式系统，并