1、1项 目 课 程 设 计课程名称_仪器与测试项目 题目名称_温度热电偶测量系统 学生学院_机电工程学院_ 专业班级 08 机电（4）班 学 号_ 3108000475 学生姓名_ _指导教师_傅春晖 _成绩评定_ _2011 年 10 月 3 日2广东工业大学课程设计任务书题目名称 温度热电偶测量系统学生学院 机电工程学院专业班级 08 机电（4）姓 名 罗乔隆学 号 3108000475一、实践项目课程设计的内容本项目课程要求学生综合运用所学专业课知识，选用传感器及有关仪器仪表组建测试系统、虚拟仪器(利用 Labview 虚拟软件平台)，对机器品质、产品质量、设备运行状态、机械系统动态性能等
2、工程对象进行综合测试；编制或应用有关软件，对测试信号、数据进行分析和处理，达到提高工程测试能力与实践技能。另外，本实验还进行几何量误差测量实验，包括形位误差测量、齿轮误差测量两部分。学生通过综合训练，深化已学知识，对机械工程测试及计算机在该领域中的应用有较为全面深入的了解，培养学生工程素质。 二、实践项目课程设计的要求与数据1、了解和熟悉虚拟仪器编程软件 Labview，每个同学要独立地完成编程练习。2、每两人为一组，能独立地选用有关传感器及有关仪器仪表组建虚拟仪器测试系统(利用 Labview 虚拟软件平台)对工程对象进行测试，要求独立编制虚拟仪器程序并记录下实验数据，并能对测试信号和数据进
3、行分析处理。3、每个同学独立完成几何量误差测量实验，包括形位误差测量、齿轮误差测量两部分，记录实验数据并能按要求对数据进行处理和分析。4、每位学生必须根据具体工作内容，完成一篇不少于 1000 字的报告书。本项目要求每位同学亲自动手操作、练习和调试，体会到工程测试的乐趣。3三、实践项目课程设计应完成的工作1、Labview 软件学习介绍，进行必要的讲授和辅导，完成由老师指定的编程练习。2、在实验室完成相关虚拟仪器测试系统组建，设计编制虚拟仪器程序并对系统进行调试，记录下测试数据，并对测试信号和数据进行分析处理。3、几何量误差测量实验，包括形误差测量、齿轮误差测量两部分。 4、设计体会与心得。
4、四、实践项目课程设计进程安排序号 设计各阶段内容 地点 起止日期1 1） 、布置任务，讲解课程的目的、内容和要求；2） 、讲解虚拟仪器图形编程；3） 、几何量误差测量，包括测量的原理、步骤等；实验 2 号楼403 和 4058.29-8.312 虚拟仪器编程讲解与练习1） 、数据采集；2） 、仪器控制；3） 、数学分析应用软件；实验 2 号楼4019.1-9.33 虚拟仪器编程，模拟温度测量系统 实验 2 号楼4019.4-9.64 虚拟仪器编程，虚拟仪器采集 实验 2 号楼4019.7-9.95 虚拟仪器编程，串口仪器通讯 实验 2 号楼4019.10-9.126 形位误差测量、齿轮误差测量
5、汽缸、箱体、轴形位误差、螺孔位置度；齿轮周节、公法线、齿轮径向综合误差、径向跳动误差。实验 2 号楼4019.13-9157 创建虚拟仪器测试系统1)、热电偶温度测量系统。2） 、零件合格性检测系统。实验 2 号楼4019.16-9.1848 1） 、给定测试系统，现场检查学生编程；考查学生编程的正确性和可行性。2） 、答辩，评定成绩。实验 2 号楼4019.19-9.26五、应收集的资料及主要参考文献1 李远波，傅春晖 . 广东工业大学自编教材.仪器与测试项目实验指导书M,20062 杨乐平,李海涛，杨磊. LabVIEW 程序设计与应用M. 北京：电子工业出版社，20053 张易知 . 虚
6、拟仪器的设计与实现M.西安：西安电子科技大学出版社，20034 段福来主编. 互换性与测量技术基础学习指南M. 西安:陕西科技出版社,19925 韩进宏. 互换性与技术测量M. 北京:机械工业出版社, 2004发出任务书日期：2011 年 8 月 29 日 指导教师签名： 计划完成日期：2011 年 9 月 20 日 基层教学单位责任人签章：5主管院长签章：目录目录一：虚拟仪器的简介二：热电偶温度测量系统2.1.实验目的2.2 实验内容和要求三：实验系统的搭建3.1 实验思路3.2 温度测量程序3.3 温度监控程序3.4 数据分析程序3.5 温度报警程序3.6 超温比例程序3.7 数据读写程序
7、四：程序功能展示4.1 程序面板介绍4.2 实验结果展示五：实验总结参考文献6一：虚拟仪器的简介LabVIEW 是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于 C 和 BASIC 开发环境。LabVIEW 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 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
8、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“”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
9、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，并且可以扩展的） ，不断完善二：热电偶温度测量系统2.1 实验目的掌握热电偶温度测量虚拟仪器系统的组成与实现方法，深化已学 Labview编程和工程测试知识，提高工程测试的技能7此系统利用 LABVIEW 虚拟仪器软件平台，用软件模拟实际温度的输出的方法实现如下功能：实时数据显示温度测量；温度波形显示；温度时间段内分布图；测量结束计算最大、最小值、平均值；超出报警；产生数据文件
10、存盘(文件数据中包括：操作者姓名、采样总数、温度值、高限值、超温时间、超温比例)；2.2：实验内容和要求利用 LABVIEW 虚拟仪器软件平台，热电偶（K 型） ，智能仪表（XSD 带RS232）NI 数据采集卡 PCI-6023E,USB-9215，端子板等构建温度测量系统，包括实时数据显示温度测量，温度波形显示，测量结束计算最大，最小值，平均值，超出报警，产生数据文件保存。实验仪器和材料：带虚拟仪器软件平台的台式计算机，热电偶，智能仪表 NI 数据采集卡PCI-6023E，USB-9215，端子板。三：实验平台程序搭建3.1 实验程序设计思路根3.2 温度测量程序先创建一个 VI 程序模拟
11、测量程序，使用 Demo Read Voltage 程序来仿真电压测量，8将这个温度检测保存为一个子程序，方便在以后的程序调出来使用。温度模拟输出： ，其调用了一个子程序，子程序具体结构如下图所示：3.2 温度监控程序使用一个条件循环结构和一个被测波形图形实时采集数据93.3 温度监控程序103.4 数据分析程序采样计数时： ，可从前面板的计数框内看到采样的数量；平均值、最大值和最小值显示功能的实现：采用 function 模块中的11Mean.vi 和 Array Max&Min 功能模块。其输入数据为温度模拟输出值。温度历史趋势采用 Waveform Chart 模块显示，输入数据为温度模
12、拟输出值，温度曲线用 Waveform Chart 模块显示，输入数据为模拟输出值和高限值，用 Build Array 模块组合。用温度数据输出直方图： ，其中Histogram 组件用于把输入数据生成直方图， XY graph 用于直方图的显示。3.5 温度报警程序使用 case 程序结构进行超温处理:先报警判断，当为 True 时超温声音报警、超温向前面板文本框输出“Above Limit”状态和输出当前时间，为 False 即不超温时“Normal”代替12“Above Limit”，在超温时间框表内显示“未超过高限值”。超温比例和采样总数：可在保存的 txt 文件中显示超温比例和采样总
13、数；3.6 超温比例程序3.7 数据读写程序数据存储时，进入 While 循环前存储操作者姓名、超温比例、采样总数、温度值、高限值、超温时间的名称等，进入循环后写入温度值、高限值、超温时间等的数据；13四：面板及功能展示4.1 前面板如下图所示：说明如下：报警和当前温度值状态用来表示温度是否超过高限值；高限为控制的温度上限，超温时间为每次超过温度高限值的时间，计数数值为采样的总次数，超温比例为温度超过高限值次数与采样总数的比值；温度值单位开关可以选择被测温度为摄氏表示还是华氏表示；趋势图“温度历史趋势”显示实时采集的数据。采集过程结束后，在温度曲线中画出数据曲线，同时在 Mean、Max 和 Min 数据显示栏中显示出温度的平均值、最大值和最小值，并在温度时间段内分布中显示各个温度段出现的次数。后面板如图所示：144.2 实验结果展示保存文件的格式如图五：实验总结参考文献
