基于虚拟仪器温度监控系统设计

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1、基于虚拟仪器温度监控系统设计中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1007-0745(2012)12-0031-01摘要：本文利用虚拟仪器设计温度监控系统；实现对加热炉温度监控的自动化，介绍了系统的设计原则，软硬件设计方法，做到实时、远程、多点的监控。通过对数据的保存,能够实现历史数据与实时数据进行比较，作出合理的判断，提高了系统的安全性、方便性。关键词：虚拟仪器温度控制LabVIEW虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制、产品设计的主流技术，本设计利用虚拟仪器设计温度监控系统；实现对炉温监控的自动化。1、监控系统的选型设计传感器的种类很多，选择跟实验要

2、求相匹配的钳热电阻传感器。测温电路选择四线制接入测温传感器，恒流源选用三端集成恒流源芯片LM334o放大电路和滤波器采用三运放集成仪表放大器AD623实现对信号的精确放大，利用RC电路实现对差分和共模输入信号的低通滤波。利用数据采集器将采得的数据送入计算机中，利用虚拟仪器强大的软件处理功能实现对温度的控制。2、系统硬件设计热电阻和集成温度传感器的测温精度、线性度和可重复性都比较好。这里选用了钳热电阻Ptioo作为测温元件，钳电阻是最常用的热电阻传感器，它具有优良的物理特性，被公认为是温度敏感元件中准确度和重复性的标准校准元件，信号电路的原理图如图1。三端可调恒流源

3、器件LM334既可作为恒流器件使用，也可以利用其恒流特性在多个场合做一些特殊使用。设计为温度传感器，将温度变化转换为电流的变化。用它作为温度检测装置，其优点是成本低、无需精密电压放大、冷端补偿。在并联稳压电源中的应用，利用LM334恒流特性的优点不仅能提供稳定电压，而且能够快速提供电流。有源滤波器的滤波特性比无源滤波器的滤波效果要好。但一阶低通有源滤波器的滤波特性与理想的低通滤波器特性相比，差距很大。为了使滤波特性更接近于理想情况，可以采用二阶低通有源滤波器。本设计中，放大电路是核心部分，要求放大器能对被测信号进行低失调、低漂移的线性放大。采用三运放集成仪表放大器

4、AD623来实现对信号的精确放大，AD623的输入阻抗和共模抑制比都非常高，可有效抑制共模信号，放大差分输入信号。3、系统软件部分的设计PtlOO的温度特性曲线呈非线性，因采用计算机作系统硬件平台，采用国标中给出的苗电阻Rt(t)函数公式，利用公式校正法推导温度值，能够获得极高的测量精度。利用LabVIEW中的公式节点FormulaNode实现二次函数的计算，即可得到被测温度t。LabVIEW包括开发虚拟仪器面板的各种对象和进行信号分析的丰富函数，提供了外挂的PID控制工具包。本设计就是利用带外挂的PID控制工具包的虚拟仪器的一次应用。本设计的主要工作是如何实现L

5、abVIEW的信号处理和控制。用LabVIEW中的公式节点来解决电压和温度之间的转换。在得到温度信号后进入PID控制部分，通过PID的控制工具包直接进行控制连接，利用PID工具包来进行控制，在LabVIEW的程序框图中建立起了整个控制电路。通过拨盘的输入，调节P、I、D,实现对温度的控制，最后将控制输出的信号经过外部电路转换作用于加热炉，从而来调节加热炉的加热功率，实现对其监控。利用LabVIEW编程中的写入文本文件来进行数据的自动存储。程序中可设定文件存储路径和数据的存储精度以及是否允许追加数据。具体的程序框图如图3所示。4、结束语基于LabVIEW的监控系统，

6、能够做到对温度的实时监控，并且能够对温度进行远程、多点的监控。通过对数据的保存，能够实现历史数据与实时数据进行比较，作出合理的判断，提高了系统的安全性、方便性。参考文献：[1]翁剑枫.MATLABLabVIEWSystemView仿真分析基础[M],机械工业出版社，2005.[2]汤占军，冯丽辉，胡兴亮•基于虚拟仪器的炉温PID控制系统的实现[J],昆明理工大学学报（理工版）2007,08.[3]沈兰範•数据采集技术[M],中国科学技术大学出版社，2001.