摘要：为了多种运用环境下的多点温度丈量，规划一种依据LabVIEW的多通道温度丈量体系。体系是依据LabVIEW图形化开发环境，运用RTD作为温度传感器，接连收集传感器信号，经过N19219四通道RTD输入模块进行信号调度，经过USB接入核算机，进行信号的接连收集丈量，实时显现各通道信号并进行温度数据的剖析处理。体系测验成果标明，丈量体系的精度为0.01℃，有用丈量规模为0～+300℃，验证其有用可行。
关键词：LabVIEW;多通道;RTD;温度丈量;收集
温度是工业生产和科学试验中常见的工艺参数之一，而且在许多工程项目中温度方针也是不可或缺的重要参数。例如碳化铁反响速率随操作时的改动而升降，反响进程中操作温度的凹凸不光影响反响完结所需的时刻，还影响到转化率的巨细。因而，精确、便利地获取温度数据就显得尤为重要。而在水文气象、机房动力环境监测、粮仓、土壤、农场、矿业、智能家居配套等范畴，需要在多个监测点进行温度监测和丈量，因而，多点温度监测和丈量体系的规划具有十分重要的含义。
1 体系作业原理
针对多点温度丈量的特色，规划依据虚拟仪器渠道LabVIEW的多通道温度丈量体系，挑选贴片式Pt1000铂电阻作为温度传感器，经过NI9219数据收集卡进行收集，运用硬件滤波和软件滤波技能进步多通道温度丈量体系的抗搅扰性，并在上位机软件界面用波形图表的办法实时显现整个丈量进程中每个通道的温度改动状况，丈量完毕，对整个丈量进程的原始数据成果进行记载和保存。
多通道温度丈量体系由4个Pt1000铂电阻、NI9219数据收集卡、NI USB-9162模块外盒连接器、核算机组成。
Pt1000是铂热电阻，它的阻值会跟着温度的改动而改动。Pt后数字1000标明它在0℃时阻值为1000Ω，在300℃时它的阻值约为2 120.515 Ω，而且Pt1000的阻值跟着温度上升成线性增涨。Pt1000铂电阻引出导线选用三线制，减小了导线电阻带来的附加差错;NI9219数据收集卡是24位的通用模仿输入数据收集模块，能够对RTD信号进行收集和调度，经过NI USB～9162模块外盒连接器接入核算机进行数据收集。整个丈量体系能够一起收集4路温度信号，在上位机软件界面上能够设置采样形式、采样率和采样数，采样的开始时刻和完毕时刻，在整个丈量进程中界面能够运用波形图表实时显现各通道的温度丈量改动值以及整个丈量进程中温度最大值、最小值平和均值，丈量进程完毕，能够对丈量的原始数据进行记载保存，以便进行后续的数据处理。多通道温度丈量体系结构框图如图1所示。
2 多通道温度丈量体系全体规划
2.1 硬件电路规划
NI 9219各通道间彼此阻隔，4个24位模数转换器(ADC)可一起对4个模仿输入通道进行采样。因为铂热电阻Pt1000输出的是低压信号，且其信号简单被噪声搅扰，因而，NI9219数据收集卡须对Pt1000输出的是低压信号进行调度和滤波，NI9219某一路通道的输入电路如图2所示。
NI9219能够一起收集4路温度信号，每路由EX+和EX-端口别离对应Pt1000的引脚，LO端口为各通道共地端，与体系中的其他模块相阻隔。通道经滤波后，由一个24位的模数转换器对其采样。3线RTD形式下，NI9219供给鼓励电流，电流值随EX+和EX-端子间负载值改动。此形式下，如一切导线具有相同的阻值，可对线性阻抗差错进行补偿。NI 9219为负接线端供给2x电压增益，ADC运用此电压值作为负端参阅电压，用于消除正负接线端问线性差错。NI 9219的鼓励电路具有过压维护和过流维护功用，发生过压及过流状况时，模块主动禁用电路。毛病扫除后，通道可主动康复。模块支撑低功耗休眠形式，处于休眠形式时无法与其它模块通讯，休眠形式下体系功耗较低，散热量也低于正常作业形式。
2.2 软件流程规划
依据LabVIEW的多通道温度丈量体系软件流程图如图3所示。
上位机软件界面能够对多通道温度丈量体系各项参数进行设定，包含收集物理通道及电阻类型装备、电流鼓励源及电流鼓励值的设置，采样形式、采样率及每通道采样数设定、被测方针温度规模、丈量开始时刻及完毕时刻等参数设定。
在进行丈量的进程中，上位机波形图表能够实时监测4个通道的温度改动，而且每个通道的温度数据用不同的色彩进行符号，实时显现每个通道收集数据的最大值、最小值及平均值，以便于丈量现场快速得出开始的丈量定论，丈量完毕将保存当次丈量的一切原始数据，以便进行后期的剖析处理。软件界面如图4所示。
多通道温度丈量体系规划能够分为体系装备、数据收集、数据处理和数据保存4个阶段。
其间体系装备环节主要是对NI9219数据收集卡物理通道及电阻类型的装备、电流鼓励源及电流鼓励值的设置，被测方针温度规模、丈量开始时刻及完毕时刻等参数设定。
数据收集环节是体系依照丈量者对采样形式、采样率及每通道采样数进行设定，NI9219数据收集卡渎取模仿输入通道使命中的4个波形数据。
数据处理环节，上位机波形图表实时读取数据缓冲区里的温度数据，每个通道的温度数据用不同的色彩进行符号，而且实时显现每个通道收集数据的最大值、最小值及平均值，便于丈量者直观地检查和开始剖析。尽管整个体系是运用NI9219的DAQmx驱动程序对数据收集模块进行装备，避免了电压数据换算到温度数据的数学核算进程，在必定程度上能够下降信号搅扰，可是，在进行电阻-温度数据收集的进程中，因为电磁搅扰或零点漂移会引起电压的上下起浮，从而使丈量的温度值会呈现小规模的动摇，导致丈量的成果精度下降。本体系在上位机软件部分，在LabVIEW的程序框图中运用公式节点编程，在1s时刻内接连收集1 000个温度值，核算其算术平均值，将平均值作为采样成果。这样能够有用的按捺温度值的跳动，经过进步数据收集卡的采样率和每通道采样数，到达进步丈量成果的精度的意图。
数据存储环节完成原始数据存储功用，将其写入TDMS文件中，便利后续的数据检查、提取、处理。
3 试验成果和数据剖析
将依据LabVIEW的多通道温度丈量体系放在高精度的恒温槽内进行稳定性试验，高精度的恒温槽是广州海洋地质调查局办法地点2009年依据课题组作业需要树立的，设备由高精度恒温槽、一等铂金热电偶、高精度温度丈量电桥和沟通稳乐设备等组成，精确度为0.01℃.如图5所示。
调理设定恒温槽参数，将4个RTD的探头放置于恒温槽内进行测验，没置采样点数为500，采样频率为1 Hz，进行屡次重复测验，得到的试验数据如表1所示。
从屡次多通道温度丈量体系在恒温槽内丈量成果中能够看出，4个通道被测点温度差值最大的为0.02℃，整个恒温槽内最大差值为0.028 ℃，到达预设的意图，经过屡次试验数据标明，丈量体系的稳定性很好。
4 完毕语
文中介绍的依据LabVIEW的多通道温度丈量体系丈量精度为0.01℃，有试验数据支撑的有用丈量规模为0～+300℃。体系选用可实时监测被测目标温度的功用，完成了PC机主动丈量和数据收集的功用，还完成了数据的实时显现和存储功用，丈量进程易于操作且无需人为干涉，可靠性高，能够很好的实时多使命同步运转，更好的确保多点温度丈量数据的处理与显现体系的实时性、可靠性和扩展性。而且运用规范的数据收集模块和LabVIEW图形化开发环境，能够在其基甜上快速的进行二次开发，进步了开发功率，表现了虚拟仪器在多点温度丈量监测范畴的宽广远景。
