0 导言
温度是工业生产和科学研究试验中的一个非常重要的参数，物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，许多生产过程都是在必定温度范围内进行的，需求丈量温度和操控温度的场合极端广泛。现在的温度丈量操控体系常选用单片机操控，该技能运用非常广泛，但其编程杂乱，操控不稳定，体系的精度不高。而运用虚拟仪器技能开发和规划的温度丈量体系，选用一般PC机为主机，运用图形化可视测验软件LabVIEW为软件开发渠道，来监测温度改变状况，收集数据并进行处理、存储、显现等。设备本钱低，运用方便灵敏，适用于工农业生产和教育。
1 虚拟仪器技能与LabVIEW简介
虚拟技能、计算机通讯技能与网络技能是信息技能三大核心技能，其间虚拟仪器是虚拟技能的一个重要组成部分。虚拟仪器（Virtual Instrument,简称VI）是打破传统仪器概念的最新一代丈量仪器，它运用高功用的模块化硬件，结合高效灵敏的软件，由用户自己界说来完结各种测验、丈量和操控的运用。其本质特征是：“软件便是仪器”。它是根据计算机的软硬件测验渠道，可替代传统的丈量仪器，如示波器、逻辑剖析仪、信号发生器、频谱剖析仪等;可集成于自动操控、工业操控体系;可自在构建成专有仪器体系。虚拟仪器技能具有功用高、扩展性强、开发时刻少和超卓的集成四大优势，使其成为现代测控技能的发展趋势。
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench试验室虚拟仪器工程渠道）是一个程序开发环境。它运用图形化编程言语G在流程图中创立源程序，而非运用根据文本的言语来发生源程序代码。LabVIEW还整合了比如满意GPIB、VXI、RS-232和RS-485以及数据收集卡等硬件通讯的悉数功用。内置了便于TCP/IP、Active X等软件规范的库函数。LabVIEW程序被称为虚拟仪器（VIs），是因为它们的外观和操作能仿照实践的仪器。即运用户没有多少编程经历，相同也能运用LabVIEW来开发自己的运用程序。
2体系方案规划
虚拟仪器测温体系是用虚拟仪器技能改造传统的测温仪，使其具有更强壮的功用。体系结构如图1所示，仪器体系经过前端感温设备的传感元件，将被测目标的温度转化为电压或电流等模仿信号，经信号调度电路进行功率扩大、滤波等处理后，变换为可被数据收集卡收集的规范电压信号。在数据收集卡内将模仿信号转化为数字信号，并在数据收集指令下将其送入计算机总线，在PC机内运用现已设备的虚拟仪器软件对收集的数据进行所需的各种处理。 
图1 温度丈量体系原理框图
根据虚拟仪器技能的测温体系由硬件和软件两大部分构成。
2.1 硬件体系规划
硬件体系由前端感温设备（温度传感器）、数据收集卡、PC机体系等组成，首要完成温度信号收集、转化、处理等功用。
图2 测温体系硬件电路原理图
本体系前端感温设备选用热敏电阻，热敏电阻RT1与R1串联分压，电路输出电压与温度成正比。传感器一般输出的信号较小，有必要选用适宜的信号调度电路（如扩大），尽量减小量化差错。当温度变大时，热敏电阻RT1电阻变小，在分压点发生一线性电压，经电压跟从器坚持后，经过LM324进行一级和二级扩大，输出一个正向、与温度改变巨细成正比的线性电压。丈量电路输出的模仿电压送入数据收集卡，转化为数字信号再输入PC机。 2.2 软件体系规划
软件部分首要是对数据进行后续处理、报警、显现等功用，详细完成收集卡参数设定、数据标定、实时显现、温限设定及报警和人机交互等功用。
（1） 传感器的标定
传感器的标定是经过试验以树立传感器输入量与输出量之间的联系。标定是仪器仪表在规划完结后，正式运用前有必要要经过的一道校验程序。关于虚拟温度丈量体系而言，标定便是为了取得电压和被测物体温度的函数联系，以便经过电压计算出温度。
热敏电阻具有灵敏度高、体积小、重量轻、运用寿命长，适于远距离丈量等长处，但其非线性差错较大，稳定性稍差，所以有必要进行标定。 
经过曲线拟合法对体系进行标定，即可求出测温范围内任一电压对应的温度。
（2） 前面板规划
用户界面（前面板）是虚拟仪器的重要组成部分，仪器参数的设置、测验成果显现等功用都是经过软件完成，因而要求软件界面简略直接，便于运用。本体系选用LabVIEW8.2软件规划了用户界面如图3所示。该界面可显现经传感器检测、数据卡收集并转化得到的电压波形的改变，一起将标定后得到的温度值分别用波形、指针和数值三种办法显现出来，习惯不同用户的需求，经过布尔量开关设置超限报警指示。
图3 体系前面板（用户界面）
（3） 程序框图规划
LabVIEW的源程序为框图式的，且供给了非常丰富的库函数，从数据收集到仪器操控，从信号发生到信号处理，从数据剖析到图形显现，从文件读写到网络通讯，多种多样，大大提高了用户编程的功率，减轻了编程工作量。 本体系程序框图规划首要包含设备初始化、AD部件初始化、模仿数据读取、电压-温度转化、数据处理及显现、超限报警、AD部件开释、设备开释等模块，其间有些模块直接调用LabVIEW中的子模块（库函数），如乘法、减法、比较超限与否、定时器等;还有些如Create/Release ID、AD Int/Read/Close等模块由用户自界说规划完成。
详细流程图和程序框图见图4、图5。
图4 体系流程图
图5 测温体系程序框图
4 结束语
运用LabVIEW软件完成了虚拟温度丈量系统，改进了工作条件，提高了精度，节省了时刻，降低了本钱。该体系的扩展性很强，可进一步扩大其功用，如完成对温度长途测控等。该体系构建测控体系的办法，可推行到相似的运用中，有着非常重要的现实意义。
本文立异点在于：选用虚拟仪器构建了温度丈量体系，完成了测温的智能化，精度高，本钱低，通用性和扩展性强。
