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摘 要

虚拟仪器VI（Visual Instrument）正在成为当今世界流行的一种仪器构成方案，它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块及开发测试软件结合起来构成系统。虚拟仪器系统利用了计算机系统的强大功能，大大突破了传统仪器在数据采集、处理、显示、存储等方面的限制，用户可以自由定义，自由组合计算机平台、 硬件、软件以及完成系统功能所需的附件，可以方便的对其进行维护、扩展、升级。而LabVIEW则是业内最优秀的虚拟仪器软件开发平台，具有简单直观、易于理解和开发效率高等特点。

本设计采用RS485作为通信方式，运用虚拟仪器对换热器进行监控。该系统具有信息实时采样、采样信息实时显示、存储和对换热器各个参数测量，并通过污垢热阻测试仪输出控制信号对各个参数信号实时控制等功能。

关键字：虚拟仪器 LabVIEW RS-485 污垢热阻测试仪

Fouling thermal resistance PC software system design Based on the Visual instrument

Abstract

Nowadays the Visual Instrument ( VI ) is becoming a popular scheme of instruments constitution. It combines the computer platform with standard interface hardware modules and develops testing software to form a system. Utilizing the powerful function of computer system, the visual instrument system has dramatically broken through the limitation of traditional instruments in data acquisition, processing, displaying, storage, etc. The user can not only freely define and combine the computer platform, hardware, software and the required accessories to complete system functions, but also make maintenance, expansion and upgrading. LabVIEW is the industry's most outstanding virtual instrument software development platform, with a simple and intuitive, easy to understand and develop the efficiency of the high.

This design uses RS485 as a means of communication, the use of virtual instrument for monitoring heat exchanger. The system has the characteristics of information real time sampling, sampling information real-time display, storage and heat exchange every parameter measurement, and the fouling thermal resistance tester output control signal to each signal parameter real-time control functions.

Keywords: virtual instrument ; RS-485; LabVIEW; fouling resistance tester

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 课题背景 1

1.2.1 虚拟仪器技术在行业内发展状况 1

1.2.2 虚拟仪器技术发展趋势 2

1.3 虚拟仪器的开发软件 3

1.3.1 虚拟仪器的开发语言 3

1.3.2 图形化虚拟仪器开发平台——Labview 4

1.3.3 基于Labview平台的虚拟仪器程序设计 4

1.4 本设计所做的工作 5

第二章 系统设计理论及硬件平台 6

2.1 数据采集理论 6

2.1.1 数据采集技术概论 6

2.1.2 采集系统的一般组成 7

2.1.3 传感器 7

2.1.4 信号调理 7

2.2 污垢热阻测试仪 8

2.2.1 污垢热阻测试仪的结构 8

2.2.2 污垢热阻计算 9

2.2.3 污垢热阻的硬件组成 9

2.3 RS485通信 11

2.3.1 RS485的特点及协议 11

2.3.2 在LabVIEW中应用 13

第三章 系统软件设计 14

3.1 程序模块化设计概述 14

3.1.1 软件系统的模块原则 14

3.1.2 本设计的软件系统的模块划分 16

3.2 系统各模块应用程序 16

3.2.1 数据的读取 16

3.2.2 数据的曲线显示 18

3.2.3 开关量的设置 18

3.2.4 报表的生成 20

第四章 系统软件的具体实现 21

4.1 系统监测界面 21

第五章 总 结 25

参 考 文 献 27

致 谢 28

绪 论

引言

测控技术与仪器实验室有一套污垢热阻在线测试仪，但这些控制装置目前都是用传统模拟。但为了方便研究其性能特性，往往要将这些仪器转化成计算机来测量和控制， 虚拟仪器VI（Visual Instrument）是一种计算机为载体的自动测量与控制系统，用来对实现世界的各种物理量进行测量或物理过程进行控制。实际生产中,往往要对流速等参数控制。在这些控制中，最重要的参数是流量和温度，因此有必要对温度和流量进行实时的、自动的监测与控制并及时的将这些信息反馈给系统。 在虚拟仪器没问世之前，要想知道阀门的到底开到什么位置，就得有工作人员定时的去记录仪表上数值，然后和自己设定的值去比较计算。从而才能决定是否要调节阀门。 不好的地方就是定时查看没有及时性, 对突然发生的问题不能够准确及时的处理; 有时不注意还可能记录错误，得不到较为准确的值，严重影响正常的生产，这种方式效率低，成本还高。所以, 本毕业设计要求是利用虚拟仪器的概念，设计出一套能够实时采集参数数据，并能快速计算出与设定值之间误差的系统。

课题背景

虚拟仪器技术的行业内发展状况

虚拟仪器VI（Visual Instrument）技术在工业生产中已近越来越普及，它是当今测控领域的技术热点，代表着未来仪器技术发展的方向。充分利用计算机独具的运算、大容量存储、回放、调用、显示以及文件管理等智能化功能。使自身便于升级修改，可拓展性强。虚拟仪器技术已近被越来越多的专家学者所认同，这也推动了它快速发展。

自从二十世纪八十年代美国国家仪器公司(National Instruments Corp，简称NI)提出虚拟仪器的理念之后，虚拟仪器就因为其实用、简单等优点迅速地霸占全球测控领域。它最中心的思想，就是利用计算机软件的各种资源与功能，将原本要用仪表才能实现测量数据，现在通过编写软件也能够实现，这样做的好处就是能够减少资源浪费，不会造成人力流失，还能够使系统更加的灵活，也便于拓展其它功能。

虚拟仪器技术发展趋势

虚拟仪器是继微型电子、通信、PC等之后现代科技快速发展的产物。自从十八世纪八十年代出现的静电扭秤，十九世纪三十年代哈静电电表结构的问世，电测量仪表和电子仪器得到理论和技术上的支持，使其快速的发展。人们将测量仪器分成下面几个发展历程，如图1.1所示。

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