基于虚拟仪器的电子称方案设计书

图书分类号：密级：毕业设计 ( 论文 )基于虚拟仪器的电子称设计Based on the virtual instrument electronic says design学生学号20090512150学生姓名蓝 颖 睿学院名称信电工程学院专业名称电子信息工程技术指导教师朱 永 红2012 年5月29日摘要本文的主题是“基于虚拟仪器的电子称设计”，基于 labview7.1express 平徐州工程学院毕业设计（论文）台编程设计的。主要阐述了硬件电路构成，软件设计的思想和具体实现，系统应用虚拟仪器进行数据采集、处理和显示， 从而实现电子称的设计功能， 它具有测量精度高、界面友好 、运行稳定可靠、功能便于扩展 。且本论文对上述的功能模块逐一进行了分析，并进行了整个测试系统的程序调试与研究。关键词：电子称，虚拟仪器，数据采集，处理及显示目录摘要 . .92徐州工程学院毕业设计（论文）绪论 . .41.1 设计的目的 .51.1虚拟仪器和 labview 介绍 . .51.1.1虚拟仪器概述 . .51.1.2虚拟仪器介绍 . .61.2电子称系统的硬件部分简述 . .71.2.1压力传感器 . .71.2.3数据采集 . .102. 电子称系统软件设计 . .122.1用户界面设计 . .122.1.1程序前面板修饰 . .122.1.2系统用户界面设计图 . .132.2.框图程序设计 . .132.2.1主控模块 . .142.2.2数据采集模块 . .153. 电子称测试系统的调试 . .213.1硬件的安装调试 . .213.2软件的调试 . .213.2.1 U28 数据采集卡 .213.2.2开启程序 . .243.2.3程序的调试 . .253.2.4程序的改进过程 . .25总结 . .26致谢 . .27参考文献. .283徐州工程学院毕业设计（论文）绪论4徐州工程学院毕业设计（论文）1.1 设计的目的随着人们对电子称测量数据的精确要求越来越高， 电子称已成为现实生活中不可缺少的称重仪， 即电子称是各行业对物料进行计量或工矿业在生产过程中对物料重量进行各种控制的新一代重量计量器具。 作为重量测量仪器， 虚拟仪器电子秤在各行各业中开始显现其测量精度高，测量速度快，操作简单易学， 可以实时监控的巨大优点， 使其已经开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称， 成为测重领域的主流产品 结合压力传感器技术、 数据采集技术和虚拟仪器技术开发设计了一种基于 LabVIEW 的虚拟仪器电子秤， 该系统采用普通 Pc机为主机，利用图形化可视测试软件 LabVIEW为软件开发平台，将被测重量转换处理进行数据采集，实时进行处理、显示设备成本低，使用方便灵活，适用于工厂企业和教学。选择 labview 软件是因为 LabVIEW是美国 NationalInstruments(简称 NI)公司推出的一个图形化软件开发环境， 它是一个通用的软件开发平台， 其最大优势在于测控系统的开发。 它不仅提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号分析工具 ，而且 LabVIEW 程序还很容易和各种数据采集硬件集成 ，可以和多种主流的工业现场总线通信以及与大多数通用标准的实时数据库链接。这种编程方式强调信号处理的实际过程，编程简单，调试方便。1.1虚拟仪器和labview 介绍虚拟仪器概述虚拟仪器是基于计算机的仪器， 是通过计算机加上软件和硬件使得使用者在操作计算机时，就像在操作自己设计的专用电子仪器。虚拟仪器是一种全新的概念，它是利用计算机的硬件资源（ CPU、存储器、显示器、键盘、鼠标） 、标准数字电路（ GPIB、RS232 接口总线、新型的 VXI 接口总线、信号调理和转换电路、图像采集电路、现场总线等）以及计算机软件资源（数据分析与表达、过程通信、图像用户界面等） ，经过有针对性的开发测试，使之成为一套相当于使用者自己设计的传统仪器。简单的说，虚拟仪器技术就是用户自定义的基于 PC技术的测试和测量解决方案。相对于传统仪器，它有四大优势：性能高、扩展性强、开发时间少、完美的集成功能。虚拟仪器的特点有：具有可变性、多层性、自助性的面板。强大的信号处理能力。5徐州工程学院毕业设计（论文）虚拟仪器的功能、性能、指标可有用户定义。具有标准的、功能强大的接口总线、板卡以及相应软件。虚拟仪器具有开发周期短、 成本低、维护方便、易于应用的特点。虚拟仪器介绍一、 Labiew 概述Labview 是美国国家仪器公司（ National Instrument简称 NI 公司）推出的一门图形化编程语言，同时也是优秀而著名的虚拟仪器开发平台。Labview 是laboratory virtual instrument engineering workbench的英文缩写，即实验室虚拟仪器集成环境，是一种图形化的编程语言G语言。与 VB，VC+等基于文本型程序代码的编程语言不同，labview 采用图形模式的结构图构建代码，因而，在使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的时用图标、连线构成的流程图。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。二、 Labview 中的基本概念（ VI 的概念）用 labview 开发出的应用程序被称为 VI(virtual instrument, 即虚拟仪器 ) 。VI 是由图标、连线以及框图构成的应用程序，由 front panel( 前面板 ) 和 block diagram( 两部分构成 ) 。前面板是应用程序的界面，是人机交互的窗口，主要由 controls （控制量）和 indicators （显示量）构成。后面板是 VI 的代码部分，也是 VI 的核心。后面板主要由图标、连线和框图构成，这些图标、连线和框图实际上是一些常量、变量、函数、 Vis ，正是它们构成了 VI 的主体。图 1 1 前面板与后面板在 LabVIEW的用户界面上，应特别注意它提供的操作模板， 包括工具（ Tools ）模板、控制（ Controls ）模板和函数（ Functions ）模板。（如图 2 2）这些模6徐州工程学院毕业设计（论文）板集中反映了该软件的功能与特征。图 1-2工具模块、控制模块、函数模块（ 1） 工具模板（ Tools Palette）该模板提供了各种用于创建、修改和调试VI 程序的工具。如果该模板没有出现，则可以在Windows菜单下选择 Show Tools Palette命令以显示该模板。当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。当从Windows 菜单下选择了Show Help Window 功能后，把工具模板内选定的任一种工具光标放在流程图程序的子程序（Sub VI ）或图标上，就会显示相应的帮助信息。（ 2）控制模板（ Control Palette）该模板用来给前面板设置各种所需的输出显示对象和输入控制对象。每个图标代表一类子模板。 如果控制模板不显示，可以用 Windows菜单的 ShowControlsPalette功能打开它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。（ 3）功能模板 (Functions Palette)只有打开了流程图程序窗口，才能出现功能模板。 该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。若功能模板不出现，则可以用Windows 菜单下的ShowFunctions Palette 功能打开它，也可以在流程图程序窗口的空白处点击鼠标右键以弹出功能模板。1.2电子称系统的硬件部分简述压力传感器7徐州工程学院毕业设计（论文）(1) 传感器的定义综合国内外传感器的定义可广义定为： “凡是利用一定的物性（物理，化学，生物）法则，定理，定律和效应等进行能量转换与信息转换，并且输出与输入严格一一对应的器件和装置均可称为传感器” 。(2) 传感器在现代社会中的地位及应用传感器技术是当今世界各发达国家普遍重视并大力发展的一项新兴的高新技术，是电子信息产业中的基础行业。 传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋， 美国早在 20 世纪 80 年代就声称世界已进入传感器时代，成立了国家技术小组， 帮助政府组织和领导各大公司与研究部门的传感其技术开发工作。 日本则把传感器技术列为十大技术之一。 日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。 世界技术发达国家对开发传感器技术都十分重视。美，日，英，法，德和和独联体等都把传感器技术列为国家重点开发的关键技术之一。我国从 20 世纪 60 年代开始传感器技术的研究与开发， 为了满足我国对传感器的需求，国家先后制定了有关传感器产业的一系列方针政策， 这些政策有力促进了我国传感器技术水平的提高和发展， 在国民经济建设各个领域， 特别是满足军事装备和重点工程需求方面起到日益重要的作用。如： 在军事应用中，传感器是信息搜集，目标探寻的重要手段， 是现代武器装备不可缺少的组成部分。 传感器大量地用于目前正在研制的新一代武器和军事技术产品中。 传感器在举世上的应用，促使作战， 侦查和保障行为向更加先进的形式转变， 而且通过使用独立的和半独立的微小型传感装置进行隐蔽监视， 杀伤有生力量和摧毁敌方目标， 建立可靠且不易受到伤害的侦查，通信，导航，目标指示和武器操纵，并对武器装备和军事技术设施的状态进行控制和诊断。在当今的航空，航天领域中的传感器主要有四种用途：1）提供有关航天器的工作信息，其诊断故障的作用；2）判断个系统间工作的协调性，验证设计方案；3) 提供全系统自检所需信息，给指挥员下决心提供依据；4）提供各分系统，整机内部检测参数，验证设计的正确性等。(3) 传感器在国内外的发展趋势敏感元件与传感器发展的总趋势是集成化，多功能化，智能化和系统化。传感器领域的主要技术正在现有基础上延伸和提高， 并加速新一代传感器的开发和产业化。 21 世纪初，微电子技术，大规模集成电路技术，计算机技术达到成熟期，光电子技术将进入发展的中期，超导电子等新技术将进入发展的初期，均为加速研制新一代传感器提供了发展的条件。传感器的发展如下：1)MEMS技术，纳米技术将高速发展，成为新一代微传感器、微系统的核心8徐州工程学院毕业设计（论文）技术，是 21 世纪传感器技术领域中带有革命变化的高新技术。2) 发现与利用新效应， 比如物理现象、化学反应和生物效应， 发展新一代传。3) 提高传感器的性能。4) 传感器的微型化与微功耗。5) 传感器的集成化、智能化、多功能化、数字化及网络化。力传感器是力变换成电信号的测量元件。 力传感器可分为利用一次变换元件的弹性体变型和利用与带测力元件平衡的类型。 力传感器在机器人领域中有可以成为力敏传感器。承担检测机器人的臂或转矩的功能，属于触角传感器。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器 、电阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器等。本系统采用的压力传感器是电阻应变式传感器。电阻应变片压力传感器是能将所测压力直接转换成电信号的敏感元件，在子传感器中占据重要地位，是国内外应用较为广泛的一种，它具有精度高、测量范围广、频响特性好等优点当电阻应变式传感器在外力作用下产生机械形变时，其电阻值也相应发生变化， 其电阻变化与应变的关系为RsK ssRs其中 K5 为灵敏系数 ，由金属材料决定； 为应变 ，当压力 F 在一定范围内时，以一个常数正比于 F ，应变由物体质量产生的荷重而形成，因此可得：m=b*F+a (a ，b 为常数 )信号调理电路电阻的变化可通过电桥电路转换为相应的电压信号，因此电压信号与压力( 被测质量 ) 近似成线性关系，由于电桥输出信号较小且会受到外界信号的干扰，因此在电桥输出后需加上放大电路和抗干扰电路具体硬件电路如图1-2 ：9徐州工程学院毕业设计（论文）图 1-2 硬件电路图当压力传感器上压力变化时， 其电阻也相应发生线性变化， 从而压力桥式测量电路输出端电压发生变 化 ，该变化电压通过连接器 J2 进入由 LM324 的 U8B、U8C、U8D 组成的差动放大电路进行一级放大， 再经过 LM324 的 U8A 进行二级放大后在 CH2 端输出一个与压力成正比的线性电压波形。其中通过调节电位器RX4来改变差动放大倍数，在 U8D输出端得到一级放大信号； 通过调节电位器 RX5 来调节电路对称性 ，实现对于干扰信号的抑制经过测试 ，可得到经验方程 ：质量 =145 * Ucm+50 数据采集LabVIEW 的数据采集（ Data Acquisition）程序库包括了许多NI公司数据采集（ DAQ）卡的驱动控制程序。通常，一块卡可以完成多种功能-模/ 数转换，数 / 模转换，数字量输入 / 输出，以及计数器 / 定时器操作等。用户在使用之前必须 DAQ卡的硬件进行配置。 这些控制程序用到了许多低层的 DAQ驱动程序。本课程需要一块安装好的 DAQ卡以及 labview 开发系统。数据采集系统的组成： DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量。但是要使计算机系统能够测量物理信号， 必须要使用传感器把物理信号转换成电信号（电压或者电流信号） 。有时不能把被测信号直接连接到 DAQ卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。 总之，数据采集是借助软件来控制整个 DAQ 系统 包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。 上图中描述了插入式 DAQ卡。另一种方式是外接式 DAQ系统。这样，就不需要在计算机内部插槽中插入板卡，这时，计算机与 DAQ系统之间的通讯可以采用各种不同的总线，如并行口或者 PCMCIA 等完成。这种结构适用于远程数据采集和控制系统。采集卡在设计中的作用10徐州工程学院毕业设计（论文）将得到的 Ucm电压送到数据采集卡中进行数据采集，再通过 USB 线将数据送人计算机， 由计算机利用 软件平台 labview 进行控制和处理 数据采集卡(DAQ)主要由多路开关、放大器、采样保持器和 A D 转换器等组成，它们与定时计数器、总线接口电路等做在一块印刷电路板上，完成对被测信号的采集、放大和模数转换任务11徐州工程学院毕业设计（论文）2. 电子称系统软件设计2.1用户界面设计程序前面板修饰美观的界面设计是labview的一大亮点。作为一种基于图形模式的编程语言，labview 在图形界面的设计上有着得天独厚的优势， 可以设计出漂亮、 大方、而且方便、易用的程序界面 （即程序的前面板）。为了更好的进行前面板的设计，labview 提供了丰富的修饰前面板的方法以及专门用于装饰前面板分控件。（ 1） 设置前面板对象的颜色以及文字风格： “设置颜色”对话框与字体对话框如图 2-1 所示图 2-1“设置颜色”与字体对话框运用这两个设置可以轻松的编辑画面的颜色与字体。（ 2） 设置多个对象的位置关系和大小：这里可以应用的工具如图2-2 所示图 2-2 对象的位置关系和大小的设置工具（ 3） 用修饰控件装饰：用于修饰前面板的控件位于控件模板中的Decoration（修饰子模块）中，包括一系列线、箭头、方形、圆形、三角形等形状的修饰模块， 这些模块如同一些搭建美观的程序界面的积木，合理组织、搭配这些模块可以构造出绚丽的程序界面。Decoration模块如图 2-312徐州工程学院毕业设计（论文）图 2-3 Decoration模块结合以上的三点就可以轻松的做出各种美观的界面了。系统用户界面设计图用户界面 ( 前面板 ) 是虚拟仪器的重要组成部分，仪器参数的设置、 测试结果显示等功能都是通过软件实现，因此要求软件界面简单直接，便于使用前面板主要由输人控制器 (contro1)和输出指示器 (indicate)组成。可通过控制模板和工具模板创建本系统设汁的用户界面主要包括将测量的重量用指针和数值显示面板，系统校准和标定( 有 0 g 和 20 g 2个标定系统 ) 和控制按钮如图24 所示图 2-4 系统用户界面（前面板）2.2.框图程序设计框图程序相当于程序的源代码， 只有创建了框图程序后， 该程序才能真正运行其设计主要是对节点、 数据端口和连线的设计 _4 J本系统采用模块化设计，可将不同测量内容设计成单独的功能模块 各子模块分别完成一定的功能， 在主界面程序或其它的子程序中调用 各功能模块间的独立性较强， 一般都可单独调13徐州工程学院毕业设计（论文）试、修改和移植所以整个系统软件层次清晰、易于理解、便于修改、利于开发新功能主控模块主控模块主要完成对系统的初始化、参数的设定、启动释放数据采集卡、数据处理等功能 ( 见图 2-5)初始化设备数据采集卡初始化读取采样数据读数据进行处理释放 AD 部件是否循环释放设备图 2-5 主控模块设计流程程序运行过程分析：（ 1 ）为了拥有对该设备的控制权在使用设备的一切功能前，我们必须用 CreateDevice 函 数 创 建 一 个 设 备 对 象 句 柄 hDevice ， 如 下 图 函 数14徐州工程学院毕业设计（论文）我们只需要对这个pADPara 参数结构体的各个成员简单赋值即可实现所有硬件参数和设备状态的初始化，2）初始化 AD部件：功能：它负责初始化设备对象中的AD 部件 , 为设备操作就绪有关工作, 如预置 AD采集通道 , 采样频率等 , 然后启动 AD设备开始 AD采集，随后，我们便可以连续调用 ReadDeviceAD读取 USB设备上的 AD数据以实现连续采集。 注意：每次在 InitDeviceAD 之后所采集的所有数据，其第一个点是无效的，必须丢掉，有效数据从第二个点开始返回值：如果初始化设备对象成功 , 则返回 TRUE, 且 AD便被启动。否则返回FALSE, 用户可用 GetLastError捕3）数据处理利用求取的平均值乘以校准时求得b 的数值得到的电压值再加上a的在校准时得到的数值就实现了称重数据的读取4）根据 while循环变量是否为真来判断是否结束程序，如果为真继续执行，如果为假则推出程序。5）释放设备功能：释放设备对象所占用的系统资源及设备对象自身。返回值：若成功，则返回 TRUE, 否则返回 FALSE, 用户可以用 GetLastError 捕获错误码。应注意的是， CreateDevice 必须和 ReleaseDevice 函数一一对应，即当您执 行 了 一 次 CreateDevice ， 再 一 次执 行 这些 函 数 前 ， 必 须 执 行 一 次 ReleaseDevice 函数，以释放由 CreateDevice 占用的系统软硬件资源，如系统内存等。只有这样，当您再次调用 CreateDevice 函数时，那些软硬件资源才可被再次使用。数据采集模块LabVIEW 的数据采集（ Data Acquisition）程序库包括了许多NI公司数据15徐州工程学院毕业设计（论文）采集（ DAQ）卡的驱动控制程序。通常，一块卡可以完成多种功能-模/ 数转换，数 / 模转换，数字量输入 / 输出，以及计数器 / 定时器操作等。用户在使用之前必须 DAQ卡的硬件进行配置。 这些控制程序用到了许多低层的 DAQ驱动程序。本课程需要一块安装好的 DAQ卡以及 LabVIEW开发系统。 本次设计中数据采集模块主要完成模拟量与数字量的相互转换，实现数据的采集测量；图 2-6图中数组为初始化数组，0 为初始值 0，每次执行完后按下按钮数组自动恢复初始值，并依次循环，直到程序结束，10 表示数组长度为了提高读取速率，根据特定要求，其长度必须指定为32 字的整数倍长，如32、64、1288192 等字长，否则， USB设备对象将失败该读操作。为创建一个 ID设备对象句柄，并返回设备对象句柄；0 函2数可以使用创建句柄以初始化设备的 AD部件并启动 AD设备；2 参数：创建了设备对象句柄后，便可用函数初始化 AD部件，关于采样通道、 频率等的参数的设置都是由这个函数的参数结构体决定的， 对这个参数结构体的各个成员简单赋值 0， 2， 2。即可实现所有硬件参数和设备状态的初始化，然后这个函数启动 AD设备反复读取 AD数据以实现连续不间断采样。 （注：虽然主要面对批量读取，高速连续采集而设计， 但亦可用它以少量点如 32个点读取 AD数据，以满足慢速采集需要由于参数需要的是返回值，所以需要实现对AD设备的关闭；关闭 AD设备后，便可得到相应的数据 （但设备对象句柄依然存在） 。16徐州工程学院毕业设计（论文）数组：要使用这个数组，根据LabView 的特点，应分配一个16 字节的内存单元，每一个字节的内存单元对应相应位置上的开关量输入状态。要使用这些状态，根据得到DI 数据，将存放实际的当前开关量状态的内存单元用IndexArray 数组操作控件将其每一路开关量状态分离出来，即可确定每一路开关输入状态。详见开关量输入输出 LabView 演示部分。数组的功能主要实现对数组内容的替换，将得到的电压值输出从而实现对数据的采集；校准标定模块校准标定模块主要是对系统进行校准和标定模块如下：图 2-7图中为 while 循环结构， i 为循环变量，右下端则为条件端子；图 2-817徐州工程学院毕业设计（论文）如上图用 0 克砝码，既无法码放入时，软件认定为 0 克进行校准，即 U0=0g;为分支结构图： Case, 其中？表示条件端子， False 表示子程序标识，当按下 0 克砝码按钮时，子程序标识为 Ture, 代表真说明校准成功；图 2-9如上图用 20 克砝码来标定系统时程序进行前的条件端子，即U20=20g;为分支结构图： Case, 其中？表示条件端子，False 表示子程序标识，当按下 2O克砝码按钮时 , ，子程序表示为 Ture ，代表真说明校准成功；如上图为延时计时器，且延时时间为2 秒；18徐州工程学院毕业设计（论文）图 2-10如上图校准是程序性进行前的条件端子；为 20克；是的一个局部变量；是 的一个局部变量为 b 的输出值为 a 的输出值根据流程图和程序代码，我们对校准标定模块进行如下分析：将标定数值 20 克除以两个局部变量的电压差即U20减去 UO得到数值 b, 表达式为 20/（ 20-0 ）=1g; 0 减去乘以 b 的值得到数值a, 表达式为 0-U0* b=a;根据经验方程： m=b*f+a 得 a=145g数据处理模块19徐州工程学院毕业设计（论文）图 2-10的功能主要对采集数据输出的电压值求取平均数；的局部变量;的局部变量数组实现的是元素的输出；和是数据采集输出的两种方式其实现功能是用所得平均值乘以变量 b 值将得到的电压值加上变量 a 值，从而实现数据的输出。当按下时表示 while 循环结束；把以上的各个加以模块综合就可以得到Labview 完整的电子称设计流程图如下：图 2-1120徐州工程学院毕业设计（论文）3. 电子称测试系统的调试3.1硬件的安装调试在调试时，我们用一台可调稳压电压源来模拟压力传感器的输出电压信号。把数据采集卡插到计算机主板上， 从采集卡端子盒的输入端子引出两根导线分别与稳压电源的正负电极相连接， 再从采集卡端子盒的输出端子引出两根导线分别与继电器的输入端正负极相连接，具体实验步骤如下：1. 接线：将压力传感器经 J2 连接至压力桥式测量电路，将实验板模拟口 XS1与采集卡模拟口 XS2连接。2. 通过调节电位器 RX4 来改变差动放大倍数， 在U6D 输出端得到一级放大信号；通过调节电位器 RX5 来调节电路对称性，实现对干扰信号的抑制。3. 最终结果是：在 U8A 的输出端得到一个二级放大后的信号， 该信号特点是：当压力增大时，该信号曲线显示增大的信息； 当压力减小时， 该信号曲线幅度也相应应减小。4. 通过 LabView 编程来实现电子秤的功能，软件要求有“零”标定功能，即无砝码放入时 , 软件认定为 0 克，通过提供的两个 20 克的砝码来标定系统。 阻值来观察继电器的离合。在软件环境下编程实现数据的采集和测试。3.2软件的调试认真的进行软件调试是软件设计至关重要的环节， 正是在一次次的调试过程中不断的改进程序， 是程序越来越完善。 每次程序的调试过程一般可分为几个步骤进行。数据采集卡U28模板是 USB总线兼容的数据采集板，可经 USB电缆接入计算机，构成实验室、产品质量检验中心、特别是野外测控、医疗设备等领域的数据采集、波形分析和处理系统，也可构成工业生产过程控制监控系统。而且它具有体积小， 即插即用等特点，因此是便携式系统用户的最佳选择。U28板上设计有 12Bit 分辨率的 A/D转换器和 D/A转换器，提供了 16路单端或 8路双端的模拟输入通道和4路 D/A输出通道， A/D转换器输入信号范围 : 5V、10V、 0 10V， D/A转换器输入信号范围 : 0 5V、 010V、 5V、 10V。 16 路开关量输入， 16路开关量输出且均能上电清零。使用本卡时最好通过板卡上EX_VCC插座接上外接电源。如本卡不能正常工作，必须接上外接电源。21徐州工程学院毕业设计（论文）注：使用外接电源时，应先接外接电源，后接 USB电缆。拔掉时先拔 USB电缆，后拔外接电源。模拟信号输入部分模拟通道输入数 : 16路单端或 8 路双端输入模拟输入电压范围：5V、 10V、 0 10V模拟输入阻抗 : 100M 模拟输入共模电压范围：2V放大器建立时间： 2Us放大器增益 G与电阻 RG的运算关系为： G 1 50K? /RG 放大器增益与电阻 RG的对应关系如下表所示：R ?)增益G(最接近的阻值（1%的精度）RG(? )1空空250.00K49.9K512.50K12.4K105.556K5.62K202.632K2.61K501.02K1.02K100505.1511200251.3249500100.2100100050.0549.9200025.0124.9500010.009.88100005.0014.94A/D 转换电路部分A/D 分辨率： 12Bit(4096)非线性误差： 1LSB(最大 )转换时间： 10us系统测量精度： 0.1%22徐州工程学院毕业设计（论文）D/A转换电路部分输出通道数： 4路模拟输出电压范围： 05V、010V、 5V、 10VD/A分辨率： 12Bit(4096)非线性误差： 1LIB( 最大 )D/A输出精度 ( 满量程 ) ： 1LIB建立时间： 10 S(0.01%精度 )输出阻抗： 0.2 开关量输入输出部分16 路数字量输入、 16 路数字量输出经过 50 脚扁平电缆插座XS2引出。数字端口满足标准TTL电气特性：输入 TTL 电平，吸入电流小于0.5 毫安。输出 TTL 电平，最大下拉电流20mA,上拉电流 2.6 毫安。数字量输入最低的高电平：2V数字量输入最高的低电平：0.8V数字量输出最低的高电平：3.4V数字量输入最高的低电平：0.5V2.5、 A/D 采样率A/D采样通过率： 100KHzU28板主要由模 / 数转换 (A/D) 电路、数 / 模转换 (D /A) 电路、 USB总线接口电路等部分电路的组合，力求满足用户各种用途的需求。主要元件位置图、信号输入插座和开关量管脚定义23徐州工程学院毕业设计（论文）3-1 主要元件位置图图 3-1 为U28板的主要跳线位置图， 此位置图上跳线设置为出厂标准设置。设置为：单端输入方式，模拟输入范围 5V，模拟输出范围 5V。XS1: 模拟信号输入 / 输出引线插座XS2：开关量输入 / 输出及 8254接口引线插座USB T：USB总线连接插座RP5： 4路DA输出电压零点调整电位器RP1： DA0输出电压满度调整电位器RP2： DA1输出电压满度调整电位器RP3： DA2输出电压满度调整电位器RP4： DA3输出电压满度调整电位器RP8： A/D电路单极性零点调整电位器RP7： A/D 电路双极性零点调整电位器RP6： A/D电路满度调整电位器XF1、 XF5：模拟电压输入单端、双端选择XF9、 XF10：模拟电压输入量程选择XF7、 XF8： D/A 输出极性选择XF1、 XF2、 XF3、XF4：D/A 输出量程选择开启程序24徐州工程学院毕业设计（论文）在开启程序前，先将各个设计好的子VI 与主程序放在同一个文件夹下，以方便程序调用。在这个软件系统中，我们设计了一个主程序与3 个子 VI ，3 个子 VI 分别为“校准”子 VI 、“数据采集”子 VI 、“数据输出”子 VI 。开启程序，我们可以直接双击主程序图标，这时，可以看到，它会把主程序所用到的各个子 VI 自动载入，载入完全后，便出现程序的前面板界面， 按快捷键“ CTRL+E” 便可以切换到后面板的程序界面进行程序的设计或修改。程序的调试一切就绪后，切换至前面板进行程序的调试了。调试效果如图3-2图 3-2程序的改进过程没有问题，就没有进步，也就失去了程序调试所应有的价值和意义。在一次次的调试过程中， 曾出现了不少的问题， 程序也正是在一次次的解决问题中不断地改进和完善从而试测试达到更好的效果，例如我们在进行数据采集前会忘记校准，这就促使数据的误差曾大，导致测量结果不精确。25徐州工程学院毕业设计（论文）总结本设计是基于虚拟仪器的电子称设计系统的软件设计部分， 与硬件设计部分结合成一个整体。在进行具体的软件设计之前， 先学习了一些相关的知识， 如完整的测试装置系统结构和运作原理以及软件设计所用的编程软件 labview 等。有了这些必要的基础知识后，根据实际要求， 先将整个软件系统模块化， 按照不同功能划分为四大基本模块：主控模块、 数据采集模块、 校准标定模块和仪器功能模块，然后对各个模块进行了具体的分析与设计， 设计完成了各个模块的软件编程后，再将它们和协的组合成一个完整的程序就基本实现了本设计的内容。 在每个功能模块的设计过程中， 都遇到了不少的难题， 但在老师和同学的细心指导帮助下，将难题逐一解决了。 在每个功能模块设计完成后， 将它们组合在一个主程序中，并对程序进行了一些必要的处理， 如采集数据的滤波， 增强程序的抗干扰能力等，最终基本实现了完整的程序系统设计。 本软件系统尚没有在真正的测试装置中进行调试，但在用稳压电源模拟压力传感器输出电压的调试中已经基本上实现了各功能测试， 均表现良好，相信对电子称用压力传感器的性能测试有一定的应用价值，对生产、生活有着十分重要的现实意义。26徐州工程学院毕业设计（论文）致谢从开始写作至本论文最终定稿，总共花费了我两个月以来所有的业余时间。虽说在繁忙的工作之余要完成这样一篇论文的确不是一件很轻松的事情，但我内心深处却满含深深的感激之情 。首先感谢我的导师朱永红， 感谢他在整个毕业设计过程中对我的关心和指导。他渊博的学识、平易近人，严谨的工作作风和良好的处事态度都给我留下了深刻的印象， 将对我今后的学习、 工作和生活产生很好的影响。再次，感谢我的同学在此次毕业设计中，无论在技术上、理论上都给予了我很大的帮助，对他们表示由衷的谢意。27徐州工程学院毕业设计（论文）参考文献1童刚，樊凤英等。虚拟仪器实用编程技术。北京：机械工业出版社，2008.12郁有文，常建。传感器原理及工程应用西安：西安电子科技大学出版社，2008.73 雷勇编虚拟仪器设计与实践 M 北京：电子工业出版社， 2009.4高迎慧基于LabVIEW 和神经网络的压力传感器温度补偿系统J 仪器仪表用户，2009.33 355 杨乐平等 . 虚拟仪器技术概论 M. 电子工业出版社 . 2007. 36 黄贤武 . 郑晓霞 . 传感器原理与应用 M. 成都：电子称科技大学出版社，200928