虚拟仪器课程设计（论文）-基于labview的虚拟电子秤程序设计.doc

虚拟仪器课程设计（论文）( 2009级 ) 题 目： 基于labview的虚拟电子秤程序设计学 院： 工学院 班 级： 机械093 学生姓名： 学号： 09550320 成 绩： 基于labview的虚拟电子秤程序设计摘要随着科学技术的进步，对测量技术的要求越来越高。电子测量技术在各个领域得到了越来越广泛的应用。传统的电子测量仪器由于其功能单一，体积庞大，己经很难满足实际测量工作中多样性、多功能的需要。以虚拟仪器为代表的新型测量仪器改变了传统仪器的思想，它们充分利用计算机强大的软硬件功能，把计算机技术和测量技术紧密结合起来，是融合了电子测量、计算机和网络技术的新型测量技术。特别是基于计算机平台的各种测量仪器由于成本低、使用方便等优点得到了更广泛的应用。本设计是结合传感器技术、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。研究背景质量是测量领域中的一个重要参数，称重技术自古以来就被人们所重视。公元前，人们为了对货物交换量进行估计，起初采用木材或陶土制作的容器对交换货物进行计量。以后，又采用简单的秤来测定质量。据考证，世界上最古老的计量器具出土于中东和埃及，最古老的衡器和砝码出自于埃及。秤是最普遍、最普及的计量设备，电子秤取代机械秤是科学技术发展的必然规律。低成本、高智能化的电子秤无疑具有极其广阔的市场前景。本章简述称重技术和衡器的发展过程，论述提出新型电子秤的意义，关键技术及工作重点等。随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。称重技术和衡器的发展衡器是通过作用于被测量物体的重力来确定该物体质量的计量器具。在整个衡器的发展过程中，先后主要出现了六种类型的衡器：架盘天平、不等臂平台秤、吊车秤、倾斜象限杆秤、弹簧秤和自动秤。电子衡器种类繁多，且涉及到贸易结算和广大消费者的利益，所以为世界各国政府普遍关注和重视，并被确定为我国强制管理的法制计量器具。电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段，对于加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。目前电子衡器主要分为非自动衡器和自动衡器。我国电子衡器经过40多年的不断改进与完善，从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。电子秤的发展状况电子秤是各行业对物料进行计量或工矿企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,智能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秤,成为测重领域的主流产品。 电子秤不仅要向高精度、高可靠方向发展， 而且更需向多种功能的方向发展。据悉，目前电子秤的附加功能主要有以下几种：（1）电子秤附加了处理机构计算机信息补偿装置, 可以进行自诊断、自校正和多种补偿计算和处理。（2）具有皮重、净重显示等特种功能。电子秤有些已具备了自动称量模式, 即通过进行算术平均、积分处理和自动调零等方法, 消除上述的误差。（3）附加特殊的数据处理功能。目前的电子秤有附加多种计算和数据处理功能，以满足多种使用的要求。今后， 随着电子高科技的飞速发展， 电子秤技术的发展定将日新月异。同时, 功能更加齐全的高精度的先进电子秤将会不断问世，其应用范围也会更加拓宽。程序介绍本文所介绍的一款基于LABVIEW的电子称，其中省去了用读取数据库的方式代替了用传感器对数据的采集，从而实现了对电子称的模拟，故可称为一款虚拟电子称。LABVIEW是一款跟数据采集、处理机密联系的软件，一定离不开与数据库有关的开发，此程序就提供了一个很好的范例。程序中使用了Access数据库，利用LabSQL实现对Access数据库的访问，采集完数据后可将其按一定格式保存到Excel文件中。LabSQL 数据库访问工具包是NI 公司提供的一个免费的、多数据库、跨平台的软件包, 可以通过网络免费下载到, 其支持Windows操作系统中任何基于OBDC 的数据库,包括Access,SQL Server,Orcale,等。LabSQL 是利用Microsoft ADO 以及SQL 语言来完成数据库访问, 将复杂的底层ADO 及S Q L 操作封装成一系列的功能函数。利用LabSQL 几乎可以访问任何类型地数据库,执行各种查询,对记录进行各种操作。它的优点是易于理解、操作简单,用户只需进行简单地编程, 就可在LabVIEW 中实现数据库访问。它还有一个最大的优点是源代码开放,并且是全面免费的。前面板登录界面设计前面板界面设计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。此程序前面板包括登录、配置、图形显示、数据显示四部分。界面美观，分布合理！此外，此程序还加入了管理用户的功能，需要输入用户名和密码才能进入系统，登入后可以修改自己的密码。用户有权限等级： 管理员：可以增加，删除其他用户并可以设置其密码。 一般用户：不能增加，删除其他用户，可以修改自己的密码。程序框图设计程序框图相当于程序的源代码,只有创建了程序框图后，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。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。此程序框图大体分为3个模块:初始化模块、人机界面处理循环模块及数据采集处理循环模块。初始化模块此模块主要用来对程序初始状态下的各项参数设定人机界面处理循环模块此模块通过事件结构对前面板各个按钮对应的程序进行设定，共包括登录、修改密码、用户管理、采集、保存、暂停和stop7个选项。数据采集处理循环模块此模块通过while循环和条件结构来实现模拟数据采集并通过波形和数组来显示采集到的数据。其中用来模拟产生数据用来获取当前时间用来格式化获取的时间用来采集次数递增用来设置采样间隔时间程序改进由于本人水平所限加之此程序设计考虑周到，所以能改的地方很少。思考了很久，发现此程序能够保存采集到的数据但是却没有读取数据的功能。因此参阅了教材，使用了读取电子表格文件的控件实现了读取的功能。修改处和效果图如下：修改处效果图存在的一些问题此程序有些控件课上没有学过，但是大致能知道意思。但是不是很清楚该怎么使用和修改。此外还有用户管理程序（下图）就有点难以理解。程序来源说明http:/bbs.elecfans.com/jishu_207652_1_1.html 小结通过本学期的labview课程学习，我学到了很多有关虚拟仪器的知识。在此特别感谢汪彬老师的细心指导，解决了我很多课上难以理解的问题。