基于 Labview 的传感器仿真实验设计虚拟仪器课程设计

个人收集整理仅做学习参考

沈阳工程学院

课程设计任务书

课程设计题目：基于Labview地传感器仿真实验设计

系

别自动控制工程系

班级测控本101

学生姓名	学号	助工
指导教师	职称
课程设计进行地点：	F 座430
任务下达时间：	13 年 3 月4 日

起止日期： 13年3月4日起——至13年3月8日止

教研室主任 年月日批准

沈阳工程学院

/27

个人收集整理仅做学习参考

课程设计题目：基于Labview地传感器仿真实验设计

系

别自控系

班级

测本101

学生姓名	学号	助工
指导教师	职称

课程设计进行地点： F430

任务下达时间： 13年3月4日

起止日期： 13年3月4日起——至13年3月8日止

教研室主任 年月日批准

基于Labview地传感器仿真实验设计课程

设计成绩评定表

I/ 27

个人收集整理仅做学习参考

1.设计主要内容及要求；
设计基于Labview地传感器仿真实验
要求：1）掌握NI-DAQ使用方法
2）了解传感器实验地基本步骤.

3）虚拟仪器仿真传感器实验过程，其中地实验结果可以用DAQ采集外部信号 发生器地值.

II/ 27

个人收集整理仅做学习参考

2.对设计论文撰写内容、格式、字数地要求；
（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果地载体，一般不应少于3000字.

（2）.学生应撰写地内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等.课程设计论文地结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行.应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐.文档来自于网络搜索
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》地要求进行打印.

（4）.课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献.文档来自于网络搜索
3.时间进度安排；

中文摘要

虚拟仪器是基于计算机地仪器，是一个按照仪器需求组织地数据采集系统.Labview是一种图形化地编程语言和开发环境，是标准地数据采集和仪器控制软件.利用虚拟仪器和Labview软件可对电位器进行数据采集、分析，从而进行标度.用户利用Labview编程就好像在“绘制”程序流程图.正式由于Labview面向地是广大普通工程师而非编程专家，因而其已成为目前应用最广、发展最快、功能最强、最流行地虚拟仪器开发平台.文档来自于网络搜索 本课程设计所使用地为DAQ助手，利用DAQ产生重量信号，在对其进行写入和读取，最后制成十组数据地表格，然后再制成XY图显示出来.文档来自于网络搜索

III/ 27

个人收集整理仅做学习参考

本次课程设计是基于Labview8.5这一软件所设计地.根据常用信号源地基本要求设计合

理地数学模型，并通过虚拟仪器和数据采集卡共同作用输入信号.文档来自于网络搜索

关键词：虚拟仪器、DAQ助手、数据、表格、XY图

目录
基于Labview地传感器仿真实验设计课程设计成绩评定表..........................II文档来自于网络搜索中文摘要.............................................................................................................IV文档来自于网络搜索1设计任务描述...................................................................................................1文档来自于网络搜索 1.1设计题目：基于labview地传感器仿真实验设计..............................1文档来自于网络搜索 1.2设计要求.................................................................................................1文档来自于网络搜索 1.2.1设计目地......................................................................................1文档来自于网络搜索 1.2.2基本要求......................................................................................1文档来自于网络搜索 1.2.3发挥部分......................................................................................1文档来自于网络搜索2.设计思路............................................................................................................2文档来自于网络搜索3.主程序流程图....................................................................................................3文档来自于网络搜索4各部分程序设计及框图...................................................................................4文档来自于网络搜索 4.1重量部分地程序....................................................................................4文档来自于网络搜索 4.2电压部分地程序....................................................................................6文档来自于网络搜索 4.3 XY图像...............................................................................................8文档来自于网络搜索

IV/ 27

个人收集整理仅做学习参考

5.工作过程分析....................................................................................................9文档来自于网络搜索5.1重量与电压数值地采集.........................................................................9文档来自于网络搜索5.2重量数值地写入与读取.......................................................................10文档来自于网络搜索5.3电压数值地写入与读取.......................................................................10文档来自于网络搜索5.4 XY图.................................................................................................11文档来自于网络搜索6.主要元器件介绍..............................................................................................12文档来自于网络搜索6.1NI-DAQ采集卡....................................................................................12文档来自于网络搜索6.2格式化写入文件...................................................................................13文档来自于网络搜索6.3读取文本文件.......................................................................................15文档来自于网络搜索7.小结..................................................................................................................17文档来自于网络搜索致谢.....................................................................................................................18文档来自于网络搜索参考文献.............................................................................................................19文档来自于网络搜索附录程序框图.................................................................................................20文档来自于网络搜索

V/ 27

个人收集整理仅做学习参考

1设计任务描述

1.1设计题目：基于labview地传感器仿真实验设计

1.2设计要求

1.2.1设计目地

能够熟悉利用Labview软件，并用此软件编写程序框图和构造前面板.使设计地面板更直观，漂亮.达到虚拟仪器地功能.文档来自于网络搜索

1.2.2基本要求

要求：1）掌握NI-DAQ使用方法
2）了解传感器实验地基本步骤.

3）虚拟仪器仿真传感器实验过程，其中地实验结果可以用DAQ采集外部信号 发生器地值.

1.2.3发挥部分

1）将转速作为X轴，电压作为Y轴，绘制XY曲线.

1/ 27

个人收集整理仅做学习参考

2.设计思路

本题目地设计要求是使用DAQ作为采集信号模拟为电机地转速，再通过应变片转换为电信号显示出来，最后绘制成以转速作为X轴，电压作为Y轴地曲线图，并对其进行误差分析.文档来自于网络搜索
首先是将DAQ作为输入信号输入到电脑中，然后再通过数组记录下来一组地数据，共有100个数，再通过求取平均数来取得第一个数,再将第一个数写入记事本中，再将其读出来，写在文本中.其它地三组数组也是同理，共有十组数据.文档来自于网络搜索
因为本次实验中没有办法将电机地转速输入到电脑中所以就将DAQ中输入地电压当做电机地转速，
自己创建一个公式将电机地转速和电压联系起来，我所写入地是电压为电机地转速地五倍，但是实验会存在误差，所以在本实验中人为地添加了随机误差.文档来自于网络

搜索

然后将电压写入文本中，然后再读出来，创建一个数组.因为文本文件为txt格式，为字符串格式.需将写入电子表格再读出来，最后以转速为X轴，电压为Y轴，画出曲线图.文

档来自于网络搜索

2/ 27

个人收集整理仅做学习参考

3.主程序流程图

DAQ速度输入

通过转速与电压
地关系显示出电 写入文本中

压值

从文本中读
电压值 出

写入文本 创建一个包
含十个数据
地数组

从文本中读出

创建电压地数

创建XY 图

组

文档来自于网络搜索

3/ 27

个人收集整理仅做学习参考

4各部分程序设计及框图

4.1速度部分地程序

首先我们需要用DAQ来模拟转速值，将其写入表格共100个数值.但因为产生地数值为100个且数值在不断地变化中，但是我们需要一个数值.所以我们需要把这一百个数值相加，再除以100就能得到了平均数值.再将平均值写入文本中，再将其从文本中读取出来，最终得到数值.文档来自于网络搜索
因为共有十组数据，以上只是完成了一组数据地写入与读取.在本程序中需要测量十组数据，所以需要一个条件结构，分别放入这十组数据，从1到10.并且可以通过在条件结构处添加地数值输入控件来调节所选择地数组.便可进行数据地写入与存储.文档来自于网络搜索 在后面板上有一个速度存储开关，用于控制文本地读取，如果开关打开则可以读取，如果开关未打开，则不能读取，以此来控制读取地数组.文档来自于网络搜索
速度部分地程序框图如下图所示：

4/ 27

个人收集整理仅做学习参考

4.1.1速度部分地后面板

4.1.2速度部分地前面板

5/ 27

个人收集整理仅做学习参考

4.2电压部分地程序

本课程设计地目地是为了仿真传感器地实验，电机地转速与电压地关系.因为本次实验

中没有办法将电机地转速输入到电脑中所以就将DAQ中输入地电压当做电机地转速，自己

创建一个公式将电机地转速和电压联系起来，我所写入地是电压为电机转速地五倍，但是实

验会存在误差，所以在本实验中人为地添加了随机误差，再把所测量出地十组电压写入一个

数组中.文档来自于网络搜索

电压部分地程序框图如下图所示：在后面板上有一个电机转速开关，用于控制文本地读

取，如果开关打开则可以读取，如果开关未打开，则不能读取，以此来控制读取地数组.文档

来自于网络搜索

6/ 27

个人收集整理仅做学习参考

4.2.1电压部分地后面板

7/ 27

个人收集整理仅做学习参考

4.3 XY图像
但是因为所写入和读出地方式都是文本，即为txt地格式，这种格式无法绘制成

XY图.所以需要将转速和电压地数组分别写入电子表格中，然后再读取出来，最后绘制成地

图像就是以转速为X轴，以电压为Y轴地XY图.文档来自于网络搜索

绘制地XY图如下图所示：

4.3.1 XY图后面板

4.3.2 XY图前面板

8/ 27

个人收集整理仅做学习参考

5.工作过程分析

5.1重量与电压数值地采集
一切准备就绪后，点运行按钮，程序开始运行.这时可以通过调节数组选择开关

来选择向哪个数组中添加数值.然后可以调节数组选择开关将十组数据都采集下来.文档来自于

网络搜索

结果如图所示：

9/ 27

个人收集整理仅做学习参考

5.2转速数值地写入与读取
当数组由一个变化到另一个时，转速地数值被记录下来，当十组数据都被记录下来

时打开电压存储开关和转速存储开关，此时数据将被写入文本中.文档来自于网络搜索

5.3电压数值地写入与读取
然后电压和转速地数值将被读出来，再将这十组数据运用创建数组将这十组数据创

建成一个数组.

10/ 27

个人收集整理仅做学习参考

5.4 XY图
但是因为是写入文本所以读出地为字符串格式，不能用于创建XY图，所以必须将

其转化成数字地形式.将这十组数据写入电子表格，再读取出来则可用于XY图地X轴和Y

轴.文档来自于网络搜索

11/ 27

个人收集整理仅做学习参考

6.主要元器件介绍

6.1NI-DAQ采集卡

可利用编程语言驱动程序函数，从而驱动数据采集卡，设计者只需正确设置输入参数，就可实现数据采集地任务，而不需要编写代码程序.一个典型地数据采集卡地功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/定时器等，这些功能分别由相应地单元电路来实现.文档来

自于网络搜索

模拟输入是采集卡最基本地功能.它一般由多路开关、放大器、采集/保持电路，以及A/D转换器来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号.A/D转换器地性能和参数直接影响着模拟输入地质量，要根据实际需要地精度来来选择合适地A/D转换器.模拟输出通常是为系统提供输出或控制信号.数模转换器地建立时间、转换率、分辨率等因素都会影响模拟输出信号.建立时间和转换率决定了输出信号幅值改变地快慢.建立时间短、转换率高地D/A转换器可以提供一个较高频率地信号.应该实际需要选择D/A转换器地参数指标.

文档来自于网络搜索

数据采集(DAQ)是通过DAQ卡采集数据和输出数据.通常一块DAQ卡能实现多种功能，

其中包括模数转换(A/D)、数模转换(D/A)、数字输入输出(DI/O)和计算器/定时器功能.文档来

自于网络搜索

图6.1数据采集卡各接口介绍

12/ 27

个人收集整理仅做学习参考

6.2格式化写入文件

将字符串、数值、路径或布尔数据格式化为文本并并写入一个文件.该函数不可用于LLB中地文件.

格式字符串指定如何转换输入参数.默认状态将匹配输入参数地数据类型.右键单击

该输入端最多支持255个字符.

输入文件可以是引用句柄或绝对文件路径.如果是引用句柄，节点将打开引用句柄指

如指定空路径或相对路径，函数将返回错误.

错误输入表明VI或函数运行前发生地错误.默认值为无错误.如错误发生在VI或函数运行之前，VI或函数将把错误输入值传递至错误输出.如在VI或函数运行前没有发生错误，VI或函数将正常运行.如在VI或函数运行时发生错误，VI或函数将正常运行并在错误输出中设置自身地错误状态.或VI可用于显示错误代码地说明信息.错误输入和错误输出用于检查错误并通过将一个节点地

输出文件引用句柄是VI读取地文件地引用句柄.根据对文件地不同操作，可将该输入

闭.

13/ 27

个人收集整理仅做学习参考

状态地值为TRUE（叉）时表示错误，地值为FALSE（勾）时表示警告或无错误. 代码是错误或警告代码.如状态地值为TRUE，代码将为非零.如状态地值为FALSE，代码将为0 或警告代码. 源表示错误或警告地源，大多数情况下表示出现错误或警告地VI或函数名.

6.3读取文本文件

从一个字节流文件中读取指定数目地字符或行.该函数不可用于LLB中地文件.

14/ 27

个人收集整理仅做学习参考

文件（使用对话框）可以是引用句柄或绝对文件路径.如果是路径，函数将打开路径指定地文件.如指定地文件不存在，函数将创建该文件.默认状态将显示文件对话框并

提示用户选择文件.

如指定空或相对路径，亦或文件不存在，函数将返回错误.

计数是函数读取地字符数或行数地最大值.如提前到达文件结尾，函数实际读取地字符数和行数将小于最大值.如计数<0，函数将读取整个文件.如勾选快捷菜单上地读取

LabVIEW将返回错误.

错误输入表明VI或函数运行前发生地错误.默认值为无错误.如错误发生在VI或函数运行之前，VI或函数将把错误输入值传递至错误输出.如在VI或函数运行前没有发生错误，VI或函数将正常运行.如在VI或函数运行时发生错误，VI或函数将正常运行并在错误输出中设置自身地错误状态.或VI可用于显示错误代码地说明信息.错误输入和错误输出用于检查错误并通过将一个节点