基于LabVIEW的PT1000自动测试与配对系统的设计
Design of Automatic Test and Pairing System for PT1000Based on LabVIEW
热量表作为一种计量热量耗费的仪表,已经被越来越多地使用于楼宇建筑物等场所,为热量计量收费提供科学的依据.安装于热量表内用于测量温度差值的一对配对温度传感器,对于热量的正确计量起着关键作用.目前我国大多数温度传感器的检测和配对过程仍采用人工方法,效率低下且容易出错.随着电子工业测量技术与数据处理技术的高速发展,新的测试方法及仪器不断出现.以美国国家仪器公司的软件产品LabVIEW为代表的虚拟仪器技术是下一代自动测试系统发展的方向,也为热量表用温度传感器测试和配对的自动化提供了技术途径.本文在系统研究虚拟仪器技术的基础上,利用LabVIEW图像化语言编程,实现对温度传感器PT1000阻值数据的读取、配对、处理及保存功能.重点研究了配对算法,通过定义关系值的概念,分析每支PT1000配对时对其它配对组合的影响程度,以此作为依据设计配对顺序,保证实现最大的成功配对率.此外,程序使用了二维数组的形式组织、处理大量的数据,方便后续利用Office Toolkits工具箱直接生成Excel格式的报表,保存配对结果.程序还采用了软件架构VISA等LabVIEW常用的技术和方法,实现了上位机串口和单片机之间的通信等其他各项功能.在硬件方面,系统主要设计了微弱信号的调理电路、数据采集电路及串口通信电路.在分析主要干扰源的基础上,利用四线制的热电阻接线方法消除引线电阻,在调理电路中串联两个无限增益多路反馈有源滤波器消除50HZ以上的噪声信号.并通过RS-485方式了实现了单片机和上位机的通信功能.实践证明,该系统具有较高的测量精度及配对率高,程序界面友好且易于操作,取得了良好的使用效果.本文共分为六章:第一章主要讨论了本课题研究的背景和意义,介绍了热量表的使用原理和配对温度传感器在热量计量过程中的重要性,并描述了热电阻常用的检测方法和虚拟仪器技术的发展.第二章对本系统温度传感器的精度要求和所需实现的功能进行了介绍,并针对系统的硬件和软件提出了完善的整体构思与方案.第三章在分析PT1000温度传感器特点的基础上,研究了基本的测量电路,并详细介绍了串口通信电路的实现过程.第四章对系统的软件作了详细描述.包括整体结构的搭建,各功能模块的实现以及程序界面的设计.并着重介绍了配对算法的设计过程和大量数据的处理方法.第五章对系统的现场使用情况和注意事项加以描述,并对测量结果进行了精度分析.第六章对全文作了简明的总结,概括了在系统设计及实现过程中的主要工作.同时提出了改进意见,并对虚拟仪器技术的应用领域和发展前景作了展望.
- 作者：
- 任晓丹
- 学位授予单位：
- 上海交通大学
- 专业名称：
- 测试测量技术及仪器
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 吉小军
- 中图分类号：
- TH81
- 关键词：
- LabVIEW；PT1000；电阻测量；数据管理；配对算法
- LabVIEW；PT1000；Resistance measurement；datamanagement；matching algorithm