面向教学的测控仪表数据通信仿真系统设计

摘要

随着计算机技术的发展，传统仪器开始计算机化发展。虚拟仪器(Virtual Instrument)是现代计算机技术、仪器技术及其他新技术完美结合的产物，其强大的功能已完全超出了仪器概念本身。而高校的实验室建设情况大多数是实验没备落后于课程建设的需要，教育有限的投入无法满足实验设备昂贵、更新速度快的要求，这使得作者加入面向教学的虚拟仪器的开发工作中来。 该论文基于虚拟仪器的概念等，选用了开放式虚拟仪器开发系统应用软件LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)一种图形化编程软件(Graphic语言)，进行了面向教学的测控仪表数据通信仿真系统的设计，针对在数据通信方面比较有普遍意义的、海尔集团公司冰箱及空调检测系统中所用的DR240混合记录仪和WT110功率计等测控仪表，作者对它们的工作原理和操作流程做了深入的研究，并基于LabVIEW实现了对DR240混合记录仪和WT110功率计的仪器仿真，主要用于对测试数据文件的事后处理和对被测对象进行实时仿真测试，形成了适合教学的测控仿真系统。本着“软件就是仪器”的虚拟仪器思想，又兼顾着本系统面向教学服务的开发目的。对提高教学水平，增强学生的实践操作，缩短学生参加工作后适应工作环境的周期具有现实的意义。 在DR240混合记录仪的仿真中，针对仪器的特点，主要仿真了输入类型设置、记录显示方式设置、电压数据和热电偶温度数据的发送过程、数据的接收过程，通过对RS232C口读与写过程的实现，突出了这一仪器在数据通信上的特点。在WTI110功率计的仿真中，主要仿真了仪器对电压、电流范围设置、积分器工作过程、算术计算过程、功率数据、谐波分析过程。在微机控制系统仿真中，实现了对数据频宽和有效值分析等的仿真。 系统开发过程中采用的是单台微机的串口l与串口 2错接来仿真数据采集到测试仪表，及测试仪表的数据传到微机。这样开发的程序在两台微机上完全能实现真正意义上的数据通信。为了达到虚拟软件即为仪器的理想目标，这样开发的系统，力求在B机器的接口接上数据采集设备即可形成微机控制仪表仪器的完整测控系统。此系统的开发虽然是面对教学，但作者还有意将其推广到真正的数据采集系统中，所以还对数据采集系统和GPIB接口的通信进行了深入研究。 最后，作者对虚拟仪器在高校的推广前景进行了分析，得出了虚拟仪器未来将会大范围走入高校的结论。

目录

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摘要

1引言

2虚拟仪器与LabVIEW

3面向教学的测控仪表数据通信仿真系统概述

4混合记录仪的仿真实现

5功率计的仿真实现

6数据采集与GPIB概述

7 LabVIEW在高校推广的前景

参考文献

致谢

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