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1、第第5篇篇 项目项目5、自动称重系统测试、自动称重系统测试第5篇 提高篇项目五项目五 自动称重系统测试自动称重系统测试目 录1. 1. 项目简介项目简介 2. 2. 教学目标教学目标 3. 3. 任务目标任务目标4. 4. 任务实施任务实施 5. 5. 项目总结项目总结 1. 1. 项目简介项目简介 2. 2. 教学目标教学目标 3. 3. 任务目标任务目标4. 4. 知识预备知识预备 5. 5. 任务实施任务实施6. 6. 项目总结项目总结 1 1、项目简介、项目简介 通过对一个称重传感器的信号采通过对一个称重传感器的信号采集与数据分析，完成电子秤的搭试并集与数据分析，完成电子秤的搭试并实现
2、自动标定。本系统设计完成后要实现自动标定。本系统设计完成后要求能有良好的交互界面，同时可实现求能有良好的交互界面，同时可实现数据存盘功能。数据存盘功能。2、教学目标、教学目标 熟悉掌握称重传感器的应用熟悉掌握称重传感器的应用 能熟练使用能熟练使用ELVIS设备控制输出和采集相关信号设备控制输出和采集相关信号 能利用数据分析函数进行基本的数据分析能利用数据分析函数进行基本的数据分析 能根据实际应用需要选择合适的传感器和数据采集方案能根据实际应用需要选择合适的传感器和数据采集方案进行数据采集进行数据采集 能熟练使用图形显示器等手段进行测试结果表达能熟练使用图形显示器等手段进行测试结果表达 能从用户
3、需求出发运用各种程序设计方法，设计交互良能从用户需求出发运用各种程序设计方法，设计交互良好的人机界面好的人机界面 能独立完成从系统方案设计到实施与调试的全过程能独立完成从系统方案设计到实施与调试的全过程2、教学目标、教学目标 掌握掌握LabVIEW软件的基本编程方法软件的基本编程方法 掌握常用称重传感器的选型与使用掌握常用称重传感器的选型与使用 会使用会使用LabVIEW软件中的数据分析与信软件中的数据分析与信号处理函数号处理函数 会使用文件输入输出管理函数会使用文件输入输出管理函数2、教学目标、教学目标培养团队协作、交流沟通能力培养团队协作、交流沟通能力培养实训室培养实训室5S操作素养操作素
4、养培养自学能力及独立工作能力培养自学能力及独立工作能力培养工作责任感培养工作责任感培养文献检索能力培养文献检索能力3、任务目标、任务目标 利用虚拟仪器技术对工利用虚拟仪器技术对工业称重传感器的性能进行测业称重传感器的性能进行测试与分析与数据存盘，同时试与分析与数据存盘，同时根据传感器性能测试的结果根据传感器性能测试的结果完成简易电子秤的搭试与简完成简易电子秤的搭试与简单校准。单校准。3.1、任务描述、任务描述通过对称重传感器的信号采集与数据分析，完成一个电通过对称重传感器的信号采集与数据分析，完成一个电子秤系统的设计、搭建和调试。本系统具体要求如下：子秤系统的设计、搭建和调试。本系统具体要求如
5、下：完成完成200g（或（或8kg）电子秤硬件设计，称重误差不超过）电子秤硬件设计，称重误差不超过1.5克；克；用用LabVIEW软件完成秤重传感器的灵敏度、线性等性能软件完成秤重传感器的灵敏度、线性等性能分析；分析；实现称重测试数据的自动存盘；实现称重测试数据的自动存盘；实现电子秤基本校准；实现电子秤基本校准；简洁美观友好的人机交互界面；简洁美观友好的人机交互界面； 3.2、预习要点、预习要点电子秤及其称重传感器的基本原理和特性；电子秤及其称重传感器的基本原理和特性；字符串的使用；字符串的使用；文件输入输出；文件输入输出；用户对话框设计；用户对话框设计；曲线拟合函数的使用；曲线拟合函数的使用
6、；自动称重系统的软硬件构建方案。自动称重系统的软硬件构建方案。 3.3、材料准备、材料准备 NI ELVIS教学设备或其它数据采教学设备或其它数据采集设备集设备简易电子秤配件（称重传感器、简易电子秤配件（称重传感器、放大器、电位器等）放大器、电位器等）导线若干、标准砝码若干导线若干、标准砝码若干 4、知识预备、知识预备 4.1 称重传感器称重传感器 4.2 字符串的使用字符串的使用 4.3 文件文件I/O 4.4 用户对话框设计用户对话框设计 4.5 数据分析函数数据分析函数 4.1 称重传感器 目前常用的称重传感器通常有一目前常用的称重传感器通常有一个弹性体和贴在其表面的应变片组成，个弹性体
7、和贴在其表面的应变片组成，当外界的作用力使传感器的弹性体发当外界的作用力使传感器的弹性体发生形变，随之使贴在弹性体不同部位生形变，随之使贴在弹性体不同部位的应变片也发生阻值变化（增大或减的应变片也发生阻值变化（增大或减小），四个应变片是接成桥式测量电小），四个应变片是接成桥式测量电路，在激励电压的作用下，输出信号路，在激励电压的作用下，输出信号也发生正比的变化（电量）。也发生正比的变化（电量）。 4.1 称重传感器 4.1.1 电阻应变片 电阻应变片是把一根金属或半导体电阻丝机械的分布在一电阻应变片是把一根金属或半导体电阻丝机械的分布在一块绝缘材料制成的基底上形成，其阻值可随机械形变的发生而块
8、绝缘材料制成的基底上形成，其阻值可随机械形变的发生而改变，阻值与形变大小成以下函数关系：改变，阻值与形变大小成以下函数关系： R/R = K 其中：其中：K为应变片的灵敏系数为应变片的灵敏系数 R为应变片的标称阻值为应变片的标称阻值 为在材料力学中定义的应变，用它来表示形变大小，通常为在材料力学中定义的应变，用它来表示形变大小，通常采用采用为单位。为单位。（=L/L称作为应变，记作称作为应变，记作，用它来表示形变往往显得太大，用它来表示形变往往显得太大，很不方便很不方便 常常把它的百万分之一作为单位，记作常常把它的百万分之一作为单位，记作） 4.1.1 电阻应变片 4.1.2 弹性体 弹性体是
9、一个有特殊形状的结构件。它的弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变向电信号的转换任务。变向电信号的转换任务。 4.1.3 检测电路检测电路的功能是把电阻应变片的电检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点，
10、如可以抑制温度电桥具有很多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。感器中得到了广泛的应用。因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵销，所以称重传感器均采用全相互抵销，所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥桥式等臂电桥 。 4.2 4.2 字符串使用字符串使用 字符串是字符串是ASC字符的集合，字符的集合，LabV
11、IEW提供了各种功能丰富的提供了各种功能丰富的字符串函数用于字符串的处理，用字符串函数用于字符串的处理，用户不再需要再像户不再需要再像C语言中一样为字语言中一样为字符串的操作编写繁琐的程序。在符串的操作编写繁琐的程序。在LabVIEW中，除了通常的字符串中，除了通常的字符串应用，如文本传送和显示、数据存应用，如文本传送和显示、数据存储等外，在进行仪器控制操作时，储等外，在进行仪器控制操作时，控制命令和数据大都也是按字符串控制命令和数据大都也是按字符串格式传送的，掌握并灵活地应用字格式传送的，掌握并灵活地应用字符串对编程很重要。符串对编程很重要。 字符串控件用户在前面板字符串与路径选板中可以找到
12、字符串输入控件、字符串用户在前面板字符串与路径选板中可以找到字符串输入控件、字符串显示控件、下拉框、文件路径输入控件、文件路径显示控件。文本字显示控件、下拉框、文件路径输入控件、文件路径显示控件。文本字体的颜色、大小和显示形式都可以改变。选中字符串控件后，然后在体的颜色、大小和显示形式都可以改变。选中字符串控件后，然后在修饰菜单下拉列表中就可以改变文字大小、颜色、字体等。右击文本修饰菜单下拉列表中就可以改变文字大小、颜色、字体等。右击文本框可以选择文字的显示格式：框可以选择文字的显示格式：“正常显示正常显示”表示一般形式的显示格式；表示一般形式的显示格式；“代码显示代码显示”表示以表示以Uni
13、code显示中文，并用显示中文，并用隔开隔开i，英文不变；，英文不变；“密码显示密码显示”表示以表示以“*”显示文字，就和一般密码输入框一样；显示文字，就和一般密码输入框一样；“十六进制显示十六进制显示”表示以十六进制显示字符的表示以十六进制显示字符的ASC码；码；“限于单行限于单行输入输入”表示单行显示；表示单行显示；“键入时刷新键入时刷新”表示字符串的内容随着输入实表示字符串的内容随着输入实时地改变，默认是不选该项的，即只有当用户输入完毕，单击前面板时地改变，默认是不选该项的，即只有当用户输入完毕，单击前面板其他空白的地方后，字符串的内容才生效。其他空白的地方后，字符串的内容才生效。 字符
14、串控件字符串控件 组合框经常被用来当作选择菜单使用，组合框可以有多个组合框经常被用来当作选择菜单使用，组合框可以有多个字符串，每个字符串称为项，并对应一个值。如图所示，字符串，每个字符串称为项，并对应一个值。如图所示，“身份类型身份类型”组合框，右击组合框，选择组合框，右击组合框，选择“编辑项编辑项”对组对组合框选项进行编辑。在对话框中，点击合框选项进行编辑。在对话框中，点击“插入插入”输入项和输入项和值，编辑完后，单击三角下拉箭头就可看到组合框中的内值，编辑完后，单击三角下拉箭头就可看到组合框中的内容了。容了。 字符串控件字符串控件 路径控件可以通过单击控件旁边自带路径控件可以通过单击控件旁
15、边自带的小按钮的小按钮 来打开选择对话框确定来打开选择对话框确定文件路径。通过路径字符串之间的转文件路径。通过路径字符串之间的转换函数就能很容易地实现两者的转换，换函数就能很容易地实现两者的转换，从而利用丰富的字符串函数对路径进从而利用丰富的字符串函数对路径进行操作。该转换函数在函数模板行操作。该转换函数在函数模板“编编程程字符串字符串字符串字符串数组数组路径转换路径转换”子选板下。子选板下。 4.2.2 4.2.2 表格与树型控件表格与树型控件 表格和树形控件在控件模板表格和树形控件在控件模板新新式式列表与表格面板下，对应的列表与表格面板下，对应的系统和经典下也能找到相应控件，系统和经典下也
16、能找到相应控件，使用方法相同，只是风格不一样。使用方法相同，只是风格不一样。 4.2.2 4.2.2 表格与树型控件表格与树型控件表格实际上就是一个字符串组成的二维数组。将该控件放置在前面板表格实际上就是一个字符串组成的二维数组。将该控件放置在前面板上，可以直接右击该控件编辑它的各种属性。右击该控件，选择显示上，可以直接右击该控件编辑它的各种属性。右击该控件，选择显示项项行首或列首选项可以显示行头和列头。行头和列头作为说明性文行首或列首选项可以显示行头和列头。行头和列头作为说明性文字并不作为表格的实际内容。表格的编辑也非常简单，用鼠标单击对字并不作为表格的实际内容。表格的编辑也非常简单，用鼠标
17、单击对应的空格就能直接编辑内容了。右击该控件，选择数据操作可以设置应的空格就能直接编辑内容了。右击该控件，选择数据操作可以设置直接插入或删除整行或整列。表格数组的大小由输入的内容所占范围直接插入或删除整行或整列。表格数组的大小由输入的内容所占范围决定。决定。 4.2.2 4.2.2 表格与树型控件表格与树型控件 Express表格用于将数据快速地转换为表格。表格用于将数据快速地转换为表格。它是它是LabVIEW的的Express技术之一，放置该技术之一，放置该控件在前面板时，控件在前面板时，LabVIEW自动在程序框自动在程序框图中加入相应的程序代码。图中加入相应的程序代码。 4.2.2 表格
18、与树型控件树形控件以树的形式显示多层内容，树形控件以树的形式显示多层内容，Windows的资源管理器就是用树的资源管理器就是用树形控件来显示文件目录的。默认放置该控件在前面板上时该控件有多形控件来显示文件目录的。默认放置该控件在前面板上时该控件有多列的输入，一般来说只有第一列有用，后面的列只是起到文字说明的列的输入，一般来说只有第一列有用，后面的列只是起到文字说明的作用。直接在需要输入内容的地方单击鼠标后就可以输入数据了，更作用。直接在需要输入内容的地方单击鼠标后就可以输入数据了，更多的操作只需要该控件的右击快捷菜单就能实现。其中选择模式表示多的操作只需要该控件的右击快捷菜单就能实现。其中选择
19、模式表示树形控件的选择模式，如果选择树形控件的选择模式，如果选择“0或或1项项”或或“1项项”，该控件代表一，该控件代表一个字符串，用户选择的内容作为字符串内容。如果选择个字符串，用户选择的内容作为字符串内容。如果选择“0或多项或多项”或或“1或多项或多项”，该控件代表一个字符串数组，此时用户可以同时选择多，该控件代表一个字符串数组，此时用户可以同时选择多个项目，用户选择内容作为数组内容。个项目，用户选择内容作为数组内容。“缩进项缩进项”表示缩进一层，相表示缩进一层，相反操作为反操作为“移出项移出项”。“项符号项符号”选项可以选择该项的符号。若选择选项可以选择该项的符号。若选择“仅允许子项仅允
20、许子项”，该项就不能再有子项目了。，该项就不能再有子项目了。 4.2.2 表格与树型控件提示：编辑完后一定右击树形控件并选择提示：编辑完后一定右击树形控件并选择“数据操作数据操作当当前值设置为默认值前值设置为默认值”选项并保存，否则重新打开选项并保存，否则重新打开VI后用户后用户辛苦输入的信息就被清空了。辛苦输入的信息就被清空了。 4.2.3 字符串函数字符串相关函数都在函数模板字符串相关函数都在函数模板编程编程字符串选板下，字符串选板下，这些这些VI函数基本覆盖了字符串处理所需要的各种功能函数基本覆盖了字符串处理所需要的各种功能 4.2.3 字符串函数名称图标和连接端口功能说明字符串长度返回
21、字符串长度字符串连接把几个字符串连接起来组成一个新字符串截取字符串从输入字符串的偏移量位置开始，取出一定长度的子字符串替换子字符串在指定位置插入、删除或替换子字符串搜索替换字符串查找并替换指定字符串匹配模式从偏移量开始查找字符串，找到后在找到的位置分成3段 4.2.3 4.2.3 字符串函数字符串函数名称名称图标和连接端口图标和连接端口功能说明功能说明格式化日期格式化日期/时时间字符串间字符串以指定格式显示时间字以指定格式显示时间字符串符串扫描字符串扫描字符串根据格式字符串提取并根据格式字符串提取并转化字符串转化字符串格式化字符串格式化字符串把字符串、数值、路径把字符串、数值、路径或布尔量转换
22、为字符串或布尔量转换为字符串格式格式电子表格字符串电子表格字符串至数组转换至数组转换把电子表格格式的字符把电子表格格式的字符串转换成数组串转换成数组数组至电子表格数组至电子表格字符串转换字符串转换把数组转换成电子表格把数组转换成电子表格格式的字符串格式的字符串创建文本创建文本把输入字符串连接起来，把输入字符串连接起来，其中可以含有字符串变其中可以含有字符串变量量 4.2.3 4.2.3 字符串函数字符串函数名称名称图标和连接端口图标和连接端口功能说明功能说明转换为大写字母转换为大写字母将所有字符转换为大写将所有字符转换为大写转换为小写字母转换为小写字母将所有字符转换为小写将所有字符转换为小写字
23、符串常量字符串常量字符串常量字符串常量空字符串常量空字符串常量空字符串常量，即长度空字符串常量，即长度为为0回车键常量回车键常量回车符回车符换行符常量换行符常量换行符换行符行结束常量行结束常量即回车符和换行符即回车符和换行符制表符常量制表符常量Tab符符空格符空格符空格符空格符 4.2.3 4.2.3 字符串函数字符串函数例一：程序要求输出一个字符串例一：程序要求输出一个字符串“LabVIEW真好真好用！用！”，要突出强调，要突出强调“好用好用”两个字。两个字。本程序关键是要熟悉字符串控件的属性，可以利用它本程序关键是要熟悉字符串控件的属性，可以利用它的属性，选中控件中的一部分文字，并修改其字
24、体。的属性，选中控件中的一部分文字，并修改其字体。 4.2.3 字符串函数 例二：组合字符串练习 目的：使用一些字符串功能函数将一个数值转换成字符串，并把该字符串和其他一些字符串连接起来组成一个新的输出字符串。 前面板：打开一个新的前面板，按照下图向其中添加对象。 4.2.3 字符串函数 例二：组合字符串练习 其中的两个字符串控制对象和数值控制对象可以合并成一个输出字符串并显示在字符串显示器中。数值显示器显示出字符串的长度 4.2.3 字符串函数例二：组合字符串练习格式化写入字符串函数在本练习中，它用于对数值和字符串进行格式化，使它们成为一个输出字符串。用变形工具可以添加三个加和输入。字符串长
25、度函数在本练习中，它用于返回一个字符串的字节数执行该VI。注意，格式化写入字符串函数功能将两个字符串控制对象和数值控制对象组合成一个输出字符串。把该VI保存为 Build String.vi。字符串格式的设定：选中格式化写入字符串函数，单击右键，在“编辑格式字符串”对话框中选择“已选操作”，可分别对各输入的各部分格式做设定。 4.2.3 字符串函数 例三：字符串子集和数值的提取 目的：创建一个字符串的子集，其中含有某个数值的字符串显示，再将它转换成数值。 截取字符串函数在本练习中，它用于返回偏移地址开始的子字符串以及字节数。第一个偏移地址是0。 很多情况下，必须把字符串转换成数值，例如需要将从
26、仪器中得到的数据字符串转换成数值。 4.2.3 字符串函数 例三：字符串子集和数值的提取 扫描字符串函数在这个例子中，它用于扫描字符串，并将有效的数值（0到9,正负，e，E和分号）转换成数值。如果连接了一个格式字符串，它将根据字符串指定的格式进行转换，否则将进行默认格式的转换。该函数从偏移地址的字符串处开始扫描。第一个字符的偏移地址是0。这个函数在已知头长度（本例中是VOLTS DC）时或者字符串只含有有效字符时很有用 。 4.2.3 字符串函数 例三：字符串子集和数值的提取 4.2.3 字符串函数 例三：字符串子集和数值的提取 扫描字符串函数在这个例子中，它用于扫描字符串，并将有效的数值（0
27、到9,正负，e，E和分号）转换成数值。如果连接了一个格式字符串，它将根据字符串指定的格式进行转换，否则将进行默认格式的转换。该函数从偏移地址的字符串处开始扫描。第一个字符的偏移地址是0。这个函数在已知头长度（本例中是VOLTS DC）时或者字符串只含有有效字符时很有用 。 4.2.3 字符串函数 例三：字符串子集和数值的提取 扫描字符串函数在这个例子中，它用于扫描字符串，并将有效的数值（0到9,正负，e，E和分号）转换成数值。如果连接了一个格式字符串，它将根据字符串指定的格式进行转换，否则将进行默认格式的转换。该函数从偏移地址的字符串处开始扫描。第一个字符的偏移地址是0。这个函数在已知头长度（
28、本例中是VOLTS DC）时或者字符串只含有有效字符时很有用 。 4.3 文件I/O理解文件理解文件I/O文件I/O将数据记录在文件中或者读取文件中的数据。一个典型的文件I/O操作包括以下流程：（1）创建或打开文件。通过指定路径或在LabVIEW中以对话框的形式确定文件位置，从而指定现有文件的路径或所创建新文件的位置。文件打开后，通过引用句柄表示该文件。（2）读写文件。（3）关闭文件。 4.3 文件I/O理解文件理解文件I/O 4.3 文件I/O文件格式文件格式LabVIEW可以使用或创建以下几种文件格式：二进制、ASC、LVM和TDM。二进制二进制文件是基本文件格式，是所有其他文件格式的基础
29、。ASCASC文件是一种特定类型的二进制文件，是大多数程序使用的标准。它包含了一系列ASC码。ASC文件也称为文本文件。LVMLabVIEW数据文件(.lvm)是用制表符分隔的文本文件，可以用电子表格应用程序或文本编辑应用程序打开。.lvm文件包括了数据的信息，例如，生成数据的日期和时间。这种文件格式是一种特定类型的ASC文件，专用于LabVIEW。TDM这种文件格式是一种特定类型的二进制文件，专用于NI产品。它实际上包含了两个单独的文件：包含数据属性的XML文件和用于表示波形的二进制文件。因为ASCII文件是最常用的数据文件格式，本节将介绍学习创建文本(ASC)文件的方法。如果磁盘空间和文件
30、输入输出速度以及数字精度不是考虑的主要因素，或无需进行随机读写，可以使用文本文件，以便通过另一个应用程序访问它。 4.3 文件I/O文件格式文件格式文件文件I/O函数函数在在LabVIEW中的位置中的位置 4.3 文件I/O功能函数功能函数LabVIEW在函数模板中提供了很多有用的工具 VI，如：在文件I/O函数模板中某些文件I/O的VI可以执行一个文件I/O操作流程中的所有三项操作：打开、读/写和关闭。如果一个VI可以执行所有三个操作，这个VI称为高层VI。但是，这些VI可能在效率上低于那些用于执行流程中单个操作的底层VI和函数。如果正在写入位于循环中的文件，可使用底层文件 I/O VI。如
31、果正在写入单个操作中的文件，则使用高层文件 I/O VI。提示：避免将高层VI放入循环，因为这些VI在每次运行时都要进行打开和关闭操作。 4.3 文件I/O功能函数功能函数写入电子表格文件将一个单精度的二维或一维数值数组转换为一个文本字符串，并将该字符串写入一个新的ASC文件或追加到现有文件中。同时也可以转置数据。VI在向文件中写入数据之前，将先打开或创建该文件，并且在完成写操作时，关闭该文件。该VI可用于创建一个大部分电子表格应用程序可读取的文本文件。读取电子表格文件在一个数值文本文件中，从一个指定的字符偏移量开始，读取指定的行数或列数，并将读取的数据转换为二维单精度数值数组。VI在从文件中
32、读取数据之前，将先打开该文件，并且在完成读操作时，关闭该文件。该VI可用于读取一个以文本格式保存的电子表格文件。 4.3 文件I/O功能函数功能函数写入测量文件用于将数据写入文本测量文件(.lvm)或二进制文件格式的测量文件(.lvm)的Express VI。存储方法、文件格式(.lvm或.tdm)、段首类型和分割符这些参数可以指定。读取测量文件用于将数据写入文本测量文件(.lvm) 或二进制文件格式的测量文件(.tdm)中的Express VI。文件名、文件格式和段大小这些参数可以指定。 4.3 文件I/O例一、用写入电子表格文件函数进行文件写操作。例一、用写入电子表格文件函数进行文件写操作
33、。说明：写入电子表格文件函数可以完成对说明：写入电子表格文件函数可以完成对.txt和和.xls等文件类型的创建等文件类型的创建或添加数据。数据可以是一维或二维数据，如果路径端子未接，会自或添加数据。数据可以是一维或二维数据，如果路径端子未接，会自动提示让用户选择路径和文件名，并输入带有有效扩展名的文件名。动提示让用户选择路径和文件名，并输入带有有效扩展名的文件名。输入端输入端“添加至文件添加至文件”默认状态为假，若设置为真，则产生的新数据默认状态为假，若设置为真，则产生的新数据会追加到旧数据后面，否则产生的新数据会覆盖旧数据。会追加到旧数据后面，否则产生的新数据会覆盖旧数据。点击运行程序后，在
34、点击运行程序后，在D盘根目录下就会生成盘根目录下就会生成writefile.xls文件，打开能文件，打开能看到看到5*5由随机数构成的二维数组。由随机数构成的二维数组。提示：当再次运行程序时，必须关闭退出保存数据的文件，否则显示提示：当再次运行程序时，必须关闭退出保存数据的文件，否则显示“LabVIEW：文件已打开：文件已打开”错误提示框信息。错误提示框信息。 4.3 文件I/O例一、用写入电子表格文件函数进行文件写操作。例一、用写入电子表格文件函数进行文件写操作。程序框图与程序运行结果程序框图与程序运行结果 4.3 文件I/O例二、写入文本文件函数的使用例二、写入文本文件函数的使用 说明：
35、打开/创建/替换文件函数通过编程或使用文件对话框交互式地打开现有文件，创建新文件或替换现有文件。 写入文本文件函数将字符串或字符串数组按行写入文件。如连接该路径至文件输入端，函数先打开或创建文件，然后将内容写入文件并替换任何先前文件的内容。如连接文件引用句柄至文件输入端，写入操作将从当前文件位置开始。如需在现有文件后添加内容，可使用设置文件位置函数，将文件设置设置在文件结尾。 关闭文件函数关闭引用句柄指定的打开文件，并返回至引用句柄相关文件的路径。 数值至十进制数字符串转换函数将数值转换十进制数组成的字符串，至少为宽度个字符，如有需要，还可适当加宽。 4.3 文件I/O例二、写入文本文件函数的
36、使用例二、写入文本文件函数的使用 4.4 用户对话框设计用户对话框设计 程序运行过程中，经常会遇到这样的情况：程序运行过程中，经常会遇到这样的情况：程序运行某些操作时，如删除文件、放弃当前的程序运行某些操作时，如删除文件、放弃当前的操作、对用户操作的响应等，需要用户确认或选操作、对用户操作的响应等，需要用户确认或选择后，再运行下一步的操作。使用对话框来要求择后，再运行下一步的操作。使用对话框来要求用户响应是一种简单直观的方式。用户响应是一种简单直观的方式。LabVIEW中中有多种方式实现弹出对话框的功能。有多种方式实现弹出对话框的功能。 4.4.1 4.4.1 使用使用LabVIEW对话框对话
37、框 LabVIEW对话框可以实现简单的用户确认功能。对话框可以实现简单的用户确认功能。对话框有三种：单按钮、双按钮和三按钮。在程序框图对话框有三种：单按钮、双按钮和三按钮。在程序框图里，点击右键，选择对话框与用户界面，就可以看到这里，点击右键，选择对话框与用户界面，就可以看到这三个三个VI。 4.4.1 4.4.1 使用使用LabVIEW对话框对话框 该对话框可以实现用户确认的功能。 4.4.1 4.4.1 使用使用LabVIEW对话框对话框 双按钮对话框显示含有一条消息和两个按钮的对话框。两个按钮分别为T按钮和F按钮，同时，双按钮对话框有一个“T按钮？”的布尔量输出，如单击T按钮，T按钮？将
38、返回TRUE。如单击F按钮，T按钮？将返回FALSE。使用这一输出，可以实现根据用户的按键选择（确定/取消）而执行相应操作。例如，图中的对话框要求用户根据需要选择是否放弃LED灯闪烁。 4.4.1 4.4.1 使用使用LabVIEW对话框对话框 4.4.1 4.4.1 使用使用LabVIEW对话框对话框 三按钮对话框三按钮对话框显示含有一条消息和三个按钮的对话框。显示含有一条消息和三个按钮的对话框。三按钮对话框有一个三按钮对话框有一个“哪个按钮？哪个按钮？”的数值输出，根据不同的的数值输出，根据不同的按按键（左、中、右）而改变它的输出值。因此，三按钮对话框可键（左、中、右）而改变它的输出值。因
39、此，三按钮对话框可以根据用户的不同按键选择而实现更加复杂的功能。例如：下以根据用户的不同按键选择而实现更加复杂的功能。例如：下图中的三按钮对话框为用户提供了图中的三按钮对话框为用户提供了3种选择。种选择。 4.4.1 4.4.1 使用使用LabVIEW对话框对话框 注：请参考LabVIEW帮助文档，以获得以上VI的详细信息。 4.4.2 4.4.2 使用使用Express VI 使用对话框的Express VI与用户交互，不仅可以接收用户按键的输入，也可以接收其他数据类型的输入，（字符串、数字和布尔），同时可以设置弹出对话框的窗口标题。对话框的Express VI位于程序框图，右键对话框与用户
40、界面，分别是提示用户输入.vi和显示对话框信息.vi。 4.4.2 4.4.2 使用使用Express VI对话框对话框Express VI 4.4.2 4.4.2 使用使用Express VI 提示用户输入显示标准对话框，提示用户输入用户名、密码等信息。将该VI拖拽到程序框图后，会弹出设置对话框，提示设置显示的信息、输入、显示的按钮和窗口标题等内容。 4.4.2 4.4.2 使用使用Express VI 经过上述配置后，运行程序，弹出如左对话框。同时，按了确定按钮后，用户的输入将传递到VI的程序框图中，以便程序对其处理。 显示对话框信息创建含有警告或用户消息的标准对话框。该VI的功能和单按钮
41、或双按钮对话框的功能类似。 4.4.3 4.4.3 使用子使用子VI 使用子使用子VI实现弹出对话框的功能，不仅可以接收用户按键和实现弹出对话框的功能，不仅可以接收用户按键和各种数据类型的输入，同时，按键和输入控件的个数、位置、各种数据类型的输入，同时，按键和输入控件的个数、位置、形状都不受限制，甚至可以设置弹出窗口的背景、字体，从而形状都不受限制，甚至可以设置弹出窗口的背景、字体，从而实现弹出对话框完全的自定义。实现弹出对话框完全的自定义。 4.4.3 4.4.3 使用子使用子VI子子VI对话框界面设计对话框界面设计 一个普通一个普通VI的界面包含了窗口标题、菜单栏、工具栏的界面包含了窗口标
42、题、菜单栏、工具栏和编辑区域和编辑区域 4.4.3 4.4.3 使用子使用子VI子VI运行的过程中，这些项目都会显示，而作为一个标准的对话框，一般希望只显示VI的编辑区域和窗口标题，有时窗口标题也不显示（如图）。同时，对窗口的大小也有一定的要求，有时还希望弹出窗口运行在某一个特殊的位置。在LabVIEW VI属性对话框中提供了多种方式供用户自定义VI对话框的界面。右键单击前面板或程序框图右上角的VI图标并从快捷菜单中选择VI属性，或选择文件VI属性，均可显示VI属性对话框。涉及VI界面设计的VI属性主要是窗口外观、窗口大小和窗口运行时位置。 窗口外观：自定义窗口外观，包括窗口标题设置和窗口样式
43、设置。LabVIEW为用户提供了四种窗口样式：顶层应用程序窗口、对话框、默认和自定义。当用户选择对话框时，运行该VI只会显示VI的窗口标题和编辑区域。用户也可以点击自定义按钮而对VI窗口样式完全自定义 4.4.3 4.4.3 使用子使用子VI窗口大小自定义VI运行时窗口的大小。 窗口运行时位置：自定义VI运行时窗口的位置和大小。 注：请参考LabVIEW 帮助文档设置VI窗口的大小和运行时位置。 4.4.3 4.4.3 使用子使用子VI 子子VI对话框弹出设置对话框弹出设置 对话框的特点是在需要的时候弹出，对话框的特点是在需要的时候弹出，用户确认后自动关闭。在主用户确认后自动关闭。在主VI中，
44、设中，设置子置子VI的属性，即可实现上述功能。的属性，即可实现上述功能。主主VI程序框图程序框图右键子右键子VI图标图标选择选择设置子设置子VI节点，将弹出如图所示对话节点，将弹出如图所示对话框。选择调用时显示前面板和运行后框。选择调用时显示前面板和运行后关闭，从而实现子关闭，从而实现子VI只有在被主只有在被主VI调调用时，才会打开它的前面板，用户确用时，才会打开它的前面板，用户确认后自动关闭的对话框样式。认后自动关闭的对话框样式。 4.4.3 4.4.3 使用子使用子VI子子VI对话框弹出设置对话框弹出设置注：将子注：将子VI作为弹出对话框使用时，运行主作为弹出对话框使用时，运行主VI前，必
45、须关前，必须关闭子闭子VI的前面板。的前面板。VI属性中若设置了窗口外观为对话属性中若设置了窗口外观为对话框，则已包含了框，则已包含了“调用时显示前面板调用时显示前面板”和和“运行后关运行后关闭闭”的设置（单击自定义按钮可以查看窗口外观为对的设置（单击自定义按钮可以查看窗口外观为对话框时的相应设置），子话框时的相应设置），子VI节点的设置可以略去。节点的设置可以略去。 4.4.3 4.4.3 使用子使用子VI子子VI对话框弹出设置对话框弹出设置例如，使用子例如，使用子VI，同样实现了，同样实现了LabVIEW对话框的功能，对话框的功能， 但由于其可以自由设置按键和输入控件的个数、位置、但由于其
46、可以自由设置按键和输入控件的个数、位置、形状，以及设置弹出窗口的背景、字体，因此，可以形状，以及设置弹出窗口的背景、字体，因此，可以实现更为复杂的功能，界面也更灵活多样。实现更为复杂的功能，界面也更灵活多样。 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数借助函数模板中：数学借助函数模板中：数学拟合拟合线性拟合函数可完成对已知数据的分析。线性拟合函数可完成对已知数据的分析。 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数线性拟合： (基础软件包中未包括)通过最小二乘法、最小绝对残差或Bisquare方法返回数据集(X, Y)的线性拟合。Y：是由因变量组成的数组。Y必须包含至少两个点。 X：是由自变量组成的
47、数组。X的元素数必须等于Y的元素数。 权重权重：是观测点(X, Y)的权重数组。权重的元素数必须等于Y的元素数。如权重未连线，VI将把权重的所有元素设置为1。如权重中的某个元素小于0，VI将使用元素的绝对值。 容差：容差：确定使用最小绝对残差或Bisquare方法时，何时停止斜率和截距的交互调整。当两次连续的调整之间残差的相对差小于容差时，VI将返回此时的斜率和截距。如容差小于等于0，VI将把容差设置为0.0001。 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数方法方法：指定拟合方法。默认值为最小二乘法。 0最小二乘（默认）1最小绝对残差2Bisquare 最佳线性拟合：最佳线性拟合：返回拟合模型
48、的Y值。 斜率：斜率：返回拟合模型的斜率。 截距：截距：返回拟合模型的截距。 错误：错误：返回VI的任意错误或警告。如将错误连线至错误代码至错误簇转换VI，错误代码或警告可转换为错误簇。 残差：残差：返回拟合模型的加权均值错误。如方法是最小绝对残差法，则残值为加权平均绝对误差。否则残值为加权均方误差。 0最小二乘（默认）1最小绝对残差2Bisquare 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数线性拟合详细信息该VI将实验数据拟和为通用形式由下列等式描述的直线：f = ax + b其中，x是输入序列X，a是斜率，b 是截距。VI将得到观测点(X, Y)的最佳拟合a和b。如Y的噪声为高斯分布，可使
49、用最小二乘法方法。下图显示了使用该方法的线性拟合。图示即基于最小二乘法方法的线性拟合 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数 如拟合方法为最小二乘法，该VI将依据下列等式最小化残差，得到线性模型的斜率和截距： 其中，N是Y的长度，wi是权重的第i个元素，fi是 最佳线性拟合的第i个元素，yi是Y的第i个元素。如存在超出区间的数，可使用上述方法。 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数线性拟合详细信息下图是对最小二乘法、最小绝对残差和Bisquare拟合方法的比较结果。在大多数情况下，Bisquare方法对于超出区间的数不如最小绝对残差方法敏感。 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数 如
50、拟合方法为最小绝对残差，该VI将依据下列等式最小化残差，得到线性模型的斜率和截距： 如拟合方法为Bisquare，该VI将采用迭代过程得到斜率和截距，然后使用最小二乘法中的公式计算残差。 4.5 4.5 数据分析函数数据分析函数拟合方法Bisquare程序流程图5. 任务实施任务要求任务要求完成称重传感器硬件电路搭试完成称重传感器硬件电路搭试手动加载测试传感器电压信号手动加载测试传感器电压信号完成传感器全行程多点采样，实时显示测量结果并将测完成传感器全行程多点采样，实时显示测量结果并将测量结果保存至数据文件量结果保存至数据文件 读取数据文件自动绘制传感器特性曲线读取数据文件自动绘制传感器特性曲