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1、 南京工程学院 自动化学院 本科毕业设计（论文）开题报告题目： 基于LabVIEW的“检测技术”实验无纸化及无纸化管理实现 静态特性测试实验平台 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 测控081 学 号： 学生姓名： 高金东 指导教师： 乐建华 2012年 03 月本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名高金东学 号专 业测控技术与仪器指导教师乐建华职 称副教授所在院系自动化学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称基于LabVIEW的“检测技术”实验无纸化及无纸化管理实现 静态特性测试实验平台 毕业设计的内容和意义 毕业设计内容：本课题是基于LabVIEW的“检测技术”实验无纸化及无纸化管理实现
2、 静态特性测试实验平台。主要研究内容是基于虚拟仪器的传感器静态特性测试平台的设计，在充分调研，论证和查阅大量有关资料的基础上，首先确定以美国国家仪器公司的LabVIEW软件为软件开发平台，硬件方面采用NI公司PCI-6024E 数据采集卡和浙江大学生产的 CSY 传感器试验台，开发传感器静态特性实验测试平台。设计的主要内容包括：1. 首先分析了本设计的研究意义，全面阐述了虚拟仪器的概念，组成，主要特点及国内外的研究现状，介绍本设计完成的主要工作。2. 讨论了系统的整体方案构成，从软、硬件两个角度介绍了本课题研制的“基于labVIEW的“检测技术”实验无纸化及无纸化管理实现静态特性测试实验平台，
3、详细介绍了该系统的平台组成，软件构成方案以及虚拟仪器专用开发平台-labVIEW。3. 对系统的硬件部分进行详细设计：掌握电容式传感器的结构和工作原理，利用CSY型传感器系统试验仪的电容传感器，电容变换器，差动放大器，低频滤波器，低频振荡器进行试验线路搭建，把最终的输出信号和经过低频振荡器输出的信号经过采集系统送入计算机。 4. 对系统的软件部分进行详细设计，设计传感器频率特性测试实验平台，支持手动方式实现传感器频率特性测量的操作功能，以获得传感器的幅频特性图和相频特性图，并能分析出图中的频带宽度，截止频率等性能参数，同时提供频率特性自动测试仪，为实验者提供必要的实验设备。5. 最后系统联调，
4、软、硬件整机调试。对信号采集、处理分析、显示进行调试，并对调试过程中出现的问题进行处理，进一步完善系统功能，满足设计要求，得出正确结论，并进行全面总结。本课题研究的意义： 传统的电子测量仪器由于功能单一, 体积庞大，已经很难满足实际测量工作中多样性、多功能的需要。虚拟仪器能提供给用户一个充分发挥自己才能和想像力的空间, 用户可以设计和构造自己的仪器系统以满足多种多样的测试需求。用网络技术组建的虚拟仪器系统,可以使信号采集、 传输和处理一体化,不到可以共享许多昂贵的硬件资源, 而且还便于扩展测试系统、 提高测试效率, 所以应用极为广泛, 是科研、教育、 开发、 测量、 检测、 计量、 测控等领域
5、不可多得的好工具。更值得一提的是它的出现对远程医疗、 远程诊断等新兴领域的发展有重要意义, 也使现代远程教育的全面开展成为可能, 同时也会使实验教学上升到一个新的发展高度。对于工科院校来说, 检测技术这门课几乎所有专业都开设,该课程内容具有很强的实践性,只有加强实验,才能真正掌握有关理论,并提高其操作技能。在我校自动化学院虚拟仪器与检测实验室基础上, 利用 NI公司的虚拟仪器开发软件LabVIEW 和 NI 数据采集卡,结合检测实验台实现检测实验的设备共享与实验报告的无纸化, 解决了检测实验只能利用传统测量仪器实现测量、 用手工绘制实验曲线的方式;利用计算机软件实现对测量点的绘制和数据的分析,
6、 提高了实验结果的准确度和学生实验的新鲜感和兴趣, 实现实验结果的即时网上发布,以防止学生抄袭报告, 提高了检测实验的教学效果。文献综述在现代工业控制等领域中检测技术发挥着越来越重要的作用，因而在现在绝大多数工科院校里都开设了检测技术这门课程。相对其他一些科目，检测技术更加具有实践性，理论上的学习远远无法满足同学们的实际需要，只有加强实验操作才能真正掌握相关理论，并提高实践动手能力。检测技术中传感器的应用极为重要，同学们也迫切需要掌握传感器的特性等，以便实际应用【1】。随着电子技术的飞速发展和检测技术的全面应用，检测技术尤其是传感器方面的学习更加得到人们的重视，学习的人员数目大幅度增加，而传统
7、的电子测量仪器由于功能单一，体积庞大，投入较多且使用寿命较为短暂等等缺点，已经很难满足实际测量工作学习中对于其多样性、多功能性及普及性德需要。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，测试技术与计算机深层次的结合使的测试仪器领域出现了一种全新的仪器结构即虚拟仪器（VI-virtual instrument）。近年来，虚拟仪器技术发展很快，基于虚拟技术的各种测试设备不断涌现。虚拟仪器能提供给用户一个充分发挥自己才能和想象力的空间，用户可以根据多种多样的测试需要设计和构造自己的仪器系统。用网络技术组建的虚拟仪器系统，可以使信号采集、传输、处理一体化，不但可以共享许多昂贵的硬件资源，而且还便于扩展测试系
8、统、提高测试效率，所以应用极为广泛【2】。与此同时，虚拟仪器依靠计算机强大的数据处理能力，可以方便地实现各种数字信号处理的方法，可以方便实现不同方法的对比【3】。传感器静态特性是表示传感器在被测输入量的各个值处于稳定状态时的输入输出关系，更能突出反映传感器的各项指标，传感器静态特性主要指线性度、迟后性、重复性和静态误差。以往对传感器静态特性的测试、分析需要多种仪器来共同完成，且输入、输出信号的测量、记录、特性指标的计算都需人工完成，工作量大、效率低、可靠性差。基于虚拟仪器的传感器特性分析数据处理能力强，效率高，灵活性及一致性好，显示内容丰富，打印输出方便，具有极高性价比，已被广泛地应用。【4】
9、虚拟仪器软件体系【5】主要由两大部分构成：用户应用程序和I/O接口仪器驱动程序。（1）接口程序：它是联系用户应用程序和底层硬件设备的基础。每一种接口程序都是为了提高编程灵活性和数据吞吐量而设计的。这类程序用来完成特定外部硬件设备的扩展，驱动与通信。（2）应用程序：它包括两个方面的程序：实现虚拟面板功能的前面板软件程序和定义仪器测试功能的流程图软件程序。本次毕业设计在硬件部分将采用CSY2000试验台。CSY2000系列传感器与检测技术实验台是浙江大学在多年传感技术教学实验的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要，最新推出的模块化的新产品，能进行五十多个实验有微机接口，可进行数据连机处理和波
10、形处理等。传感器的结构已从原理型转向工业检测传感器，传感器已由定性转向定量，有一定的精度，更便于计算机做实验的特性分析。传感器配相应实验模块，便于操作和管理，能根据教学需求添加增强部分传感器及其模块，或制作特殊的传感器模块。【6】LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序的执行顺序，而LabVIEW则采用文献综述数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。LabVIEW的很多界面控件与操作都模拟了现实世界中的仪器。LabVIEW还包含了大量的的工具与函数用于数据采集，分析，显示与存储等。它不仅可以用来
11、快速搭建小型自动化测试测量系统，还可以用来开发大型的分布式数据采集与控制系统。【7】文献综述参考文献：【1】 刘世杰，王雅萍等，基于LABVIEW平台的数据采集与处理系统J，煤矿机械，2010（01）【2】 乐建华，王东霞编著，检测技术试验的设备共享与无纸化实现J，实验技术与管理报刊，2011（01）【3】 张倩，张建丽编著，基于Labview虚拟测试分析仪的信号分析功能设计J，科技风，2011（09）【4】 张兵，杨基峰等，基于labview的传感器静态特性标定系统J，仪表技术与传感器，2011（06）【5】 赵兵，孙书林等，基于Labview的传感器静态特性标定系统J，仪表技术与传感器，2
12、011（6）【6】 叶枫桦，周新聪等，基于Labview队列状态机的数据采集系统设计J，现代电子技术，2010,33（4）【7】 浙大仪器系，CSY试验台说明书，内部资料，2000研究内容应用labVIEW软件及PCI-6024E数据采集功能功能，编写程序，设计传感器静态特性测试实验平台，实现传感器静态特性测试的无纸化操作，同时利用网络技术与虚拟仪器技术相结合构建的实验室,实现资源共享、数据共享以及远程测控。通过一台CSY 传感器试验台测试传感器特性，经PCI-6024E数据采集信息后传给每一个实验参与人，通过独立的实验平台处理实验数据，最终提交所有人的实验报告，完成整个传感器静态特性实验过程
13、，实现完全意义上的无纸化操作。研究计划第1周 查阅资料,了解设计背景第2周 翻译专业英语一篇第3周 准备开题报告第4周 完成开题报告第5周 熟悉labview软件第6周 构思整体方案第7周 整体方案确定第8周 阶段性总结第9周 软件编程第10周 软件编程第11周 软件调试第12周 软件调试第13周 软件、硬件联合调试第14周 撰写论文第15周 修改论文,准备答辩第16 周 答辩特色与创新本论文特色与创新如下： (1) 可以实现设备共享,解决实验室设备不足的状况,而且可通过网络功能使实验不受空间限制, 达到资源共享，并且方便管理；( 2) 便于多媒体教学,可以随时通过实验平台的网上发布功能将显示实验结果的前面板内容投影到大屏幕上,进行学生典型实验分析；( 3) 使学生可以通过网络向教师提交实验报告可以就实验中的疑难问题与教师或同学在网上通过收发E-mail和粘贴BBS 的形式进行相互交流, 充分发挥现代化教学资源的优势。指导教师意 见指导教师签名： 2011年3月11日教研室意见 主任签名： 2011年3月16日院意见 院领导签名： 2011年3月18日