淺談虛擬儀器在計量工作中的應用

　　摘要：虛擬儀器技術業是當前測試技術領域的一個熱點，文中概述了虛擬儀器技術及其*性，并舉例介紹了虛擬儀器的測試、報表、網絡化技術在計量工作中的應用。
　　
　　關鍵詞：虛擬儀器;計量;熱敏電阻
　　
　　當今世界，以信息技術為主要標志的科學技術的發展日新月異，虛擬儀器技術已走進計量，為我們開拓新的領域。它*改變了傳統計量儀器的物理結構，其性能又優于傳統的計量儀器，成為計量儀器新族，同時也必將引發計量工作的變革和進步。本文對虛擬儀器可應用在計量上的部分技術做了簡要介紹。
　　
　　1、虛擬儀器技術簡介
　　
　　虛擬儀器系統的基礎是計算機系統，核心是軟件技術。虛擬儀器技術主要應用于測試、測量和控制系統等領域。虛擬儀器的軟件平臺LabVIEW是一種的圖形化編程工具。LabVIEW不僅提供了直觀方便的編程環境，還提供了大量的工具和函數用于數據采集、分析、存儲和展示。使用LabVIEW可以開發出功能強大的自動校準程序，包括儀器的自動控制、測量數據的獲取與存儲、測量不確定度評定、校準。還可以利用其報表生成技術來以及完成檢定報告的工作等等，具有較好的效果和質量，以及較低的軟件開發成本。
　　
　　2、虛擬儀器計量應用
　　
　　2.1虛擬儀器測控技術的應用
　　
　　由虛擬儀器組成的測控系統是具有虛擬面板（VirtualPanels）的個人計算機儀器，由硬件設備與接口，個人計算機設備驅動軟件和虛擬儀器面板組成。以熱工方面的工作為例，本文介紹一種基于PC—DAQ的虛擬儀器測試系統的實現方案，可通過在PC機內PCI插槽中插入一塊多功能數據采集卡，不僅可以將計算機生成的數字信號轉換為模擬信號對控制對象進行控制，而且可以將傳感器傳來的模擬信號采集到計算機，經過轉換后由計算機進行分析、處理，再通過顯示器顯示，由存儲器儲存，外接打印機打印或通過互連網傳輸等。實踐驗證明，這種方案有較好的測試效果，比傳統測試系統具有更好的靈活性和開放性。
　　
　　當檢測器件為Pt100熱敏電阻，可把熱電阻當做傳感器，接入檢測電路中，輸出信號經信號調理電路處理后通過采集卡的模擬通道輸入計算機，并由LabVIEW程序計算得到溫度測量值。
　　
　　根據鉑熱電阻溫度傳感器的溫度-電阻特性可近似表示為：、　　
　　其中A=3.90802×10-3/℃，由分度表中可查得R0=R（T）|T=0℃=100Ω（與實際測量值相符）。可以逆推，得到熱敏電阻的電阻值。
　　
　　還可以在軟件的設計中添加存儲，打印，報警、網絡傳輸模塊，這樣可以快捷實現遠程測量，出具原始數據，超差報警等工作。圖1所示為熱敏電阻測量系統構成圖。　　
　　2.2虛擬儀器報表生成技術的應用
　　
　　日常檢定工作中，工程技術人員經常會遇到各種測試數據必須以一定格式的報表形式輸出的問題，測試結果的報表及測試信息的保存往往是檢驗測試的zui直觀及zui重要的憑證，我們可以利用LabVIEW生成計量檢定報表及訪問Access測試信息數據庫來方便快捷的完成出具記錄、鑒定報告這一任務。
　　
　　經實踐驗證，可以利用LabVIEW的ReportGeneration報表生成工具包可以快速方便地生成MicrosoftOf-fice支持的Word、Excel等形式的報表。現主要介紹生成Word報表技術，用LabVIEW生成測試報表基本有兩種思路：一是利用LabVIEW中的MSOfficeRepot快捷VI來生成報表。此方法生成報表的好處是速度快，無需其他VI，但用該方法設計的報表不十分靈活，不能夠滿足一些特殊要求。二是利用ReportGener-ation模板中的VI來設計生成報表。用各種功能的VI可以設計格式復雜的報表，設計生成的報表可以滿足多種格式的要求。
　　
　　利用ReportGeneration報表生成工具包生成報表程序時：首先要建立一個Word模板，把檢定所需的文字信息包括證書號、型號、檢定員等通過書簽的方式到模板中。在ReportGeneration中利用NewReport.VI（生成新報表）、AppendReportText.VI（添加報表信息）、AppendTabletoReport.VI（將Table表中的數據添加到報表當中）、SaveReporttoFile.VI（保存報表）、DisposeReport.VI（處理報告）來實現Word報表的生成。在此方法中測試數據是通過在前面板顯示控件Table表中的數據直接添加到報表中得到的。在程序設計中要把模板的名稱及各種檢定信息添加到相應VI中，在NewReport.VI中要選擇文本保存的形式，這里選擇Word;在Window窗口狀態可以選擇保存Word報表時的窗口狀態，包括zui大化、zui小化等，這里選擇zui小化;使用SaveRepotttoFile.VI時可以用創建路徑VI來指點文檔保存的路徑及保存的文件名稱。測試完畢，保存數據后即可把檢定信息及數據以Word文檔形式保存到的文件夾中。
　　
　　2.3虛擬儀器網絡功能的應用
　　
　　LabVIEW的網絡功能主要建立在DataSocket技術，Web服務器和TCP、UDP協議基礎上。
　　
　　其中在Web上發布程序是實現網絡化zui簡單的方式。實現方法為：在Web上發布HTML文件，文件中包含程序的前面板和文本說明，這個文件保存以后，在發布程序的機器上運行Web服務器，網絡上的任何計算機不管是否安裝LabVIEW，只要按規定的格式在Web瀏覽器中輸入URL，就可以查看保存的Web頁。
　　
　　創建HTML文件的方法是在主程序的前面板上點擊工具一網絡發布工具菜單，之后按照提示進行下一步設置，錄入文件名（字母或數字）生成URL，此時即完成在Web上發布HTML文件。
　　
　　遠程的檢定員可在Web瀏覽器上輸入URL，進入測控程序的網頁，在頁面的程序上點擊右鍵，選擇：“請求VI控制權”，這樣即對測控程序進行控制。從而完成對被檢儀器的遠程檢定。
　　
　　3、結束語
　　
　　綜上所述，虛擬儀器技術提高和推動了計量事業的發展。它給了計量工作者更大的施展空間。隨著科技的發展，虛擬儀器技術將可以廣泛應用在貿易結算，計量檢測，貿易計量等方面，有效提高工作效率，降低成本。