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分析基于LABVIEW语言虚拟仪器和计量检测

收藏本文 2024-02-25 点赞:31639 浏览:145223 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘 要】 本文介绍了虚拟仪器的基本概念,并将虚拟仪器应用于计量检测,实现计量检定和校准的在线检测、批量检测、自动检测和现场检测等新型检测策略。另外,用虚拟仪器进行计量检测还可防止篡改数据、防止检测错误、防止操作错误等错误事件的发生。
【关键词】 虚拟仪器 计量 在线检测 自动检测
进入21世纪,计算机技术和电子技术得到前所未有的发展,自动制约在工业生产中被广泛应用,工业生产和制造逐步实现自动化和智能化。为了保证生产线上仪器仪表的良好计量特性,检测市场对计量部门的量值溯源提出了新的要求:现场检测、在线检测、远程检测、批量检测等,这些利用传统仪器是不能满足的。将虚拟仪器与计量检测相结合,按照相应的国家计量技术法规编制检测程序,则可很好地解决这些理由。

1 虚拟仪器介绍

虚拟仪器是基于计算机的仪器,是以通用的计算机硬件及操作系统为依据,利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件,实现各种仪器功能。由于其具有高性能的处理器和高效I/O口,可实现在高速存取数据的同时,实时进行复杂的分析计算。与传统仪器相比,虚拟仪器在智能化程序、分析计算能力、性能比、可操作性等方面都具有明显的优势。目前,在这一领域,使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LABVIEW,它是一种图形化的编程语言,编写程序不需要代码,大部分是术语和图标的组合,操作简单方便。

2 虚拟仪器在计量检测中的应用

(1)广阔的应用范围
虚拟仪器在计量检测中具有非常广泛的应用,以其编程简单、携带方便、可实现自动制约等特点,应用于电磁计量、无线电计量、热学计量、医学计量、流量计量和基于LABVIEW语言的虚拟仪器与计量检测相关范文由写论文的好帮手www.udooo.com提供,转载请保留.力学计量等多个领域,以及环境计量和能源计量等。虚拟仪器系统可模拟传统的电子仪器、可模拟任何特定参数的信号、可模拟含有特定信息的运动物体、可模拟各种环境条件、可模拟任意错误的发生等。
(2)可实现自动检测和批量检测
虚拟仪器应用于计量检测,使检定或校准实现自动化和批量化,大大提高工作效率。通过软件制约,可实现检测工作自动执行,同时通过程序设计实现用一套计量标准同时检测多个被检器具。以数字多用表的校准为例,传统的校准策略是利用多功能标准源输出直流电压、直流电流、交流电压、交流电流和电阻等信号,分别校准数字多用表的各个测量功能,而每个测量功能又分若干个量程,每个量程至少要取三个点进行校准,这样一来数字多用表的校准非常烦琐,而且一次只能检测一台仪器。如果采用虚拟仪器技术,可将多台数字多用表和同一台多功能标准源按照“电压并联,电流串联”的原则连接,用LABVIEW语言编写程序,通过计算机的制约就可实现数字多用表的自动化检测,使烦琐的检测立刻变的简单容易。若将多台数字多用表并联,可实现电压的同时校准,串联可实现电流的同时校准,实现批量校准。
(3)可实现在线检测和现场检测
随着自动制约技术的发展,工业生产中越来越多的计量仪表需要在线检测。由于虚拟仪器是基于计算机和模块化硬件,利用软件模拟传统仪器的,所以可把多台仪器集成在一个虚拟仪器的机箱上,再配套一套操作系统或一台便携式计算机,就可方便地实现在线检测和现场检测。这样对诸如信号发生器、频谱分析仪等需要多种计量标准设备的仪器仪表和在生产线上工作的仪表进行检测,只需一台集成了相应计量标准功能的虚拟仪器即可,免去了携带传统仪器种类繁多、体积庞大的麻烦。只要将所需功能集成在一个机箱中,通过程序制约即可满足在线检测和现场检测的需求。另外,还可通过LAN或WiFi等方式进行网络传输,实现远程检测和无线检测。这不仅使一些在危险环境中的检测变得安全、方便,同时也为传统仪器的计量检测提供了新的方式策略。

3 虚拟仪器可防止计量检测中错误事件的发生

(1)防止人为篡改数据,保证结果准确可靠
虚拟仪器工作是程序的执行,只要原程序不转变,检测的数据就无法转变,可通过自动保存测量数据、自动出具检测报告等防止人为修改数据。
(2)防止检测错误,保证过程准确无误
只要程序编写正确,虚拟仪器将自动设置各个参数、自动进行检测、自动计算不确定度、自动判断检测结果。检测将按照程序严格执行,不会由于人为疏忽造成检测错误。如在数字多用表测量10Hz交流电压时,为了实现准确测量,FIITER应选择10Hz或1Hz,采样率应选10NPL或更大,若检测人员忘记选择,则测量结果与实际值将存在较大误差,给出错误数据;如采用虚拟仪器测量,系统会自动设定这些参数,不会因设置错误而造成测量不准确。
(3)防止操作错误,保护人员和设备安全
利用虚拟仪器进行计量检测,可防止因人为错误或意外事故对检测人员的伤害和仪器设备的损害。如用最大交流电压为1000V的电源检测一台交流电压最大测量值为750V的数字电压表时,检测人员习惯性加入1000V电压(以为是直流电压),这必将造成电压表的损坏。若采用虚拟仪器就可将电压源的最大输出设置成750V,就不会因为意外而造成事故;或者设置电压超过700V时,弹出警告对话框“危险!电压过高”,提示操作人员谨慎操作。
在线检测、自动检测和远程检测是当今检测市场的迫切要求,也是计量发展的必定趋势,而虚拟仪器是实现在线检测和自动检测最为有效的工具,虚拟仪器必将推动计量技术的发展,必将在计量检测中广泛应用。
参考文献:
[1]冯志成.Labview的虚拟仪器技术在自动化检测中的应用[J].希望月报,007年02期
[2]欧阳黎,张永林.虚拟仪器实现光谱测试的数据采集和处理[J].光学技术,1999(04)
[3]刘安宁.构件虚拟实验室[J].中国现代教育装备,2008年06期

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