虛擬儀器技術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優越性，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。它徹底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，成為計量儀器新一族，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是一種優秀的圖形化編程工具。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(Virtual Panels)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。