基于Multisim和LabVIEW的虛擬電子稱
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將放大電路的兩輸入端接地，調節滑動變阻器Rw3，使電路的輸出近似為零，將電路中模擬物體重量的電壓源的值設為零，調節Rw1，使萬用表的示數為零，完成電路調零。在Multisim中，改變模擬實際重量的電壓源V，相當于被測質量發生變化，虛擬電壓表的電壓也隨之變化，掃描的范圍為0～0．2 V，每隔0．02 V記錄一次，得到10個電壓數據，同時根據式(5)得到相應的電阻變化量的大小，數據如表1所示。
使用最小二乘法對以上數據進行擬合，所得擬合直線方程為：
U0=270．2×△R (6)
代入式(4)，得到質量的表達式為：
3 LabVIEW的虛擬電子稱
LabVIEW是美國NI公司推出的虛擬儀器軟件開發平臺，在測控領域已得到迅速而廣泛的應用。將虛擬儀器技術引入實驗教學是高校進行實驗室建設、改革實驗教學的一個新的發展方向。在虛擬儀器軟件系統中做各種傳感器實驗，在一定程度代替了實驗室的硬件傳統儀器設備，真正體現了虛擬儀器技術“軟件即儀器”的獨特魅力，有助于學生深刻理解傳感器的測試功能，提高學生的實驗興趣和實驗效率。
3．1 前面板設計
在LabvIEW平臺下，一個虛擬儀器由兩部分組成：前面板和框圖程序。前面板的功能等效于傳統測試儀器的面板，是程序與用戶交流的窗口，用于設置各種輸入控制參數和觀察輸出量。本系統的前面板由輸入控件和輸出顯示控件組成。輸入控件用來輸入仿真電路獲得的電壓值和重物的單價數值，將數據傳送給VI的程序框圖，為VI的程序框圖提供數據。顯示控件則模擬儀器的輸出裝置，用以顯示程序框圖獲取或生成的數據。系統參數模塊的幾個固定參數以及電子稱功能模塊中的△R和質量m及其總金額顯示模塊均為數值顯示控件。除此之外，前面板的設計中還包括了儀表盤顯示面板和超重指示燈顯示控件。電子稱的前面板如圖3所示。
3．2 程序框圖設計
程序框圖相當于程序的源代碼，是實現程序的核心，程序框圖由節點、端口和連線等要素組成。
首先從數值函數選板中選取“數值常量”節點，設置系統的固定常數，在各常量上點擊右鍵選擇創建指示器，并相應改變名稱，如彈性模量E、應變片面積S，電阻尺，靈敏度k0等。測量電路的輸出電壓U0是非常重要的一個量，通常的虛擬電子稱是利用數據采集卡來獲得該電壓值的。在本設計中由于在前面的Multisim電路仿真中已獲得了輸出電壓，因此在函數選板中選擇數值輸入控件，即可在前面板中由鍵盤手動輸入。而系統的電子稱功能模塊的運算函數則通過函數選板中的“數值選板”，根據公式(6)和(7)的關系式，選擇相應的運算函數，完成連線即可。最后在函數模板中選取編程一數值一比較節點，系統設定重量大于500 g報警指示燈變紅。系統的程序框圖如圖4所示。
4 結語
基于Multisim對應變測量電路進行仿真設計，獲得仿真結果，繼而在LabVIEW虛擬儀器平臺上實現了簡易電子稱。使學生加深對理論內容的理解和掌握，使得原本枯燥的理論教學和驗證性實驗轉化為貼近工業生產實際的一體化教學。大大拓展了學生的知識面，增加學生動手機會和創新能力的同時，其直觀有趣的交互界面更激發了學生的學習興趣和探索精神。
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