基于LabVIEW的环境试验设备温湿度检定系统

引 言

　　温度、湿度环境试验是产品性能检验不可缺少的一个组成部分，温湿环境试验设备的温、湿度控制水平在环境试验中起着非常重要的作用。因此，必须引进先进的测试技术，对设备的温湿度偏差、均匀度、波动度等进行测试，保证设备的正常运行。由NI公司推出的LabVIEW是虚拟仪器领域中的测试测量和控制系统开发工具，是目前、应用广、发展快和功能强的图形化软件。

　　以Pt100铂电阻为传感器，通过数据采集器Aligent34970A(配34901A模块)，利用串口通信进行的温湿度检定系统是在WindowsXP系统下，LabVIEW7.1图形化编程语言环境中进行的。

1 温湿检定系统硬件部分

　　温湿检定系统整体结构如图1所示。温湿检定系统硬件部分由传感器部分、采集器部分、串口通信部分和PC组成。下面对这几个部分进行介绍。

1.1 传感器部分

　　传感器选用A级Pt100四线制铂热电阻，该电阻高，使用范围广，温度范围为-200～+850℃，公差允许范围为±(0.15+0.002|t|)℃。

1.2 采集器部分

　　采集器选用美国安捷伦公司Aligent34970A，配34901A模块。该采集器可配置成20～120通道，6位半分辨率，0.004％基本直流，250通道／秒扫描速率，50 000个读数储存，可测量交直流电流、电阻、频率、温度和周期，以及由热电偶和热电阻提供的温度直流和交流电压，内置GPIB和RS232接口。

1.3 串口通信部分

　　Aligent34970A采集器内置RS232接口，将通信线直接将采集器和PC连在一起，通信线和平常通信线不同，要求2、3、4、6、7、8交叉。

2 温湿检定系统软件部分

　　本程序主要实现通道扫描、数据采集、数据处理、数据显示和保存、输出报表等功能。

2.1 主界面

主界面如图2所示。

2.2 框图程序

　　框图程序主要分为三大部分：参数设置部分、扫描测试部分和报表保存输出部分。程序主体采用了事件结构。事件结构是从LabVIEW6.1开始提供的新的结构。使LabVIEW具有了事件驱动的能力。

2.2.1 参数设置部分

　　参数传递正确无误，才能保证程序的正确运行。参数设置部分共7个部分：被检设备信息设置、系统设置、传感器信息设置、测试环境和测试员设置、扫描测量参数设置、温湿度标称值设置、检定位置信息设置。参数设置各个子程序的主体也是采用事件结构。检定位置信息模块的框图程序如图3所示。

2.2.2 扫描测量部分

　　扫描测量部分是程序的部分，分为升温部分、保温部分和扫描测量部分。流程图如图4所示。

2.2.3 报表保存输出部分

　　报表保存输出部分利用了Report Generation Toolset，需要用户安装OFFICE2003，程序才能运行；该模块可以在Word或Excel中生成报表，便于用户编辑和打印。

3 实 验

　　以四线制Pt100铂电阻为传感器检定5个温度点，按照标准在3Q min内测试15次，测试结果见表1。

　　从表中可以看到程序不仅采集了数据，还对数据进行了处理。

　　分别计算，得出结果与报表中结果相同，说明程序中的数据处理部分正确无误。

4 结束语

　　本系统实现了对环境试验设备温湿度的检定，并且可以以图形的形式直观地观察到温度随时间变化的趋势，这给测试工作带来了很大的便利，实现了测试仪器与计算机的一体化。本系统已经被山东一家公司采用，使用状况良好。本程序也可作更多的扩展，例如把采集模块扩展到KEITHLEY2700等仪表，传感器扩展到热电偶等。

  

参考文献:

[1]. Pt100 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/Pt100_1196170.html.
[2]. RS232 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/RS232_585128.html.