基于虚拟仪器的传感器静态特性分析

文章摘要：虚拟仪器的软件 虚拟仪器的硬件相对软件较简单，而仪器的操作方便与否、功能是否齐全、显示画面是否丰富、是否可打印输出各种分析报表等，则完全由软件设计水平来决定。软件采用VC++6.0在Windows环境下编制，程序功能结构框图如图1所示，可在WindowsNT/98/2000/XP 操作系统下运行，具有画面显示直观，操作方便、灵活等特点。 图1程序功能结构图 虚拟仪器软件运行后，可通过下拉式菜单或工具栏按钮来完成数据采集或输入、修改、计算、显示画面切换和结果打印输出等操作。为方便输入、修改各种数据，采用如图2所示的集成度较高的数据输入、修改对话窗口

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虚拟仪器的软件 
        虚拟仪器的硬件相对软件较简单，而仪器的操作方便与否、功能是否齐全、显示画面是否丰富、是否可打印输出各种分析报表等，则完全由软件设计水平来决定。软件采用VC++6.0在Windows环境下编制，程序功能结构框图如图1所示，可在WindowsNT/98/2000/XP 操作系统下运行，具有画面显示直观，操作方便、灵活等特点。 

        图1程序功能结构图 

        虚拟仪器软件运行后，可通过下拉式菜单或工具栏按钮来完成数据采集或输入、修改、计算、显示画面切换和结果打印输出等操作。为方便输入、修改各种数据，采用如图2所示的集成度较高的数据输入、修改对话窗口，其中传感器名称、型号和循环试验次数可直接输入，而传感器各校准点设定值和试验中所测量数值则可按设定在新增和修改间变换输入。例如需连续输入各校准点的设定值，则可通过在操作方法组框中选中[校准输入或测试数据]复选框(对于测量数据的操作则取消选中)，同时选中[连续操作]复选框，如图2中所示，即可连续输入。另外可通过选中4个单选铵钮[设置] 、[插入]、[追加]和[删除]中的不同铵钮来设定对当前下标(行程编号) 数据的不同操作。这样可在一个对话窗口内完成整个数据的采集、修改，大大提高了对数据的操作效率。每步操作的同时，在程序窗口可显示所有参数的当前数据。 

        图2　数据输入、修改对话窗口 

        校准点数量和所需测量值数量由程序按输入校准点数和循环次数自动计算。程序自动检验输入校准点数量(M)与测量值数量(N)是否满足式(1)，如不满足则计算菜单项和工具栏中计算按钮无效，直至两者满足式(1)关系。在检查确认数据正确性后即可计算传感器各项静态指标。 

测试数据的显示和打印 
        对于输入或测量的数据以及计算结果，程序可在不同的弹出窗口内以表格、曲线、直方图等多种形式显示出来，提供了以独立文件和分类数据库形式存储，预存了不同打印输出报表格式。可通过选取不同的菜单项或按钮来选择不同显示和打印输出方式。 

        打印输出报表提供了二次设计功能，即可通过软件中的绘图和字符串编辑功能，自行设计打印输出报表格式。 

应用实例 

        虚拟仪器已在实际传感器测试中应用。表2是对1个压力传感器(量程：1MPa)，采用5个校准点，重复循环试验3次所测量计算的部分数据(置信系数α=3) 。 

        表2　压力传感器测量计算的部分数据 

        测试数据的计算结果见表3 

        表3　压力线传器数据测试计算结果 

结束语 

        文中虽然未对用此虚拟仪器来测量、分析传感器的动态特性作介绍，但可参照对静态特性的分析方法来分析传感器的动态特性，利用虚拟仪器具有快速A/D转换的功能，在传感器输入量发生阶跃或连续变化的同时，对输出量作连续的A/D 采样，通过对采样结果的分析，即可得出传感器对随时间变化的输入量的响应特性。

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