[科普中国]-虚拟温度

虚拟温度常见于工业应用。利用虚拟仪器技术开发和设计的温度测量系统，采用普通PC 机为主机，利用图形化可视测试软件LabVIEW 为软件开发平台，来监测温度变化情况。

研究背景温度是工业生产和科学研究实验中的一个非常重要的参数，物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，许多生产过程都是在一定温度范围内进行的，需要测量温度和控制温度的场合极其广泛。目前的温度测量控制系统常采用单片机控制，该技术应用十分广泛，但其编程复杂，控制不稳定，系统的精度不高。而利用虚拟仪器技术开发和设计的温度测量系统，采用普通PC 机为主机，利用图形化可视测试软件LabVIEW 为软件开发平台，来监测温度变化情况，采集数据并进行处理、存储、显示等。设备成本低，使用方便灵活，适用于工农业生产和教学。

虚拟温度系统设计虚拟仪器测温系统是用虚拟仪器技术改造传统的测温仪,使其具有更强大的功能。仪器系统通过前端感温装置的传感元件，将被测对象的温度转换为电压或电流等模拟信号，经信号调理电路进行功率放大、滤波等处理后,变换为可被数据采集卡采集的标准电压信号。在数据采集卡内将模拟信号转换为数字信号，并在数据采集指令下将其送入计算机总线，在PC 机内利用已经安装的虚拟仪器软件对采集的数据进行所需的各种处理。1

虚拟温度系统软件系统设计软件部分主要是对数据进行后续处理、报警、显示等功能,具体实现采集卡参数设定、数据标定、实时显示、温限设定及报警和人机交互等功能。

传感器的标定传感器的标定是通过实验以建立传感器输入量与输出量之间的关系。标定是仪器仪表在设计完成后，正式使用前必须要经过的一道校验程序。对于虚拟温度测量系统而言，标定就是为了获得电压和被测物体温度的函数关系，以便通过电压计算出温度。热敏电阻具有灵敏度高、体积小、重量轻、使用寿命长，适于远距离测量等优点，但其非线性误差较大，稳定性稍差，所以必须进行标定。

前面板设计用户界面(前面板)是虚拟仪器的重要组成部分，仪器参数的设置、测试结果显示等功能都是通过软件实现，因此要求软件界面简单直接，便于使用。该界面可显示经传感器检测、数据卡采集并转换得到的电压波形的变化，同时将标定后得到的温度值分别用波形、指针和数值三种方式显示出来，适应不同用户的需求，通过布尔量开关设置超限报警指示。

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学