虚拟温度测试仪的设计

　　虚拟仪器就是利用现有的计算机主流技术配上功能化的硬件和专用软件，形成一台可由用户定义功能强大的基于计算机的仪器解决方案。同传统的由厂家定义、功能固定、独立的仪器相比，具有可由用户自定义测量和自动化系统的功能，即灵活性和开放性好，并可重复利用资源，缩短组建系统的时间。

　　1 虚拟温度测试仪的构成

　　虚拟温度测试仪由硬件和软件两部分组成。其中硬件是本测试仪器的基础，软件是核心。硬件包括计算机硬件和温度测试硬件平台的构成要件如传感器、调理电路、数模转换卡、模数转换卡和数据采集卡等。DAQ板和调理电路组成PC-DAQ测试系统。系统结构如图1.

　　本系统主要用来实现温度测试的功能。系统的基本工作原理是利用传感器对模拟温度信号进行采集，调理，由数据采集卡输入计算机CPU，根据用户的要求对数据进行分析处理，并在屏幕上显示结果。通过计算机资源、通用仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及用户图形界面软件的有效结合，提供了一个集成的开发环境、一个与仪器硬件的高级接口、一个与用户的接口。实质上是一个具有多功能的智能化的测试系统。

　　2虚拟温度测试仪的硬件实现

　　本系统采用基于PC-DAQ数据采集的构成方式，如图2所示。硬件部分主要提供虚拟式温度测试仪软件的运行平台，完成测试平台的构建和测试信息的获取与保存，主要由温度传感器、调理电路板、数据采集卡、计算机系统和打印设备组成。本系统是一个基于PCI 总线的数据采集与处理系统。该系统工作时，热电偶和热电阻将温度信号转换成电信号。信号调理电路对微弱信号进行放大、光隔、滤波、补偿等处理。经过处理的信号送入数据采集卡数字化处理，再由计算机处理后，在虚拟面板上显示结果。

　　2.1信号调理电路

　　热电偶测量电路采用可冷端补偿和信号放大的电路。如图3所示。

　　热电偶是由两种不同成分的导体结合而成，热电势是测量端温度和冷端补偿温度函数的差。热电偶的冷端温度是否恒定与热电偶变送器的性能相关，通常采用冷端补偿装置来实现冷端补偿。由于热电偶的温度和电势之间一般也不是成线性关系，在热电偶变送器中通过线性化电路使温度和电势之间成近似线性关系.

　　2.2数据采集卡

　　采用NI公司的数采卡。该卡具有温度漂移保护电路，定制的电阻网络和高品质的元部件可以将温度漂移控制在6ppm/oc并能自行校准。该卡还采用专门设计使系统噪声最小化，通过对采样点进行平均的方法可以迅速提高测量精度。