基于Labview的家庭電能表設計

摘要

進入二十一世紀，隨著現(xiàn)代科學信息技術和現(xiàn)代工業(yè)生產的持續(xù)發(fā)展，對電子測量和儀器技術的要求越來越高，測試工作量與日俱增，測試內容和測試對象日趨復雜，對測試精度和測試速度的要求不斷提高，這使得傳統(tǒng)的人工測試己經不滿足實際測控的需求。在實際工程應用中，運用數(shù)據采集系統(tǒng)可獲得大量的實時信息，也是獲取科學數(shù)據和生成理論驗證的重要手段之一。總之，不論在哪個應用領域中，數(shù)據采集與處理將直接影響工作效率和所取得的經濟效益。采用虛擬儀器技術，工程師將需要測量的信號通過I/O接口設備采集、數(shù)字化后送入計算機，再利用虛擬儀器開發(fā)工具和計算機強大的數(shù)據分析、處理和保存功能以及顯示器的顯示能力，就能很簡單地設計出一個滿足專門測試需求的虛擬儀器系統(tǒng)。

本文利用LabVIEW的強大功能制作虛擬電能表，與傳統(tǒng)的電能表相比較它不但能實現(xiàn)一般電能表的全部功能，而且能充分利用現(xiàn)有的計算機資源對采集到的信號進行家庭總用電量計算和對電流、電壓進行時域、頻域分析和處理等在普通電能表上很難實現(xiàn)的特殊功能。本文所采用的虛擬儀器技術是把計算機的資源和I/O硬件部件的數(shù)采功能結合起來，其產生是計算機虛擬測試技術發(fā)展的必然趨勢，近年來國內外對虛擬儀器的研究開發(fā)以及虛擬儀器在各行各業(yè)的廣泛應用表明了虛擬儀器的廣闊前景。

本文所選用的軟件LabVIEW是美國國家儀器公司軟件產品，也是目前應用最廣泛、發(fā)展最快、功能最強的圖形化虛擬儀器開發(fā)軟件。它具有開發(fā)周期短、運行速度快、可重用性好、使用方便靈活等優(yōu)點。因此利用NI LabVIEW軟件開發(fā)平臺對虛擬設備進行設計是一種較好的方法。

關鍵詞：虛擬儀器；電能表；LabVIEW；數(shù)據采集；動態(tài)鏈接庫。

目錄

第1章 緒論………….2

1.1儀器的發(fā)展過程2

1.2虛擬儀器概述3

1.3虛擬儀器的種類與特點…………………………………………………….3

1.3.1虛擬儀器的發(fā)展概況與種類3

1.3.2虛擬儀器的特點3

1.3.3虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較3

1.4虛擬儀器的構成……………………………………………………………3

1.5國內外虛擬儀器的現(xiàn)狀與展望…………………………………………..3

第2章 虛擬電能表設計方案4

2.1硬件及軟件的選擇4

2.1.1軟件的選擇4

2.1.2硬件的選擇4

2.2軟件設計方案5

2.2.1虛擬電能表的軟件結構5

2.2.1儀器功能5

第3章虛擬儀器集成開發(fā)環(huán)境6

3.1軟件操作平臺6

3.2軟件開發(fā)工具6

3.3 LabVIEW前臺顯示面板6

3.4 LabVIEW后臺控制面板6

3.2 LabVIEW程序執(zhí)行流程6

第4章儀器驅動7

4.1儀器驅動的概念7

4.2 LabVIEW平臺上儀器驅動的方法7

4.2.1 LabVIEW支持的DAQ產品的驅動7

4.2.2 LabVI EW支持的GPIB, VXI、標準串口I/O儀器的驅動7

4.2.3 LabVI EW不支持的數(shù)據采集卡的驅動7

4.3本章小結7

第5章虛擬電能表交互界面及程序設計9

5.1數(shù)據采集模塊9

5.2波形顯示模塊9

5.2.1波形顯示模塊的功能及控件9

5.2.2波形顯示模塊的一前面板及框圖9

5.3參數(shù)測量及時間序例生成模塊9

5.3.1時間序例生成功能及功能節(jié)點9

5.3.2測量模塊前面板及框圖9

5.4頻譜分析模塊9

5.4.1分析模塊功能及節(jié)點9

5.4.2分析模塊前面板及框圖9

5.5小結9

第6章調試及實驗結果9

6.1虛擬電能表的調試9

6.2實驗結果9

第7章 結論與展望9

參考文獻10

致謝11