摘要：以傳感器特性的測試為背景，分析目前傳感器課程教學實驗環(huán)節(jié)中存在著設備缺乏、資金投入太多等問題，進行了虛擬壓力傳感器標定實驗的研究。講述了虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺Labwindows／CVI和傳感器的靜態(tài)特性等基礎知識，介紹了基于Labwindows／CVI虛擬壓力傳感器靜態(tài)標定儀的設計與開發(fā)。通過測量和繪制線性度、遲滯、重復性曲線，來實現(xiàn)壓力傳感器靜態(tài)參數(shù)的標定，接著詳細地描述了用Labw-indows／CVI語言實現(xiàn)激波管虛擬測試平臺的過程，最后給出激波管虛擬實驗平臺對壓力傳感器動態(tài)特性的測試結(jié)果，實現(xiàn)傳感器的動態(tài)標定。
關(guān)鍵詞：壓力傳感器；虛擬儀器；Labwindows／CVI

0 引言
??? 今天，信息技術(shù)對社會發(fā)展、科學進步起到了決定性的作用。現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎包括信息采集、信息傳輸與信息處理，信息采集離不開傳感器技術(shù)。傳感器位于信息采集系統(tǒng)之首、檢測與控制之前，是感知、獲取與檢測的最前端。傳感器是理工科的一門必備知識，更是檢測專業(yè)的專業(yè)課，是前期純電路、理論學習向工程實踐應用的轉(zhuǎn)移。傳感器虛擬實驗室能夠復現(xiàn)實驗內(nèi)容，對實現(xiàn)過程的細節(jié)放大，加深實驗的感受，為實驗者提供大量的實驗機會，并且通過計算機的廣博，對傳感器的各方面起到系統(tǒng)的便捷的學習。同時，發(fā)展虛擬實驗室，能夠節(jié)約大量資金和物力，減少器件的損壞，并且能夠不斷更新，利用現(xiàn)有的豐富的計算機資源，進行學習、設計和仿真。目前，在國內(nèi)還沒有傳感器虛擬實驗室，而傳感器實驗是各類專業(yè)非常重要的基礎課程，因此它的建立是有很重要得意義。

1 虛擬壓力傳感器的靜態(tài)標定
1．1 靜態(tài)標定儀的設計
??? 首先出現(xiàn)的是壓力傳感器靜態(tài)標定儀界面，如圖1所示。

1．2 靜態(tài)標定儀的功能介紹
??? 虛擬壓力傳感器靜態(tài)標定儀主要實現(xiàn)以下功能：
??? ·分別測量線性度、遲滯和重復性并能記錄、保存數(shù)據(jù)，計算靜態(tài)標定指標，繪制曲線。
??? ·應用記事本顯示標定結(jié)果。
??? ·打印傳感器的線性度、遲滯和重復性的曲線圖。
??? 靜態(tài)特性測量的步驟如下：
??? 第一步設置傳感器參數(shù)：量程、非線性、遲滯和重復性；
??? 第二步選擇測量方式：自動測量；
??? 第三步設置測量參數(shù)：測量點數(shù)、循環(huán)次數(shù)、砝碼質(zhì)量；
??? 第四步進行測量，計算靜態(tài)特性參數(shù)并繪制曲線圖。

(1)在LINE_TEST控件的回調(diào)函數(shù)Line_TestCall中添加源代碼程序，實現(xiàn)信號產(chǎn)生、繪制圖形、線性擬合、計算線性度等功能。點擊靜態(tài)標定儀的“線性度”測量按鈕后，測量結(jié)束后，點擊“繪制曲線”按鈕就可以看到如圖2所示的線性度曲線圖。

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??? (2)在CHZH_TEST控件的回調(diào)函數(shù)Chzh_TestCall中添加源代碼程序，實現(xiàn)生成曲線、繪制圖形、計算遲滯等功能。同理可得圖3遲滯的測量曲線圖。

??? (3)在CHFU_TEST控件的回調(diào)函數(shù)Chfu_TestCall中添加源代碼，實現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)、繪制圖形、計算重復性等功能。同理可得圖4重復性的測量曲線圖。

2 虛擬壓力傳感器的動態(tài)標定
??? 通過選擇靜態(tài)標定儀用戶界面中的“壓力動態(tài)測試”按鈕，我們就可以直接進入虛擬壓力傳感器的動態(tài)標定實驗的界面，如圖5所示的窗口。

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??? 在這個框里對傳感器的“終值范圍”、“上升上限”、“上升下限”進行設置(這三個參數(shù)可以認為是標準參數(shù)，一般無需修改)，然后點擊“測試”即可自動完成動態(tài)測試的整個過程。完成測試后，在“動態(tài)特性”框內(nèi)將顯示本次測試的相關(guān)參數(shù)，仿真波形可以打印備用。隨著阻尼比和固有頻率的不同，測量出來的曲線也會不同。如圖6所示，阻尼比為0．095，是衰減振蕩情形，從測量的曲線也可以很形象地觀察到。

3 結(jié)論
??? 本次壓力傳感器虛擬實驗的設計與開發(fā)，是以傳感器特性的虛擬實驗研究為目的，以虛擬儀器等技術(shù)為背景，構(gòu)建了標定壓力傳感器虛擬實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了通過軟件仿真?zhèn)鞲衅魈匦詼y試的功能。虛擬壓力傳感器標定系統(tǒng)，具有用戶界面生動、形象、直觀、易操作等特點。本系統(tǒng)作為《傳感器原理及應用》課程的實驗輔助工具，可幫助學生完成壓力傳感器動靜態(tài)標定實驗，在實驗設備匱乏的情況下以圖形化的方式把試驗的具體內(nèi)容直觀地展現(xiàn)出來，加深了我們對課程的理解。