基于Multisim和LabVIEW的虚拟电子称
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将放大电路的两输入端接地，调节滑动变阻器Rw3，使电路的输出近似为零，将电路中模拟物体重量的电压源的值设为零，调节Rw1，使万用表的示数为零，完成电路调零。在Multisim中，改变模拟实际重量的电压源V，相当于被测质量发生变化，虚拟电压表的电压也随之变化，扫描的范围为0～0．2 V，每隔0．02 V记录一次，得到10个电压数据，同时根据式(5)得到相应的电阻变化量的大小，数据如表1所示。
使用最小二乘法对以上数据进行拟合，所得拟合直线方程为：
U0=270．2×△R (6)
代入式(4)，得到质量的表达式为：
3 LabVIEW的虚拟电子称
LabVIEW是美国NI公司推出的虚拟仪器软件开发平台，在测控领域已得到迅速而广泛的应用。将虚拟仪器技术引入实验教学是高校进行实验室建设、改革实验教学的一个新的发展方向。在虚拟仪器软件系统中做各种传感器实验，在一定程度代替了实验室的硬件传统仪器设备，真正体现了虚拟仪器技术“软件即仪器”的独特魅力，有助于学生深刻理解传感器的测试功能，提高学生的实验兴趣和实验效率。
3．1 前面板设计
在LabvIEW平台下，一个虚拟仪器由两部分组成：前面板和框图程序。前面板的功能等效于传统测试仪器的面板，是程序与用户交流的窗口，用于设置各种输入控制参数和观察输出量。本系统的前面板由输入控件和输出显示控件组成。输入控件用来输入仿真电路获得的电压值和重物的单价数值，将数据传送给VI的程序框图，为VI的程序框图提供数据。显示控件则模拟仪器的输出装置，用以显示程序框图获取或生成的数据。系统参数模块的几个固定参数以及电子称功能模块中的△R和质量m及其总金额显示模块均为数值显示控件。除此之外，前面板的设计中还包括了仪表盘显示面板和超重指示灯显示控件。电子称的前面板如图3所示。
3．2 程序框图设计
程序框图相当于程序的源代码，是实现程序的核心，程序框图由节点、端口和连线等要素组成。
首先从数值函数选板中选取“数值常量”节点，设置系统的固定常数，在各常量上点击右键选择创建指示器，并相应改变名称，如弹性模量E、应变片面积S，电阻尺，灵敏度k0等。测量电路的输出电压U0是非常重要的一个量，通常的虚拟电子称是利用数据采集卡来获得该电压值的。在本设计中由于在前面的Multisim电路仿真中已获得了输出电压，因此在函数选板中选择数值输入控件，即可在前面板中由键盘手动输入。而系统的电子称功能模块的运算函数则通过函数选板中的“数值选板”，根据公式(6)和(7)的关系式，选择相应的运算函数，完成连线即可。最后在函数模板中选取编程一数值一比较节点，系统设定重量大于500 g报警指示灯变红。系统的程序框图如图4所示。
4 结语
基于Multisim对应变测量电路进行仿真设计，获得仿真结果，继而在LabVIEW虚拟仪器平台上实现了简易电子称。使学生加深对理论内容的理解和掌握，使得原本枯燥的理论教学和验证性实验转化为贴近工业生产实际的一体化教学。大大拓展了学生的知识面，增加学生动手机会和创新能力的同时，其直观有趣的交互界面更激发了学生的学习兴趣和探索精神。
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