来源：国外电子测量技术 作者：艾锦云 何振江 邱健 饶明辉

摘要：介绍利用图形化编程软件labview和数据采集卡lab-pc-1200构建多路仪器温度测控系统的方法和技术及应用实例，研究了多路温度测控系统的性能和精度情况。

关键词：温度测控虚拟仪器多路系统

引言

我们开发氮氧化物化学发光法分析仪时，整个系统有三处需要温度测控：反应室，钼转换室，光子计数器pmt。反应室中的温度对化学反应（一氧化氮与臭氧反应）有一定的影响，我们要找到最佳温度，使反应效率最大。钼转换室的温度影响二氧化氮转换为一氧化氮的效率，因此也需要效率最大时的温度。温度测量与控制的要求是：反应室的测控温度范围为：30—70oc，波动：±0.5 oc；钼转换室的测控范围为：250—370 oc，波动：±3 oc。光子计数器pmt受温度的影响很大，温度越高光子计数器pmt的暗计数越高。在对光子计数器pmt制冷的同时，对它的温度也进行监视，以确定其是在低温（约5oc）环境下工作。系统要求测温精度为0.05oc。

为保证系统要求，缩短系统开发时间，我们采用了美国国家仪器公司（national instruments）的图形化编程软件系统labview和数据采集卡lab-pc-1200，构建了分析仪的整个温度测控系统。在构建系统过程中，解决了数据采集卡的多路测量与输出控制的问题，在一定的硬件条件下，优化程序进一步提高系统测控性能。对于基于虚拟仪器构建多路测控系统进行了初步的探讨。

温度测控系统组成

该系统将计算机，强大的图形化编程软件和模块化硬件结合在一起，建立起具有灵活性的基于计算机的测量与控制应用方案，最终构建起满足自己需求的系统[1]。系统由以下几个部分组成：计算机，labview，数据采集卡，温度传感电路，加热控制电路。温度信号由传感器转换为电压信号，再经数据采集卡进入计算机，在计算机上运行的labview程序对输入的数据进行分析处理，将结果由计算机显示出来,同时通过数据采集卡输出控制信号给外部加热控制电路，达到测量与控制温度的作用。

其中数据采集卡lap-pc-1200是一种低廉的, 在计算机上使用的板卡。它可以采集模拟信号，数字信号，拥有定时器的功能，同时还具有模拟输出的功能。该数据采集卡具有高性能的数据采集与控制能力，可用于实验室测试，生产测试，以及工业监视和控制。

我们主要使用的是该卡的模拟输入与模拟输出的功能。lab-pc-1200数据采集卡具有八个模拟输入通道，两个模拟输出通道。

八个模拟输入通道ach0-ach7，其内部模数转换器是12bit逐步逼近式，你可以将其设定为八个单端信号输入方式或四个差动信号输入方式。该卡具有三种不同的模拟输入模式：rse，nrse，diff输入模式。我们设置的是rse输入模式，rse输入模式是指所有输入信号都是参考公共地agnd（公共地在这里是指模拟输入地）。lab-pc-1200的模拟输入还可以选择单极性或双极性。选择单极性，输入电压范围为0 to 10 v，0v 对应 0 hex，而10 v 对应 fff hex(4095 decimal)。选择双极性，输入电压范围为-5 to +5 v。我们设置模拟输入为单极性。

两个模拟输出通道dac0out与dac1out，你可以设置模拟输出通道为单极性或双极性输出。单极性输出范围为0 to 10 v，数值范围为0 to 4095 (0 to fff hex)。双极性输出范围为 -5 to +5 v，数值范围为-2048 to 2047 (f800 hex to 7ff hex)。我们设置的是模拟输出为单极性。刷新模拟输出的电压，这共有两种方式：一种叫立即刷新模式（immediate update mode），当你一有数据写入数模转换器（dac）时，其输出电压就刷新。另一种叫延迟刷新模式（delayed update mode）,只有探测到计数器a2或extupdate是低电平时，其输出才会开始刷新。我们设置的是立即刷新模式。dac0out对应模拟输出通道0，dac1out对应模拟输出通道1。agnd是这两个模拟输出端的参考地[2]。

pmt的温度测量

光子计数器pmt在半导体制冷片的作用下，温度大约是5oc 。其温度测量电路如图2所示

电路中，ad590集成温度传感器，它是一种恒流输出的二端温度器件，其内部是经过修正校准的控制电流源，其输出电流与绝对温度成正比，即

（1）

式中k为温度系数，

（2）

ad590使用电压范围是dc4-30v，在此电压范围内，环境温度在-55-150℃ 变化时输出电流与温度具有良好的线性关系。mc1403的基准电压源，输出为2.5v，调整可变电阻w1使i2= 273.2ma，则

（3）

daq模拟输入端ach