基于LabVIEW和热敏电阻的温度监测系统

魏延萍

(宝鸡文理学院，陕西 宝鸡 721016)

温度是工业生产和科学实验中一个非常重要的参数。物体的很多物理现象和化学性质都与温度有关，许多生产过程也是在一定温度范围内进行的，因此对温度进行检测和控制就变得越来越重要。本文采用热敏电阻作为感温元件，热敏电阻具有结构简单、体积小、灵敏度高、热惯性小、适宜动态测量等优点；采用LabVIEW设计了一个简单方便的温度监测系统。LabVIEW是一种图形化编程系统，由于其灵活、简单易用，开发效率高等特点，被公认为标准的数据采集和仪器控制软件，现在已经成为测量和控制行业的标准软件平台。

1 系统硬件设计

1.1 热敏电阻工作特性

热敏电阻是利用半导体材料的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的，按其物理特性分为正温度系数(PTC)热敏电阻、负温度系数(NTC)热敏电阻和临界温度系数(CTC)热敏电阻三类。其中，负温度系数热敏电阻(NTC)是生产最早、最成熟、在测温电路中使用范围最广的一种热敏电阻，具有灵敏度高、热响应速度快、体积小、使用寿命长、价格低等优点。本文所选用的就是NTC热敏电阻。NTC 热敏电阻具有在工作温度范围内的电阻值， 随温度升高而显著减少的特性，其电阻温度（R-T）特性曲线如图1 所示。

1.2 硬件电路连接

在原型板的面包板上搭建一个分压电路，电路图如图2所示。使用VPS+作为供电电压电源，这里将VPS的输出调节至3V，用ELVISⅡ的DMM电压档测量热敏电阻两端的电压。

2 测试软件编写

2.1 阻值计算子程序的编写

根据图 2的分压关系编写阻值计算子程序，热敏电阻阻值计算方程为：

其中，VT为热敏电阻两端的电压值，即数据采集电路采集到的电压值；R1为10kΩ。用LabVIEW编写计算热敏电阻阻值的方程式，子VI程序框图如图3所示。

2.2 温度计算子程序的编写

热敏电阻的阻值是随着温度的升高而下降，根据阻值和温度的转换关系：

用 LabVIEW中程序框图中的公式节点，得到所测量的温度值。如图4所示。

2.3 温度报警程序

该设计通过对温度进行循环采集，可实现温度数值与波形的实时显示，如果温度超过所设定的上、下限值，系统就会发出报警提示；如果温度正常，系统会显示正常工作状态。图5为报警系统部分程序框图。

3 温度监测系统的前面板设计

通过前面的设计，编写程序，利用VPS+以及AI0通道，使用 AI通道采集热敏电阻两端电压，做相应转换后，完成温度的测量。系统主界面如图6所示，图中为某次实验所得结果。

4 结束语

本设计是在泛华测控的NI ELVIS Ⅱ实验套件上完成的，并参考了其配套实验教程的相关内容，实现对温度的监测显示及报警。通过实验证明该系统操作简单，易于控制，为实验室教学及进一步扩展系统功能打下基础。

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