引言

今天，信息技術對社會發展、科學進步起到了決定性的作用。現代信息技術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。傳感器位于信息采集系統之首、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，更是檢測專業的專業課，是前期純電路、理論學習向工程實踐應用的轉移。傳感器虛擬實驗室能夠復現實驗內容，對實現過程的細節放大，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的便捷的學習。同時，發展虛擬實驗室，能夠節約大量資金和物力，減少器件的損壞，并且能夠不斷更新，利用現有的豐富的計算機資源，進行學習、設計和仿真。目前，在國內還沒有傳感器虛擬實驗室，而傳感器實驗是各類專業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標定

1．1 靜態標定儀的設計

首先出現的是壓力傳感器靜態標定儀界面，如圖1所示。

1．2 靜態標定儀的功能介紹

虛擬壓力傳感器靜態標定儀主要實現以下功能：

·分別測量線性度、遲滯和重復性并能記錄、保存數據，計算靜態標定指標，繪制曲線。

·應用記事本顯示標定結果。

·打印傳感器的線性度、遲滯和重復性的曲線圖。

靜態特性測量的步驟如下：

第一步設置傳感器參數：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：測量點數、循環次數、砝碼質量；

第四步進行測量，計算靜態特性參數并繪制曲線圖。

（1）在LINE_TEST控件的回調函數Line_TestCall中添加源代碼程序，實現信號產生、繪制圖形、線性擬合、計算線性度等功能。點擊靜態標定儀的“線性度”測量按鈕后，測量結束后，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。

（2）在CHZH_TEST控件的回調函數Chzh_TestCall中添加源代碼程序，實現生成曲線、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控件的回調函數Chfu_TestCall中添加源代碼，實現記錄數據、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標定

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

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（這三個參數可以認為是標準參數，一般無需修改），然后點擊“測試”即可自動完成動態測試的整個過程。完成測試后，在“動態特性”框內將顯示本次測試的相關參數，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 結論

本次壓力傳感器虛擬實驗的設計與開發，是以傳感器特性的虛擬實驗研究為目的，以虛擬儀器等技術為背景，構建了標定壓力傳感器虛擬實驗系統，實現了通過軟件仿真傳感器特性測試的功能。虛擬壓力傳感器標定系統，具有用戶界面生動、形象、直觀、易操作等特點。本系統作為《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容直觀地展現出來，加深了我們對課程的理解。

責任編輯：gt