隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一般的測(cè)量系統(tǒng)都包括傳感探測(cè)，模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)字顯示三部分。壓強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)也不例外。對(duì)于壓強(qiáng)測(cè)量，復(fù)合真空計(jì)與程控真空計(jì)的發(fā)展，大大拓寬了壓強(qiáng)測(cè)量范圍，前者能達(dá)到10^-3~10^-4Pa 量級(jí)，而后者能達(dá)到10^-9~10^-10Pa 量級(jí)，廣泛應(yīng)用在超真空系統(tǒng)中，進(jìn)行壓強(qiáng)探測(cè)顯示。由于它們主要是用來探測(cè)系統(tǒng)的真空度，因此它們只顯示即時(shí)的壓強(qiáng)。但是，對(duì)于記錄與觀測(cè)系統(tǒng)整個(gè)工作過程的壓強(qiáng)變化，它們不與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接，不可能做到這點(diǎn)。如此，給一些研究工作帶來不便，比如說吸氣劑吸氣性能研究。

　　考慮到這點(diǎn)，本文研究了一種基于LabVIEW與TPG25xA 的壓強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)。以LabVIEW為開發(fā)平臺(tái)， 本文實(shí)現(xiàn)了TPG25xA與PC的串口通信，壓強(qiáng)- 時(shí)間曲線的顯示，數(shù)據(jù)的分析和存儲(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)記錄與觀測(cè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)變化與其統(tǒng)計(jì)值。

　　LabVIEW是基于數(shù)據(jù)流編程概念的圖形化軟件開發(fā)環(huán)境，是最容易的軟件開發(fā)環(huán)境之一。近些年來，LabVIEW在測(cè)試領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為測(cè)試領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛與最有前途的軟件開發(fā)平臺(tái)之一， 廣泛應(yīng)用于航空、航天、通信、汽車、電子半導(dǎo)體與生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域。LabVIEW開發(fā)功能高效、通用；可重用性高、界面友好；支持多種儀器與數(shù)采硬件驅(qū)動(dòng)。LabVIEW的串口通信功能模塊能夠方便、可靠地實(shí)現(xiàn)串口通信。

　　TPG25xA是Pfeiffer Vacuum的產(chǎn)品，是小型電容規(guī)的真空測(cè)量與控制單元。通過串口RS232C，TPG25xA與PC進(jìn)行通信，傳遞指令、測(cè)量值與參數(shù)。

1、系統(tǒng)原理

1.1、系統(tǒng)原理框圖

　　壓強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)包括小型電容規(guī)CMR263（Compact Capacitance Gauge）,TPG25x 與PC，此系統(tǒng)與真空系統(tǒng)連接使用，如圖1 所示。

圖1 壓強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)原理框圖

1.2、系統(tǒng)工作原理

　　如圖1所示，電容規(guī)CMR263連接真空系統(tǒng)與TPG25xA，將壓強(qiáng)變化轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào),它的測(cè)試范圍為10^-3~10hPa。電容規(guī)CMR263 將信號(hào)傳送給TPG25xA。然后通過TPG25xA 與PC 的串口，PC 發(fā)送指令給TPG25xA，TPG25xA 響應(yīng)指令答復(fù)PC，形成串口通信，從而實(shí)現(xiàn)命令與測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸。此過程由LabVIEW 程序?qū)憽⒆x串口實(shí)現(xiàn)。LabVIEW 程序?qū)ψx串口得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，從而顯示壓強(qiáng)-時(shí)間曲線，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)，求其統(tǒng)計(jì)值。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1、系統(tǒng)用戶界面

　　系統(tǒng)界面用LabVIEW編寫而成，即LabVIEW 程序的前面板，如圖2所示。

圖2 壓強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)用戶界面

　　此界面包括四個(gè)選項(xiàng)卡，按從左到右，從上到下編號(hào)。選項(xiàng)卡1 顯示壓強(qiáng)- 時(shí)間曲線，曲線包括實(shí)時(shí)采集圖與多點(diǎn)平均圖，還顯示各曲線的統(tǒng)計(jì)值；選項(xiàng)卡2 包括串口設(shè)置、時(shí)間顯示等；選項(xiàng)卡3 用來設(shè)置采集速率、平均點(diǎn)數(shù)與曲線縱軸單位等參數(shù)，還進(jìn)行指令的發(fā)送。選項(xiàng)卡4 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑。此界面操作簡(jiǎn)單、方便，包含信息量多，在運(yùn)行時(shí)，可以隨時(shí)更改壓強(qiáng)單位，適合不同習(xí)慣的人；可以顯示程序開始時(shí)間、當(dāng)前時(shí)間以及運(yùn)行時(shí)間；另外，X 軸坐標(biāo)為系統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)間，能全程記錄下壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化，使用者能知道什么時(shí)候壓強(qiáng)發(fā)生了什么變化。

2.2、LabVIEW程序

　　LabVIEW程序，即LabVIEW前面板，主要包括四個(gè)部分：TPG25xA 與PC 的串口通信，曲線顯示，數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。TPG25xA 與PC 的串口通信程序主要進(jìn)行指令與數(shù)據(jù)的傳輸，包括串口設(shè)置、寫串口與讀串口；曲線顯示主要是進(jìn)行X軸的處理，調(diào)整其偏移量與縮放系數(shù)，使X 軸坐標(biāo)為絕對(duì)時(shí)間，縮放系數(shù)由采集速率絕定。數(shù)據(jù)分析程序計(jì)算數(shù)據(jù)的最大值、最小值與平均值，采集點(diǎn)數(shù)與平均次數(shù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)PC 串口接受的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以文本格式存儲(chǔ)，為以后二次處理提供了保障。LabVIEW 前面板如圖3所示（部分圖）。

圖3 壓強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)LabVIW程序部分