恒温槽作为计量校准、工业生产中的关键设备，其温度稳定性和均匀性直接决定测试数据可靠性。依据 JJF 1030-2010 检定规程，传统测试需人工操作标准铂电阻温度计，在温度波动性测试中需每分钟至少 6 次、持续 10 分钟读取数据，均匀性测试需覆盖 8 个点位共 64 组数据记录，存在测试周期长、人工读数误差大、数据追溯困难等问题。基于 LabVIEW 开发自动测试系统，核心需求包括：实现双通道温度数据自动采集、满足规程要求的高精度测试、数据实时记录存储、一键生成标准化报告，同时提升测试效率与数据准确性。

系统硬件配置

（一）核心硬件组成

1. 高精度测温模块：选用双通道高精度测温仪，温度测量范围 - 200~660℃，准确度优于 ±0.005℃，支持 USB-B 接口与 PC 机通讯，可同步采集标准铂电阻温度计的温度值与电阻值。

2. 标准测温元件：采用一等和二等标准铂电阻温度计，分别作为固定参考与移动测试单元，通过四线制接线方式降低引线误差。

3. 辅助装置：含固定温度计支架、可旋转移动温度计支架，以及低电势接线盒，确保信号传输稳定性。

（二）LabVIEW 适配优势

LabVIEW 通过内置 VISA 驱动库直接对接高精度测温仪，无需额外开发底层通讯协议，可快速实现设备连接与控制。针对测温仪的 16 进制通讯协议，通过 LabVIEW 字符串处理函数完成指令封装与数据解析，同时利用 DAQ 模块实现采样间隔精准控制，完美匹配 JJF 1030-2010 规程中 “采样间隔不超过 10s” 的要求。

LabVIEW功能实现

（一）设备控制与参数配置模块

1. 通讯协议解析：LabVIEW 通过 “VISA 写入” 函数发送 16 进制控制指令，启动采集指令为 “AA71 01CC 33C3 3C”，停止指令为 “AA71 00CC 33C3 3C”，并通过 “VISA 读取” 函数接收设备反馈数据。

2. 数据解析逻辑：针对接收数据帧 “AA55 01XX XXXX...CC33 C33C”，通过 LabVIEW 条件结构识别通道标识（“XX” 为 01 对应通道 1、02 对应通道 2），再利用类型转换函数将连续 8 字节数据转换为 IEEE754 双精度浮点数，分别提取温度值与电阻值。

3. 传感器参数配置：通过 LabVIEW 编写 55 字节参数设置指令 “AA78 XXXX...CC33 C33C”，实现标准铂电阻温度计的 RtP、正负温度系数（A+、B+、C、A-、B-）等参数写入，未使用参数自动以 “0” 补齐。

（二）温度波动性测试模块

1. 流程自动化：LabVIEW 按规程逻辑设计控制流程，待恒温槽温度稳定 10 分钟后，自动启动采集，支持 10min、20min、30min 可配置测试时长，采样间隔可选 2s、4s、10s 等（默认 10s 满足规程要求）。

2. 实时数据处理：通过 LabVIEW 数组运算函数实时计算并显示测试过程中的温度最大值、最小值，自动生成波动性结果（最大值与最小值差值），并在前面板实时刷新数据曲线与数值。

3. 异常处理机制：设置数据超量程报警、通讯中断重试等逻辑，确保测试过程连续性。

（三）温度均匀性测试模块

1. 点位测试优化：LabVIEW 支持 8 个典型分布点位（O 为参考位，A-H 为测试位）的自动化数据采集，无需按传统规程的 “固定 - 移动 - 移动 - 固定” 顺序读数，仅需移动温度计至目标点位后点击测试，系统自动同步采集两支温度计数据并标记已测试点位。

2. 差值计算逻辑：通过 LabVIEW 数学运算函数计算各测试点相对于参考位 O 的温度差，再通过 “最大值 - 最小值” 函数自动生成工作区域最大温差，完成均匀性指标评定。

3. 可视化操作：前面板设计点位选择按钮与状态指示灯，清晰展示当前测试点位与完成进度。

（四）数据存储与报告生成模块

1. 数据存储：LabVIEW 通过文件 I/O 函数将采集数据按时间戳分类存储至指定路径，支持 Excel 格式导出，包含测试信息、原始数据、计算结果等维度。

2. 报告自动化：内置报告模板，支持手动输入或自动生成（以点击时间为唯一标识）报告编号，录入委托单位、样品信息后，一键生成多工作表 Excel 报告：第 1 页为报告封面、第 2 页为测试结果汇总、第 3-17 页为各点位详细记录，最多支持 15 个温度测试点数据存储。

（五）系统流程控制模块

采用 LabVIEW 状态机架构设计整体流程，核心逻辑如下：

1. 初始化：启动系统后自动检查端口连接与传感器参数配置，异常则弹出提示并跳转至设置界面；

2. 测试配置：输入测试信息、更新报告编号、设定测试温度；

3. 状态判定：循环检测恒温槽是否达到设定温度并稳定；

4. 测试执行：根据选择启动波动性或均匀性测试，自动记录数据；

5. 数据归档：测试完成后自动保存数据并更新报告，支持多温度点连续测试（重复上述流程）。

实验验证

（一）测试条件

测试介质为防冻液与纯水混合液，选取 0℃、50℃、100℃三个典型温度点，采用上述自动测试系统进行验证。

（二）核心测试结果

注：0℃、50℃时波动性优于 ±0.003℃/10min，均匀性优于 0.015℃；100℃因介质沸腾导致指标略有下降，但仍满足常规测试要求。

（三）LabVIEW 带来的核心价值

1. 效率提升：单台设备测试时间从传统人工 4 小时缩短至 1 小时内，数据采集、计算、报告生成全流程自动化；

2. 精度保障：消除人工读数误差，数据重复性误差≤±0.0005℃，符合 JJF 1030-2010 规程要求；

3. 操作便捷：图形化前面板直观展示测试状态，无需专业编程知识即可完成操作；

4. 可扩展性：模块化设计支持新增测试指标、扩展测试点位，适配不同型号恒温槽。