基于Matlab GUI的空盒氣壓表示值修正值計(jì)算軟件設(shè)計(jì)

麻鍇，孔詩媛，孫文博，袁文輝

（吉林省氣象探測(cè)保障中心，吉林，長春130061）

1 概述

利用Matlab圖形用戶界面（Matlab/GUI）可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的計(jì)算功能和簡潔直觀的操作界面[1]。文獻(xiàn)[2]中以Matlab/GUI實(shí)現(xiàn)了三容水箱液位的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。文獻(xiàn)[3]利用 Matlab/GUI設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程的可視化虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，文獻(xiàn)[4]和文獻(xiàn)[5]分別實(shí)現(xiàn)了基于Matlab/GUI的數(shù)值積分界面和風(fēng)洞信號(hào)小波分析處理軟件。本文鑒于Matlab/GUI開發(fā)計(jì)算類型軟件的優(yōu)勢(shì)，利用其實(shí)現(xiàn)空盒氣壓表示值修正值的自動(dòng)計(jì)算功能，這種方式數(shù)據(jù)處理不會(huì)產(chǎn)生計(jì)算誤差，數(shù)據(jù)處理結(jié)果更加直觀。

2 空盒氣壓表示值修正值計(jì)算方法

空盒氣壓表兩個(gè)檢定點(diǎn)之間存在若干個(gè)整10氣壓點(diǎn)，各個(gè)氣壓點(diǎn)呈等差數(shù)列分布，計(jì)算這些氣壓點(diǎn)的修正值采用線性插值的方法，每個(gè)氣壓點(diǎn)修正值也呈等差數(shù)列分布，只需以兩個(gè)檢定點(diǎn)的差值為距離，除以跨步數(shù)，計(jì)算出步長，再通過步長求出每一個(gè)修正值。

3 基于Matlab GUI空盒氣壓表示值修正值計(jì)算軟件的設(shè)計(jì)

Matlab GUI軟件的制作包括操作界面設(shè)計(jì)和控件的后臺(tái)程序編寫兩部分。示值修正值計(jì)算軟件的設(shè)計(jì)思路是從實(shí)現(xiàn)基本功能的角度出發(fā)，以最簡潔直觀的方式布局軟件的操作界面，最后編寫控件的回調(diào)函數(shù)等后臺(tái)程序。

3.1 修正值計(jì)算軟件的基本功能

示值修正值計(jì)算軟件的設(shè)計(jì)原則是以空盒氣壓表的計(jì)量性能要求和檢定方法為基礎(chǔ)，以提高計(jì)算效率，減少人為誤差為目的。所以，軟件的基本功能包括：能夠計(jì)算1060hPa～800hPa的測(cè)量范圍內(nèi)的示值修正值；“四舍六入”，逢五奇進(jìn)偶舍的修約方法計(jì)算修正值；能夠顯示相鄰整10hPa氣壓點(diǎn)之間的示值修正值的變量（差值），并對(duì)其是否滿足計(jì)量要求進(jìn)行判斷，給出結(jié)論。

3.2 修正值計(jì)算軟件的操作界面設(shè)計(jì)

根據(jù)軟件基本功能的要求，1060hPa至800hPa范圍內(nèi)的27個(gè)整10hPa氣壓點(diǎn)，通過 27個(gè)靜態(tài)文本顯示，與只對(duì)應(yīng)地布置27個(gè)可編輯文本顯示修正值的計(jì)算結(jié)果；布置26個(gè)可編輯文本顯示相鄰整10hPa氣壓點(diǎn)之間的差值；布置兩個(gè)按鈕控件，實(shí)現(xiàn)根據(jù)輸入數(shù)據(jù)計(jì)算修正值。

正值和修正值的變量和一鍵清空所有可編輯文本，方便軟件的重復(fù)實(shí)用；最后布置一個(gè)可編輯文本用來顯示示值修正值的檢定結(jié)論。

檢定規(guī)程中要求1010hPa是必檢點(diǎn)，所以在圖1中，1010hPa為藍(lán)色，有別于其他氣壓點(diǎn)，這種相對(duì)人性化的考慮可以方便檢定人員準(zhǔn)確地輸入1010hPa的修正值。

3.3 修正值計(jì)算軟件的代碼編寫

3.3.1 按鍵“計(jì)算修正值”的回調(diào)函數(shù)

程序需要判斷輸入的修正值屬于來自哪一個(gè)氣壓點(diǎn)，故使用“eval()”對(duì)所有27個(gè)可編輯文本進(jìn)行讀取，并將字符串格式轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型，其代碼為：

for ii=1：27

a{ii}=eval(['get(handles.edit'，num2str(ii)，'，''String'')；'])；

b(ii)=str2double(a{ii})；

end

在程序中將靜態(tài)文本的號(hào)段設(shè)定為從text1到text27，將可編輯文本的號(hào)段設(shè)定為從edit28到edit56。所以，氣壓值的靜態(tài)文本與修正值的可編輯文本建立了方便程序?qū)崿F(xiàn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即氣壓值所處的靜態(tài)文本是text（n），那么，這個(gè)氣壓值對(duì)應(yīng)的可編輯文本就是edit（n+27）。通過下面代碼：c=find～〔isnan（b）〕；d=b〔～isnan（b）〕；可以獲取有輸入和沒有輸入的可編輯文本的號(hào)段，通過 text（n）與 edit（n+27）的對(duì)應(yīng)關(guān)系就能夠判斷出有輸入修正值氣壓值和沒有輸入的氣壓值，以及有輸入的氣壓點(diǎn)之間存在整10hPa氣壓點(diǎn)的個(gè)數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算其修正值，并寫入到?jīng)]有獲得輸入的可編輯文本中。

圖1 軟件操作界面

3.3.2 按鍵“清空數(shù)據(jù)”的回調(diào)函數(shù)

按鍵“清空數(shù)據(jù)”的回調(diào)函數(shù)：

當(dāng)同時(shí)檢定了多個(gè)空盒氣壓表時(shí)，需要多次使用修正值計(jì)算器時(shí)，就需要清空上一次使用的結(jié)果，代碼如下：

for i=1：27

u='';

eval(['set(handles.edit'，num2str(i)，'，''FontWeight''，''normal''，''String''，u);']);

end

for ti=29：54

u='';

eval(['set(handles.edit'，num2str(ti)，'，''FontWeight''，''normal''，''String''，u，''ForegroundColor''，[0，0，0]/255);']);

end

代碼的原理就是將一個(gè)空的字符串循環(huán)寫入到每一個(gè)可編輯文本。因?yàn)橛?jì)算修正值差值時(shí)將不合格的字體標(biāo)紅，加粗處理了，所以需要通過FontWeight和ForegroundColor的值重新設(shè)定為初始狀態(tài)的值。

4 結(jié)語

本文利用開發(fā)的空盒氣壓表的示值修正值計(jì)算軟件，其具有良好的人機(jī)交互特性，使得空盒氣壓表的檢定效率顯著提升，完全消除了人為誤差。與其他面向?qū)ο蟮木幊陶Z言相比，Matlab/GUI特別適合應(yīng)用到計(jì)量檢定數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，其編程方式簡單，數(shù)學(xué)函數(shù)豐富，計(jì)量人員不用投入太多時(shí)間學(xué)習(xí)開發(fā)語言就可以完成軟件的編寫，節(jié)省大量時(shí)間。目前已經(jīng)有大量利用Matlab/GUI解決數(shù)學(xué)模型可視化，科研數(shù)據(jù)處理可視化的研究工作，但鮮有將其利用在計(jì)量檢定數(shù)據(jù)處理中，所以，本文為其他檢定業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)處理提供了有效的解決辦法。