LABVIEW 实验平台的设计开题报告

1、 毕业论文设计开题报告课题名称 基于LABVIEW 的工程 测试实验平台的设计 学生姓名 罗小龙 学 号 8052209013 所属学院 机械电气化工程 专 业 机电一体化 班 级 12 指导教师 王丽 起止时间 机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写?开题报告?应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内外研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完本钱课题所必须的工作条件及解决的方法；6、完本钱课题的工作方案及进度方案；7、主要参考文献不少于7篇。二、本报告必须由

2、承担毕业论文设计课题任务的学生在接到“毕业论文设计任务书的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文设计课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。开题报告正文 摘要：通过对Labview和现代测试技术的概念，虚拟仪器技术的特点分析，Labview软件平台的学习，来阐述Labview系统下虚拟仪器技术的开展和应用，尤其是在工程测试系统上对各种设备的广泛应用。关键词：Labview技术 虚拟仪器技术 数字示波器1.论文的研究背景及来源

3、随着教育教学改革的深化，在实行学科、专业调整以及教学内容和课程体系改革的研究与探讨中，形成的根本共识是教育方式要从应试教育向素质教育转变，专业要向复合型、创新型转变。深化高等教育改革的核心是教学改革，而实验教学是高等学校教学体系的重要组成局部。实验教学是在教师指导下学生运用一定的仪器设备进行独立作业、观察事物的开展和变化，探求事实的规律，以获得知识和技能的一种教学方式。它对培养学生的创新意识,动手能力,分析问题和解决问题能力有着不可替代的作用。特别对于工科的专业学生来说，实验实践尤为重要！目前国内大多数高等工科院校实验教学中存在的问题主要表现在以下几个方面：1. 实验内容和实验设备依附与理论课

4、程进行划分，各实验室和实验内容没有形成有机的整体，缺乏系统观念；2. 实验设备重复建设，沉积较多；3. 实验设备参差不齐，大局部设备落后于课程建设的需要；4. 滞后的实验设备与死板的实验模式难以调动学生学习的主动性和创造性，实验教学处于应试教育。 这些很大程度上制约了实验教学的开展和人才培养质量的提高。究其原因，不能不说在科技迅猛开展的今天，以有限的教育投入无法满足实验设备价格昂贵,更新速度快的要求。这就要求从实验教学的工作者， 开发能够满足现代实验教学要求、物美价廉的教学仪器，以提高实验教学水平，培养高素质的适应性时代的合格人才。2. Labview虚拟仪器技术在国内外的研究现状与分析 La

5、bVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器NI公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，传统文本编程语言是根据语言和指令的先后顺序决定程序执行的顺序，而Labview那么采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流决定了VI及函数的执行顺序。VI是Labview的程序模块，产生的程序是框图的形式 虚拟仪器virtual instrument是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器开展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是

6、将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。上面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的根底理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI 公司的 LabVIEW。 在过去的20年中PC机应用的速度普及促进了测试系统测量和自动化仪器系统的革新，其中最显著的是虚拟仪

7、器概念的出现和开展。 1986年，美国国家仪器公司首先提出了虚拟仪器的概念。推出Labview等软件产品。虚拟仪器代表着从传统硬件为主的测量系统到以软件为中心的测试系统的根本性转变，以软件为主的测试系统，充分利用工作站、台式计算机和笔记本电脑的计算、显示、存储和互联网等诸多用于提高工作效率的强大功能，为工程师和科学家提供生产率、测量精度及系统性能方面做出奉献。 虚拟仪器 Viryual Instrument，简称VI技术就是利用现有的个人计算机，加上特殊设计的仪器硬件和专用的软件，形成既有普通仪器的根本功能又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。 1987年，在Colorado Data Sy

8、stem，Hewlett Packard等著名仪器公司的努力下，具有开放体系结构的一起总线标准VXIbus标准的第一个版本正式发布。VXIbus已成为公认的21世纪仪器总线系统和自动测试系统的优秀平台，它推动了虚拟仪器向高精度、高性能、标准化方向开展。 1998年，IVI基金会成立，制定了IVI标准。IVI基金会会致力于从根本的互操作性到互可换性的研究，为仪器驱动程序提升了标准化水平，推动虚拟仪器继续向标准化、可互换性方向开展。 虚拟仪器的核心思想是：使大多数的虚拟仪器能够以尽量多的软件、最低的价格和通用的板卡类硬件来实现。其原理很简单，如果信号更够数字化，那么计算机就能对这些数字做各种各样需

9、要的处理，因此，虚拟仪器测试测量的体系结构就可以是输入数据采集数字化设备计算机输出 分析虚拟仪器技术具有以下几个特点：2.1在虚拟仪器系统中，强调“软件构成仪器的概念。虚拟仪器系统中出PC机外的硬件主要用于数据的采集、输入，至于系统怎样处理数据，具有怎样的面板和数据输出的形式等都是由软件决定的。虚拟仪器的好坏，很大程度上取决于软件水平的上下。2.2开发与维护的费用低，系统组件时间短。当需要增加软件模块或通用的硬件模块，缩短了系统的更新时间，而且有利于系统的扩展。应用软件不像传统仪器硬件那样存在元器件老化的问题，大大节约了维护的费用，延长设备的使用寿命。2.3测量更准确。传统仪器测量个体之间差异

10、大，而虚拟仪器得应用软件在不同的PC机上具有相同的运行效果，在软件运行这方面不存在个体的差异。2.4测量更方便。因为传统仪器功能单一，所以对一个信号完成多个参数的测量需要多台仪器，使测量受连接方式、电缆长度等因素的影响。虚拟仪器只需要对信号进行一次采样，多个软件模块多同一组数据进行不同的处理就能实现多个参数的同时测量。2.5具有强大的数据处理功能。计算机运算速度的大大提高和数字信号处理理论的丰富和完善，使虚拟仪器能够快速准确的处理数据。Labview软件工具有以下几个特点：1.图形化的编程方式，设计者无需写任何位子格式的代码，是真正的工程师语言；2.提供了丰富的数据采集、分析及存储的库函数；3

11、.32bit编程器编译生成32bit的编程程序，保证用户数据采集、测试和测量方案的高速执行；4. 提供大量与外部代码或软件进行连接的机制，诸如DLLs动态连接库、DDE(共享库)、ACTIVE等；5. 强大的Internet功能，支持常用网络协议，方便网络、远程测试仪器的开发。4. 虚拟仪器测试实验平台的开发以及相关分析 Labview实验室虚拟仪器工程平台是美国NI公司推出的一种基于G语言的虚拟仪器软件开发工具。用Labview设计的虚拟仪器可脱离Labview开发环境，我们最终看见的是和实际的硬件一起相似的面板。 虚拟仪器实验平台是由仪器硬件平台和应用软件两局部组成。 1.构成虚拟仪器的硬

12、件平台有两局部：计算机、I/O接口设备 2.应用软件也有两局部：应用程序、I/O接口仪器驱动程序 还有编程语言，他包括文本式编程语言和图形化编程语言。Labview测试实验平台设计包括前面板控件的布置和框图程序的设计。前面板的设计主要是根据用户的需要和操作的方便性进行输入输出控件空间的排布，前面板是虚拟仪器与用户进行信息交互的界面。用户可将信号通过输入控件输入到虚拟仪器内，程序运行的结果由输出控件来完成，显示到显示器或显示控件内。框图是完成程序功能的图形化源代码，通过它对信号数据的输入和输出进行指定，完成对信号采集及分析处理功能的控制。Labview虚拟平台设计过程：3.1主程序的设计；3.2

13、实验原理及相应子程序的设计；3.3频谱的分析。在工程测试中，数字示波器、滤波器、频谱分析仪等都是广泛应用的测试仪器。目前这些仪器，由于工艺复杂、技术要求高，因而价格昂贵。因此我充分利用虚拟仪器结构简单、灵活方便、功能丰富、价格低廉、一机多用、能重复开发、可自定义的优势，设计了Labview多功能虚拟数字示波器用于实验教学。平台设计的总体方案虚拟仪器一般由信号采集、信号处理和结果显示三大局部组成，其中，数据集局部是由硬件实现，其他两局部是由软件实现。本虚示波器主要由数据采集卡和相应的软件组成。将他们安装在一台运行的PC机上，即构成一个功能强大的可存储数字示波器。仪器功能主要包括双通道信号输入、触

14、点控制、时基控制、波形显示、参数自动测试、频谱分析、波形储存等。概括地讲，虚拟示波器主要是由软件控制完成信号的采集、处理和显示。系统软件总体上包括数据采集、波形显示、参数测试、频谱分析基波形存储等五大模块。 1.充分调研并查阅大量文献资料； 2.完成基于Labview的数字虚拟示波器的设计； 3.完成基于Labview的参数参数和动/静态特性分析软件设计； 4.完成基于Labview的工程测试实验平台的主界面设计； 5.在测试实验室进行程序调试和相关实验。1 李翔飞 “现代测试技术课程教学改革实践探索 2021 32 李培江，尤婷 基于LABVIEW的高校测试实验的开发 20212 4 刘假设华，郭会军 基于LABVIEW的虚拟仪器设计M 北京：电子工业出版社 20035 刘君华 虚拟仪器编程语言LABVIEW教程M西安电子科技大学 2002 6 戴鹏飞，王胜开，王格芳 测试工程与LABVIEW