测试实验指导书车辆

1、汽车工程传感测试技术实 验 指 导 书 黑龙江工程学院汽车工程系2016年3月·哈尔滨实验课的组织及要求一、 为了培养学生的试验能力，保证实践教学环节的质量，学生亲自动手独立完成规定的实验项目。实验小组一般以45人为宜，计算机每人一台。二、 学生在参加实验前，必须认真预习实验指导书，明确实验目的，熟悉实验内容及步骤，并复习有关理论知识。实验指导老师要进行提问，未达到要求者，不得参加实验。三、 学生上实验课时，必须携带教材、笔记和实验指导书。四、 严格遵守实验室各项规定，按照操作规程进行试验。五、 实验后，学生应认真填写实验报告，并按规定时间从教制定教师批阅六、 实验指导老师，必须在实

2、验前做好充分准备，一般应把实验项目亲自作一遍，以使实验保证顺利完成实验室规则一、 学生必须按时进出实验室，不得无故迟到、早退。二、 实验室内要保持安静，不准大声喧哗，并注意保持室内整洁。三、 爱护实验室内一切设备和教材，未经允许不准乱模乱动，更不准携带出室外四、 实验前应允许了解实验设备的线路连接和使用方法。连接好实验线路后，小组成员应仔细检查，最后经指导教师允许方可接通电源。五、 必须服从指导教师指导，并按实验指导书内容所规定的内容实习。六、 严格遵守安全规定，防止发生人生伤害与机器损坏事故。如有损坏设备或工具的情况时，应立即报告指导教师，并填写“设备、工具损坏报告单”，根据事故性质，按章处

3、理。凡丢掉工具、器材者按价赔偿。七、 实验结束应经老师审阅，认可后方能结束试验八、 凡不遵守本规则者，经指导教师多些教育无效者或严重违犯规则者，指导教师有权令其停止实习退出实验室，等待处理。第一篇 传感器实验一 典型的传感器测试在完成必做实验的基础上可在选做的四项实验中任选完成.实验1-1金属箔式应变片单臂电桥性能实验（必做）一、实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： R/R=K式中R/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，=l/l为电阻丝长度相对

4、变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EK/4。（E为供桥电压）。 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。 四、实验步骤： 1、根据图(1-1),应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R2、R3、R4标志端。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350，加热丝阻值约为50左右。 2、实

5、验模板差动放大器调零，方法为:接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置，将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)，完毕关闭主控箱电源。 3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块内已连接好)，接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)，检查

6、接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。 4、在传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表（1-1）。 表1-1：单臂测量时，输出电压与负载重量的关系： 5、根据表（1-1）计算系统灵敏度S：S=V/W(V为输出电压平均变化量；W重量变化量)，计算非线性误差：f1=m/yF·S×100%，式中m为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大电压偏差量：yF·S为满量程时电压输出平均值。 五、思考题：单臂电桥时，作为桥臂的电阻应变片应选用：(1)正(受拉)应变片(2)负(

7、受压)应变片(3)正、负应变片均可以。实验1-2 金属箔式应变片半桥性能实验(选做)一、实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。 二、基本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/2，比单臂电桥灵敏度提高一倍。 三、需用器件与单元：同实验一。 四、实验步骤： 1、保持实验（一）的各旋钮位置不变。 2、根据图1-3接线，R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即桥路的邻边必须是传感器中两片受力方向相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片。接入桥路电源±

8、;4V，先粗调Rw1，再细调Rw4，使数显表指示为零。注意保持增益不变。 3、同实验一（4）步骤，将实验数据记入表（1）-2，计算灵敏度S=V/W，非线性误差f2。若实验时数值变化很小或不变化，说明R2与R1为受力状态相同的两片应变片，应更换其中一片应变片。表1-2，半桥测量时，输出电压与负载重量的关系 五、思考题： 1、半桥侧量时两片不同受力状态的电阻应变片在接入电桥时，应放在：(1)对边？(2)邻边的位置？ 2、桥路测量时存在非线性误差，是因为：(1)电桥测量原理上存在非线性误差？(2)应变片应变效应是非线性的？(3)零点偏移？实验1-3 金属箔式应变片全桥性能实验（必做） 一、实验目的：

9、了解全桥测量电路的优点。 二、基本原理：全桥测量电路中，将受力状态相同的两片应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，应变片初始阻值是R1= R2= R3=R4，当其变化值R1=R2=R3=R4时，桥路输出电压U03=KE，比半桥灵敏度又提高了一倍，非线性误差进一步得到改善。 三、需用器件和单元：同实验一。 四、实验步骤：1、保持实验（二）的各旋钮位置不变。2、根据图1-4接线，将R1、R2、R3、R4应变片接成全桥，注意受力状态不要接错调节零位旋钮Rw1，并细调Rw4使电压表指示为零，保持增益不变，逐一加上砝码。将实验结果填入表1-3；进行灵敏度和非线性误差计算。1-3，全桥测量时,输出电压与负载

10、重量的关系 五、思考题： 1、全桥测量中，当两组对边(R1、R3)电阻值相同时，即R1= R3, R2= R4,而R1R2时，是否可以组成全桥：(1)可以,(2)不可以。 2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻。 实验1-4差动变压器的性能实验一、实验目的：了解差动变压器的工作原理和特性。二、基本原理：差动变压器由一只初级线圈和二只次级线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。在传感器的初级线圈上接入高频交流信号，当初、次中间的铁芯随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感磁

11、通量发生变化促使两个次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级线圈反向串接(同名端连接)，在另两端就能引出差动电势输出，其输出电势的大小反映出被测体的移动量。三、需用器件与单元：差动变压器实验模板、测微头、双线示波器、差动变压器，音频振荡器、直流稳压电源、数字电压表。四、实验步骤：1、根据图3-1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。 2、在模块上如图3-2接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的Lv端子输出，调节音频振荡器的频率旋钮，输出频率为45KHz(可用主控箱的数显频率表来监测调节幅度旋钮使输出幅度为Vp-p=2V5V之间，(可用示波器监测）,将差动

12、变压器的两个次级线圈的同名端相连。注：判别初次级线圈及次级线圈同名端的方法如下：设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端，按图3-2接线。当铁芯左、右移动时，分别观察示波器中显示的初、次级线圈波形，当次级波形输出幅值变化很大，基本上能过零点，而且相位与初级圈波形比较能同相和反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别，直到正确为止。3-2图中(1)、(2)、(3)、(4)为模块中的实验插座。3、将测微头旋至10mm处，活动杆与传感器相吸合，调整测微头的左右位置，使示波器第二通道显示的波形值Vp-p为最小，并将测量支架顶部的镙钉拧紧，这时可以进行位移性

13、能实验，假设其中一个方向为正位移，则另一方向为负位移。从Vp-p最小处开始旋动测微头，每隔0.2mm从示波器上读出电压Vp-p值并填入表(3-1)，再从Vp-p最小处反向旋转测微头，重复实验过程。在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。 表(3-1)差动变压器位移X值与输出电压Vp-p数据表 4、实验过程中差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压。根据表3-1画出Vp-pX曲线（注意：X-与X+时的Vp-p相位），分析量程为±1mm、±3mm时的灵敏度和非线性误差。 五、思考题： 1、差动变压器的零点残余电压能彻底消除吗？ 2、试分析差动变压器与一

14、般电源变压器的异同？实验1-5 电容式传感器的位移实验(选做) 一、实验目的：了解电容式传感器的结构及其特点。 二、基本原理：利用平板电容C=A/d的关系,在、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，就可使电容的容量(C)发生变化，通过相应的测量电路，将电容的变化量转换成相应的电压量,则可以制成多种电容传感器，如：变的湿度电容传感器。变d的电容式压力传感器。变A的电容式位移传感器。本实验采用第种电容传感器,是一种圆筒形差动变面积式电容传感器。 三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、移相/相敏检波/滤波模板、数显单元、直流稳压电源。 四、实验步骤： 1、

15、按图3-1将电容传感器装于电容传感器实验模板上。 2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图4-1。 3、将电容传感器实验模板的输出端V01与数显电压表Vi相接，电压表量程置2V档，Rw调节到中间位置。 4、接入±15V电源，将测微头旋至10mm处，活动杆与传感器相吸合，调整测微头的左右位置，使电压表指示最小，并将测量支架顶部的镙钉拧紧，旋动测微头，每间隔0.2mm记下输出电压值(V)，填入表4-1。将测微头回到10mm处，反向旋动测微头，重复实验过程。 表4-1电容式传感器位移与输出电压的关系 5、根据表4-1数据计算电容传感器的灵敏度S和非线性误差f，分析误差来源。

16、 五、思考题： 试设计一个利用的变化测谷物湿度的电容传感器？能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？实验1-6 霍尔转速传感器测速实验（选做） 一、实验目的：了解霍尔转速传感器的应用。 二、基本原理：根据霍尔效应表达式：UH=KHIB, 当KHI不变时,在转速圆盘上装上只磁性体，并在磁钢上方安装一霍尔元件。圆盘每转一周经过霍尔元件表面的磁场B从无到有就变化N次，霍尔电势也相应变化N次，此电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转体的转速。 三、需用器件与单元：霍尔转速传感器、转动源（2000型）或转速测量控制仪（9000型）。 四、实验步骤： 1、根据图5-4，将霍尔转速传感器装于转动源的传感

17、器调节支架上，探头对准转盘内的磁钢。2、将主控箱上的+5V直流电源加于霍尔转速传感器的电源输入端，红（）、绿（），不要接错。 3、将霍尔转速传感器输出端（黄线）插入数显单元fin端，转速/频率表置转速档。 4、将主控台上的+2V+24V可调直流电源接入转动电机的+2V+24V输入插口（2000型）。调节电机转速电位器使转速变化，观察数显表指示的变化。 五、思考题： 1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有限制？ 2、本实验装置上用了十二只磁钢，能否只用一只磁钢？实验1-7 磁电式转速传感器测速实验(选做) 一、实验目的：了解磁电式传感器测量转速的原理。 二、基本原理：基于磁电感应原理，当一个n匝

18、的线圈在穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中的感应电势 ，因此当转盘上嵌入个磁钢，并在磁钢上方放置一线圈，转盘每转一周，线圈中的磁通量（ / ）发生了N次变化，而产生N次感应电势 ，该电势通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。 三、需用器件与单元：磁电传感器、转速电机（2000型）或转速测量控制仪（9000型）。 四、实验步骤： 1、参照实验十三图3-5安装磁电式转速传感器，传感器端面离转动盘面约2mm左右，并且对准转盘内的磁钢。将磁电式传感器的输出线插入主控台fim输入端，并将转速/频率表置转速档。 2、将主控台上的+2V+24V可调直流电源接入转动电机的+2V+24V插口（2000型），

19、调节电机转速电位器使转速变化。观察数显表指示的变化。 五、思考题： 为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗？ 磁电式传感器需要供电吗？实验1-8 光纤传感器的位移特性实验(选做)一、 实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能。二、基本原理：本实验采用的是导光型多模光纤，它由两束光纤组成半圆分布的Y型传感探头，一束光纤端部与光源相接用来传递发射光，另一束端部与光电转换器相接用来传递接收光，两光纤束混合后的端部是工作端亦即探头，当它与被测体相距时，由光源发出的光通过一束光纤射出后，经被测体反射由另一束光纤接收，通过光电转换器转换成电压，该电压的大小与间距有关，因此可用于测量位

20、移。 三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流电源±15V、铁测片。 四、实验步骤： 1、根据图9-1安装光纤位移传感器，二束光纤分别插入实验板上光电变换座内。其内部装有发光管及光电转换管T。 2、将光纤实验模板输出端V0与数显单元相连，见图9-2。 3、在测微头顶端装上铁质圆片，作为反射面，调节测微头使探头与反射面轻微接触,数显表置20V档。 4、实验模板接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调节RW2使数显表显示为零。 5、旋转测微头,使被测体离开探头,每隔0.1mm读出数显表显示值,将其填入9-1。 注：电压变化范围从0最大最小必须记

21、录完整。 表9-1：光纤位移传感器输出电压与位移数据 6、根据表9-1数据，作出光纤位移传感器的位移特性图，并加以分析、计算出前坡和后坡的灵敏度及两坡段的非线性误差。 五、思考题： 光纤位移传感器测量位移时，对被测体的表面有些什么要求？第二篇 第二篇 虚拟仪器技术要求完成实验一、二、三第一章 Labview入门1 虚拟仪器概述虚拟仪器（virtual instrumention）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发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，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

22、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。下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。虚拟仪器的主要特点有：n 尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。n 可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。n 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。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基础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。虚拟仪器的起源可以追

23、朔到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在Microsoft公司的Windows诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。普通的PC有一些不可避免的弱点。用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定了VXI标准，这是一种插卡式的仪器。每一种仪器是一个插卡，为了保证仪器的性能，又采用了较多的硬件，但这些卡式仪器本身都没有面板，其面板仍然用

24、虚拟的方式在计算机屏幕上出现。这些卡插入标准的VXI机箱，再与计算机相连，就组成了一个测试系统。VXI仪器价格昂贵，目前又推出了一种较为便宜的PXI标准仪器。虚拟仪器研究的另一个问题是各种标准仪器的互连及与计算机的连接。目前使用较多的是IEEE 488或GPIB协议。未来的仪器也应当是网络化的。2 LabVIEW是什么？LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协

25、议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为“”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW

26、，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。3 LabVIEW的运行机制 3LabVIEW应用程序的构成LabVIEW 程序又称虚拟仪器，即VI，其外观和操作均模仿现实仪器，如示波器和万用表。每个VI 都使用函数从用户界面或其它渠道获取信息输入，然后将信息显示或传输至其它文件或计算机。VI 由以下三部分构成： 前面板即用户界面。 程序框图包含用于定义VI 功能的图形化源代码。 图标和连线板用以识别VI的接口，以便在创建VI时调用另一个VI。当一个VI 应用在其它VI 中，则称

27、为子VI。子VI相当于文本编程语言中的子程序。前面板前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对象（indicator）。图1所示是一个随机信号发生和显示的简单VI是它的前面板，上面有一个显示对象，以曲线的方式显示了所产生的一系列随机数。还有一个控制对象开关，可以启动和停止工作。显然，并非简单地画两个控件就可以运行，在前面板后还有一个与之配套的流程图。控制对象(输入)显示对象(输出)图1-1随机信号发生器的前面板流程框图流程框图提供VI的图形化源程序。在流程图中对VI编程，以控制和操纵定

28、义在前面板上的输入和输出功能。流程图中包括前面板上的控件的连线端子，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。图是与图对应的流程图。我们可以看到流程图中包括了前面板上的开关和随机数显示器的连线端子，还有一个随机数发生器的函数及程序的循环结构。随机数发生器通过连线将产生的随机信号送到显示控件，为了使它持续工作下去，设置了一个While Loop循环，由开关控制这一循环的结束。函数：随机数发生器结构：循环与前面板控件对应的连线端子与前面板控件对应的连线端子图1-2随机信号发生器的流程图如果将VI与标准仪器相比较，那么前面板上的东西就是仪器面板上的东西，而流程图上的东西相当于

29、仪器箱内的东西。在许多情况下，使用VI可以仿真标准仪器，不仅在屏幕上出现一个惟妙惟肖的标准仪器面板，而且其功能也与标准仪器相差无几。图标/连接线板VI具有层次化和结构化的特征。一个VI可以作为子程序，这里称为子VI（subVI），被其他VI调用。图标与连接器在这里相当于图形化的参数，详细情况稍后介绍。3LabVIEW的操作模板在LabVIEW的用户界面上，应特别注意它提供的操作模板，包括工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和函数（Functions）模板。这些模板集中反映了该软件的功能与特征。下面我们来大致浏览一下。工具模板（Tools Palette）该模板提供了各种用于创建

30、、修改和调试VI程序的工具。如果该模板没有出现，则可以在Windows菜单下选择Show Tools Palette命令以显示该模板。当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。当从Windows菜单下选择了Show Help Window功能后，把工具模板内选定的任一种工具光标放在流程图程序的子程序（Sub VI）或图标上，就会显示相应的帮助信息。下述工具中注意和的区别，用于编程时，用于运行程序时。是一个特有的工具，它并不是一个简单的画线工具，而是一个符合LabVIEW语言规定的对象连接工具。工具图标有如下几种：图标名称功能Operate Value（操作值）用于操作前面

31、板的控制和显示。使用它向数字或字符串控制中键入值时，工具会变成标签工具Position/Size/Select （选择）用于选择、移动或改变对象的大小。当它用于改变对象的连框大小时，会变成相应形状。Edit Text（编辑文本）用于输入标签文本或者创建自由标签。当创建自由标签时它会变成相应形状。Connect Wire（连线）用于在流程图程序上连接对象。如果联机帮助的窗口被打开时，把该工具放在任一条连线上，就会显示相应的数据类型。Object Shortcut Menu（对象菜单）用鼠标左键可以弹出对象的弹出式菜单。Scroll Windows（窗口漫游）使用该工具就可以不需要使用滚动条而在窗

32、口中漫游。Set/Clear Breakpoint（断点设置清除）使用该工具在VI的流程图对象上设置断点。Probe Data（数据探针）可在框图程序内的数据流线上设置探针。通过控针窗口来观察该数据流线上的数据变化状况。 Get Color（颜色提取）使用该工具来提取颜色用于编辑其他的对象。Set Color（颜色设置）用来给对象定义颜色。它也显示出对象的前景色和背景色。下面的两个模板是多层的，其中每一个子模板下还包括多个对象。控制模板（Control Palette）注意：只有打开前面板时才能调用该模板该模板用来给前面板设置各种所需的输出显示对象和输入控制对象。每个图标代表一类子模板。如果控

33、制模板不显示，可以用Windows菜单的Show Controls Palette功能打开它，也可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。控制模板如左图所示，它包括如下所示的一些子模板。子模板中包括的对象，我们在功能中用文字简要介绍。图标子模板名称功能Numeric（数值量）数值的控制和显示。包含数字式、指针式显示表盘及各种输入框。Boolean（布尔量）逻辑数值的控制和显示。包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。String & Path（字符串和路径）字符串和路径的控制和显示。Array & Cluster（数组和簇）数组和簇的控制和显示。List & Ta

34、ble（列表和表格）列表和表格的控制和显示Graph（图形显示）显示数据结果的趋势图和曲线图。Ring & Enum（环与枚举）环与枚举的控制和显示。I/O（输入/输出功能）输入/输出功能。于操作OLE、ActiveX等功能。Refnum参考数10Digilog Controls（数字控制）数字控制11Clussic Controls（经典控制）经典控制，指以前版本软件的面板图标。12Activex用于ActiveX等功能。13Decorations（装饰）用于给前面板进行装饰的各种图形对象。14Select a Controls（控制选择）调用存储在文件中的控制和显示的接口。15Us

35、er Controls（用户控制）用户自定义的控制和显示。功能模板(Functions Palette) 注：只有打开了流程图程序窗口，才能出现功能模板。功能模板是创建流程图程序的工具。该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。若功能模板不出现，则可以用Windows菜单下的Show Functions Palette功能打开它，也可以在流程图程序窗口的空白处点击鼠标右键以弹出功能模板。功能模板如右图所示，其子模块如下所示。（个别不常用的子模块未包含）图标子模板名称功能Structure（结构）包括程序控制结构命令，例如循环控制等，以及全局变量和局部变量。Numeric（数值运算）包括各种常用

36、的数值运算，还包括数制转换、三角函数、对数、复数等运算，以及各种数值常数。Boolean（布尔运算）包括各种逻辑运算符以及布尔常数。String（字符串运算）包含各种字符串操作函数、数值与字符串之间的转换函数，以及字符(串)常数等。Array（数组）包括数组运算函数、数组转换函数，以及常数数组等。Cluster（簇）包括簇的处理函数，以及群常数等。这里的群相当于C语言中的结构。Comparison（比较）包括各种比较运算函数，如大于、小于、等于。Time & Dialog（时间和对话框）包括对话框窗口、时间和出错处理函数等。File I/O（文件输入/输出）包括处理文件输入/输出的程序

37、和函数。Data Acquisition（数据采集）包括数据采集硬件的驱动，以及信号调理所需的各种功能模块。Waveform（波形）各种波形处理工具Analyze（分析）信号发生、时域及频域分析功能模块及数学工具 。Instrument I/O（仪器输入/输出）包括GPIB(488、488.2)、串行、VXI仪器控制的程序和函数，以及VISA的操作功能函数。Motion & Vision（运动与景像）Mathematics（数学）包括统计、曲线拟合、公式框节点等功能模块，以及数值微分、积分等数值计算工具模块。Communication（通讯）包括TCP、DDE、ActiveX和OLE等

38、功能的处理模块。Application Control（应用控制）包括动态调用VI、标准可执行程序的功能函数。Graphics & Sound（图形与声音）包括3D、OpenGL、声音播放等功能模块。包括调用动态连接库和CIN节点等功能的处理模块。Tutorial（示教课程）包括LabVIEW示教程序。Report Generation（文档生成）Advanced（高级功能）Select a VI（选择子VI）User Library（用户子VI库）LabVIEW的初步操作 创建VI和调用子VI我们通过例子来说明如何创建一个VI。练习：建立一个测量温度和容积的VI，其中须调用一个仿真测

39、量温度和容积的传感器子VI。步骤如下： 选择 File»New，打开一个新的前面板窗口。 从 Controls»Numeric 中选择 Tank放到前面板中。 在标签文本框中输入“容积” ，然后在前面板中的其他任何位置单击一下。 把容器显示对象的显示范围设置为0.0到1000.0。a. 使用文本编辑工具（Text Edit Tool），双击容器坐标的10.0 标度，使它高亮显示。在坐标中输入 1000，再在前面板中的其他任何地方单击一下。 这时0.0到1000.0之间的增量将被自动显示。在容器旁配数据显示。将鼠标移到容器上，点右键，在出现的快速菜单中选Visible Ite

40、rms»Digital Display即可。从Controls»Numeric 中选择一个温度计，将它放到前面板中。设置其标签为“温度”,显示范围为0到100，同时配数字显示。可得到如下的前面板图。图练习的前面板图7.Windows»Show Diagram 打开流程图窗口。从功能模板中选择对象，将它们放到流程图上组成下图（其中的标注是后加的）。随机数发生器乘法函数数值常数进程监视器图练习的流程图该流程图中新增的对象有两个乘法器、两个数值常数、一个随机数发生器、一个进程监视器，温度和容积对象是由前棉板的设置自动带出来的。a. 乘法器和随机数发生器由Function

41、s»Numeric中拖出，尽管数值常数也可以这样得到，但是建议使用c 中的方法更好些。b. 进程监视器（Process Monitor）不是一个函数，而是以子VI的方式提供的，它存放在LabVIEWActivity目录中，调用它的方法是在Functions»Select a VI下打开Process Monitor，然后在流程图上点击一下，就可以出现它的图标。注意：LabVIEW目录一般在Program FilesNational Instruments目录下。用连线工具将各对象按规定连接。a中的遗留问题创建数值常数对象的另一种方法是在连线时一起完成。具体方法是：用连线工具

42、在某个功能函数或VI的连线端子上单击鼠标右键，再从弹出的菜单中选择 Create Constant，就可以创建一个具有正确的数据格式的数值常数对象。选择 File»Save, 把该VI 保存为 LabVIEWActivity 目录中的 Temp & Vol.vi。在前面板中，单击Run（运行）按钮，运行该 VI。注意电压和温度的数值都显示在前面板中。选择File»Close，关闭该 VI 。练习 - 结束附注与说明：如果要查看某个功能函数或者 VI 的输入输出，需要从Help菜单中选择Show Help，再把光标置于这个功能函数或者 VI上。例如进程监视器 VI 的

43、 Help 窗口显示如下： 显示对象（Indicator）、控制对象（Control）和数值常数对象显示对象和控制对象都是前面板上的控件，前者有输入端子而无输出端子，后者正好相反，它们分别相当于普通编程语言中的输出参数和输入参数。数值常数对象可以看成是控制对象的一个特例。在前面板中创建新的控制对象或显示对象时，LabVIEW 都会在流程图中创建对应的端子。端子的符号反映该对象的数据类型。例如，DBL 符号表示对象数据类型是双精度数；TF 符号表示布尔数；I16 符号表示16位整型数；ABC符号表示对象数据类型是字符串。一个对象应当是显示对象还是控制对象必须弄清楚，否则无法正确连线。有时他们的图

44、标是相似或相同的，可以根据需要明确规定它是显示对象还是控制对象。方法是将鼠标移到图标上，然后点右键，可出现快速菜单（例见右图）。如果菜单中的第一项是Chang to Control,说明这是一个显示对象，你可以根据需要，将其变为控制对象。如果菜单中的第一项是Chang to Indicator ,说明这是一个控制对象，你也可以根据需要，将其变为显示对象。控制对象和显示对象都不能在流程图中删除，只能从前面板上删除。 关于连线连线是程序设计中较为复杂的问题。流程图上的每一个对象都带有自己的连线端子，连线将构成对象之间的数据通道。因为这不是几何意义上的连线，因此并非任意两个端子间都可连线，连线类似于

45、普通程序中的变量。数据单向流动，从源端口向一个或多个目的端口流动。不同的线型代表不同的数据类型。下面是一些常用数据类型所对应的线型和颜色：类型颜色标量一维数组二维数组整形数兰色浮点数橙色逻辑量绿色字符串粉色文件路径青色当需要连接两个端点时，在第一个端点上点击连线工具（从工具模板栏调用），然后移动到另一个端点，再点击第二个端点。端点的先后次序不影响数据流动的方向。当把连线工具放在端点上时，该端点区域将会闪烁，表示连线将会接通该端点。当把连线工具从一个端口接到另一个端口时，不需要按住鼠标键。当需要连线转弯时，点击一次鼠标键，即可以正交垂直方向地弯曲连线，按空格键可以改变转角的方向。接线头是为了帮助

46、正确连接端口的连线。当把连线工具放到端口上，接线头就会弹出。接线头还有一个黄色小标识框，显示该端口的名字。线型为波折号的连线表示坏线。出现坏线的原因有很多，例如：连接了两个控制对象；源端子和终点端子的数据类型不匹配（例如一个是数字型，而另一个是布尔型）。可以通过使用定位工具点击坏线再按下 <Delete> 来删除它。选择 Edit»Remove Bad Wires 或者按下<Ctrl-B> 可以一次删除流程图中的所有坏线。当 VI 无法运行，或者显示 Signal has Loose Ends （信号丢失终端）的错误信息时，这是一个快捷的调试方法。程序调试技术

47、1找出语法错误如果一个VI程序存在语法错误，则在面板工具条上的运行按钮会变成一个折断的箭头，表示程序不能被执行。这时该按钮被称作错误列表。点击它，则LabVIEW弹出错误清单窗口，点击其中任何一个所列出的错误，选用Find功能，则出错的对象或端口就会变成高亮。2设置执行程序高亮在LabVIEW的工具条上有一个画着灯泡的按钮，这个按钮叫做“高亮执行”按钮上。点击这个按钮使它变成高亮形式，再点击运行按钮，VI程序就以较慢的速度运行，没有被执行的代码灰色显示，执行后的代码高亮显示，并显示数据流线上的数据值。这样，你就可以根据数据的流动状态跟踪程序的执行。3断点与单步执行为了查找程序中的逻辑错误，有时

48、希望流程图程序一个节点一个节点地执行。使用断点工具可以在程序的某一地点中止程序执行，用探针或者单步方式查看数据。使用断点工具时，点击你希望设置或者清除断点的地方。断点的显示对于节点或者图框表示为红框，对于连线表示为红点。当VI程序运行到断点被设置处，程序被暂停在将要执行的节点，以闪烁表示。按下单步执行按钮，闪烁的节点被执行，下一个将要执行的节点变为闪烁，指示它将被执行。你也可以点击暂停按钮，这样程序将连续执行直到下一个断点。4探针可用探针工具来查看当流程图程序流经某一根连接线时的数据值。从Tools工具模板选择探针工具，再用鼠标左建点击你希望放置探针的连接线。这时显示器上会出现一个探针显示窗口

49、。该窗口总是被显示在前面板窗口或流程图窗口的上面。在流程图中使用选择工具或连线工具，在连线上点击鼠标右键，在连线的弹出式菜单中选择“探针”命令，同样可以为该连线加上一个探针。子VI的建立子VI（SubVI）相当于普通编程语言中的子程序，也就是被其他的 VI调用的VI。可以将任何一个定义了图标和联接器的 VI作为另一个 VI的子程序。在流程图中打开 Functions»Select a VI. ，就可以选择要调用的子 VI 。构造一个子VI主要的工作就是定义它的图标和联接器。每个VI在前面板和流程图窗口的右上角都显示了一个默认的图标。启动图标编辑器的方法是，用鼠标右键单击面板窗口的右上

50、角的默认图标，在弹出菜单中选择 Edit Icon。下图显示了图标编辑器的窗口。可以用窗口左边的各种工具设计像素编辑区中的图标形状。编辑区右侧的一个方框中显示了一个实际大小的图标。图标编辑器的具体使用细节参阅有关资料。图图标编辑器窗口联接器是 VI 数据的输入输出接口。如果用面板控制对象或者显示对象从子 VI 中输出或者输入数据，那么这些对象都需要在联接器面板中有一个连线端子。您可以通过选择 VI的端子数并为每个端子指定对应的前面板对象以定义联接器。定义联接器的方法是，用鼠标右键单击面板窗口中的图标窗口，在快捷菜单中选择 Show Connector。联接器图标会取代面板窗口右上角的图标。La

51、bVIEW 自动选择的端子连接模式是控制对象的端子位于联接器窗口的左边，显示对象的端子位于联接器窗口右边。选择的端子数取决于前面板中控制对象和显示对象的个数。联接器中的各个矩形表示各个端子所在的区域，可以用它们从 VI 中输入或者输出数据。如果必要，也可以选择另外一种端子连接模式。方法是在图标上单击鼠标右键单出快捷菜单，选择 Show Connector，再次弹出快捷菜单，选择Patterns。下面我们通过一个练习说明具体操作。练习 -为 VI创建图标和联接器 打开 LabVIEWActivity 目录中的Temp & Vol.vi，这是练习做的程序。在前面板中，用鼠标右键单击窗口右上

52、角的图标，在快捷菜单中选择 Edit Icon.，也可以双击图标激活图标编辑器。注意只能在前面板中编辑图标和联接器。删除默认图标。使用Select Tool（矩形框），单击并拖动想要删除的部分，按下<Delete>。也可以通过双击工具框中的阴影矩形删除图标。用 Pencil Tool （铅笔工具）绘制一个温度计。用 Text Tool（文本工具）创建文本。得到图标将如下图所示。图编辑后的图标编辑器窗口单击OK，关闭编辑器。新创建的图标就显示在屏幕右上角的图标窗口中。用鼠标右键单击前面板中的图标窗口，在快捷菜单中选择Show Connector，设置联接器端子连接模式。在默认情况下，

53、LabVIEW 会根据前面板中的控制对象和显示对象的数目确定联接器的端子连接模式。因为前面板中有两个对象，所以联接器有两个端子，如左图所示。用鼠标右键单击联接器窗口，在快捷菜单中选择Rotate 90 Degrees（旋转90度），注意联接器窗口的变化，如左图所示。将端子连接到温度计和电压计： a. 点击联接器上部端子。光标自动变成连线工具，同时端子变成黑色。b. 单击温度显示对象。一个移动的虚线框把它包围起来，选中的端子的颜色变为与控制/显示对象的数据类型一致的颜色。如果单击前面板中的任何空白区域以后，虚线消失，选中的端子变暗，这表示您已经成功地把显示对象和上部端子连接起来。如果端子是白色，

54、则表示没有连接成功。c. 重复步骤a 和 b，把底部的端子和容积计连接起来。d. 用鼠标右键单击联接器，在快捷菜单中选择Show Icon.选择File»Save ，保存该 VI。这样这个 VI 就完成了，并也可以作为子 VI 被其他的VI调用。子VI 的图标在主 VI 的流程图中代表它。VI 的联接器（含有两个端子）输出温度和电压。练习 - 结束图表（chart）入门图表（chart）是一种周期性更新数据的数字式图形显示对象。可以在Controls»Graph 模板中找到两种图表：波形图和强度图（后者不常用）。也可以自定义图表的格式，以满足自己的显示需要或者让它显示更多的数据。图表具有的特性有：滚动条、图例、模板、数值显示、时间坐标显示。右图显示了快速菜单中Advanced»Up