工程测试技术(第五章)2005

1、第五章 虚拟仪器 参考书：1、邓炎、王磊， LabVIEW7.1测试技术与仪器应用，机械工业出版社，2004年8月2、虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程西安电子科技大学出版社，20015.1 虚拟仪器概述 5.1.1 虚拟仪器概念 虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是指在计算机平台上加上一组软件和硬件或连通其他仪器，用户根据自己的需要定义和设计仪器的测试功能，以实现对被测对象的数据采集、信号分析、数据处理、数据储存、可视化显示等功能，完成测试、测量、控制等任务的一种计算机仪器系统。(1) 虚拟仪器的面板是虚拟的；(2) 虚拟仪器的测量功能是由软件编程实现的。 5.

2、1.2 虚拟仪器的构成 由计算机、仪器硬件、应用软件三要素构成。PC-DAQ测试仪器系统：硬件数据采集卡（DAQ卡）信号调理5.1.3 虚拟仪器与传统仪器比较 5.1.4 虚拟仪器特性 优点：组建快捷维修方便资源共享5.1.5 虚拟仪器软件的开发平台 软件开发公司：NI公司、HP公司、Techtronix公司NI公司开发：(1) LabVIEW面向仪器和测控过程的图形化开发平台(2) LabWindows/CVI交互式C/C+开发平台 5.2 LabVIEW基础 Laboratory virtual instrument engineering workbench实验室虚拟仪器工作平台。主要特

3、点：图形化编程环境，采用“所见即所得”的可视化技术。内置程序编译器，采用编译方式运行程序，速度快。具有灵活的调试手段集成了 大量的函数库支持网络功能 设计方法和步骤：建立方案建立前面板建立图形化流程图5.2.1 快速创建一个VI 举例：信号发生器一个VI由两部分组成：前面板流程图 前面板相当于传统测试仪器的前面板 控制量、显示量 流程图相当于传统测试仪器的硬件电路流程图（后面板）节点：函数节点、子VI节点端点：前面板对应端点、变量端点、常量端点图框：连线：数据通道5.2.2 模板常用图标简介 工具模板 ：自动/手动切换操纵工具(Operate value)位置、尺寸、选择工具(Position

4、/Size/Select)连线工具(Connect Wire)移动工具(Scroll Window)文字工具(Edit Text)控件模板：图形显示Express VI函数模板：信号输入Express VI信号分析Express VI输出信号Express VINI数据采集子模板信号分析子模板重点学会Express VIs5.2.3 帮助系统 目录、索引、搜索5.3 编程举例 5.3.1 信号产生 例1、仿真信号发生器Simulate Signal.vi 例2、多谐信号附加噪声的波形发生器Tones and Noise Waveform.vi 例3、公式节点产生仿真信号Formula Wave

5、form.vi 5.3.2 测试信号时域分析 例1、周期信号幅值特征值求取Amplitude and Level Measurments.vi 例2、随机信号幅值特征值求取Statistics.vi例3、相关分析Convolution and Correlation.vi 5.3.3 测试信号的频域分析 例1、频谱分析FFT、自功率谱Spectral Measurements.vi 例2、虑波器应 Filter.vi IIR filter.vi FIR filter.vi5.3.4 数据文件的存储与读出 例1、数据文件存储：Write Labview Measurement File.vi例2

6、、数据文件读出：Read Labview Measurement File.vi 5.3.5 数据采集 （1）测量系统的组成调理电路作用：放大、转换、滤波 （2）数据采集卡的基本性能指标模拟输入通道数信号输入方式：单端输入、差分输入；单极性、双极性模拟信号输入范围（量程）：单极性输入010V，双极性输入55V采样频率 LabVIEW提供了Measurement & Automation软件，该软件可以自动检测到与PC机相连的设备。例1、数据采集AI Acquire Waveforms.vi 输入端口：device设备号channel模拟信号所在通道号，缺省为0number of samples单通道采样点数sample rate单通道采样速率high limit模拟信号最大输入值low limit模拟信号最小输入值输出端口：waveform2D数组，存放采集到的数据actual sample period实际采样时间 作业：1、利用Labview编制程序：对一个信号进行功率谱分析和自相关分析。要求：利用一个信号发生函数；前面板能同时显示时态信号、信号自功率谱和信号自相关函数。数据文件的存储与读出。要求：利用一个信号发生函数；显示该信号并存储成数据文件；然后再用另一个程序中读出该文件并显示。2、结合自己的研究课题，起草一份实验计划。内部包括：实验目的、