基于虚拟仪器技术的综合测试系统

摘要：就目前工业自动控制领域的现状与未来发展趋势,提出了一个基于虚拟仪器技术构建的综合测试系统设计方案。详细论述了以数据采集卡和通用PC机为核心硬件资源,利用LabVIEW语言设计一个综合测试系统的设计思想、结构组成、实现方法和功能。与传统测试系统相比，基于虚拟仪器技术的综合测试系统，具有可操作性强，通用性好，性价比高，功能强大，快捷方便，可实现数据的自动采集和远程在线实时监测的特点，在工程实际中具有广阔的应用前景。

关键字：虚拟仪器, 综合测试, 数据采集卡，LabVIEW

Integrated Measurement System Based on Virtual Instrument Technology

Que Hao,Yue Rui-hua

Abstract：With a View to the present situation and future development of the industrial automatic control domain,the paper provides a design scheme foraintegrated measurement system based on virtual instrument technology.Taking data

acquisition card and generic personel-computer as the primary hardware and using the language LabVIEW to design and development a integrated measurement system,the article discusses in details the system designing idea, frame form, realization method and function. Compared with traditional measurement system, the integrated measurement system based on virtual instrument technology takes on the characteristic of good maneuverability, operation shortcut advantageous, strongly function and can realize automatism data acquisition and remote online condition monitoring, the system has widely applications foreground in practice engineering.

Key words:Virtual Instrument, Integrated Measurement, Data Acquisition Card , LabVIEW

1 引言

随着虚拟仪器技术的飞速发展，对测控平台

进行“虚拟化”改造已成为一种潮流。在这种潮流的影响下，我们在原有测控平台的基础上结合虚拟仪器技术，建立基于虚拟仪器结构的综合测试系统，以改善实验条件，提高测试效率，使得数据处理更加快捷准确。虚拟仪器及技术将成为工业自动控制领域的重要方法和手段，具有非常广阔的发展前景。[1]

2 系统的组成

本系统主要由硬件和软件两大部分组成。其中硬件平台采用PXI（PCI extensions for instrumention）总线系统，软件平台采用NI公司的LabVIEW（laboratory virtual instrument engineering workbench）可视化图形编程平台。

2.1 系统硬件结构

系统的硬件主要由传感器、信号调理模块、PXI主机、PXI-4472数据采集卡和网络服务器等组成。系统硬件结构如图1所示。

图1 系统硬件结构图

（1）PXI主机的选择：PXI最初只能使用内

嵌式控制器（零槽控制器），后来NI公司又发布了MXI-3接口，扩展了PXI的系统控制。包括直接PC控制、多机箱扩展和更长的距离控制，扩大了PXI的应用范围。由于一个零槽控制器就需要好几万的价格，比台式机要贵

上好几倍，因此选用台式机加MXI3作为控制方案。从而需要配置PXI8335, PCI8335和两者通信的光缆连接线。

（2）数据采集卡和调理模块的选择：由于综合测试系统涉及的参数是很丰富的，有温度、压力、振动参数等模拟量，也有数字信号量，有些情况下对信号测量的同步性要求比较高，所以我们选择选择NI公司的PXI-4472多功能数据采集卡和SCXI1121信号调理模块。PXI-4472多功能数据采集卡基于PXI总线，将Compact PCI的集成式触发功能与 Windows操作系统结合在一起，在保留PCI总线与Compact PCI模块结构功能的基础上，增加了系统参考时钟与触发器总线等，使得PXI系统更加适合构建工业自动化测控系统。对于输出是非标准的输出信号，需要选择调理模块，针对压力传感器和温度传感器以及速度传感器分别选用SCXI1121的模块。

（3）网络服务器件的选择：考虑到网络远程数据浏览和控制的需要，要给系统配置一台服务器和客户端（调试用）以及集线器。在系统设计的时候把和PXI通过MXI3连接的PC机作为服务器。

PXI主机和PXI-4472多功能数据采集卡是整个测试系统的核心，在系统中担负着接收用户命令、数据采集、波形显示、数据存储和数据分析等任务。

2.2系统软件结构

软件是虚拟仪器的灵魂。一个高效的软件开发平台有利于构建功能强大的虚拟仪器系统。本综合测试系统软件部分设计采用NI公司的LabVIEW作为开发平台，LabVIEW主要用于仪器控制、数据采集、数据分析等领域，是一个很好的虚拟仪器开发环境，它使用图形化的编程语言，具有形象、直观、集成度高等特点。LabVIEW 程序中包含丰富的函数库，同时集成了GPIB、VXI、RS-232、RS-485等通信模块，可以方便的进行模块化编程;LabVIEW还具有内置程序库，提供了大量的联结机制，通过DLLs、共享库、OLE等途径实现与外部程序代码或软件的连接

[2,3]。

为实现测试系统软件的可扩展和易维护，需要在系统软件的设计阶段仔细地设计软件结构，使系统软件能够适应新的硬件模块和算法。采用通用框架的处理方法，把数据和测试流程分开，从而实现测试软件的通用性和灵活性。测试仪器、测试项目的配置参数由项目配置文件来保存，测试结果数据由数据库来管理，而测试流程的任务则是读取配置文件的数据，配置测试仪器，并进行相应的数据采集、分析计算，以及把测试结果写到测试结果数据库中。

经过分析，可以按照如下功能对系统进行架构：

（1）测试项目配置：完成测试项目的工作参数配置，采用结构化的通用设计思想，把测试过程中用到的硬件参数，软件参数以及一些特殊的要求存到一个配置文件里，并把必要的参数存入数据库，测试的时候只要调用各项目的配置文件，就能完成相应的测试任务，这样操作人员不需要对系统有太深的指示，或对计算机要有太多的了解，只需按照测试流程用鼠标进行简单的操作即可。综合测试系统中的信号分析系统采用模

虚拟仪器技术Labview 课程实验报告

Labview 课程实验报告学院：电气工程专业：建筑电气与智能化姓名：杨震班级：建电122 学号：1212062056 指导老师：茅靖峰

第一部分基础题 1、用LabVIEW的基本运算函数编写以下算式的程序代码：（前面板）（程序框图）该程序要求用labview基本运算函数编写算式的程序代码，在前面板上我添加了两个数值显示控件用以显示两个算式的运算结果；在程序框图中运用软件自带的加、减、乘、除运算进行组合从而表示算式，再结果的后面加上一个双精度浮点数函数将程序运算结果强制转换后输入到显示控件中得到结果。

2、利用摄氏温度与华氏温度的关系°C=5(°F-32)/9编写一个程序求华氏度(°F)为32°,64°,4°,6.98°,6°,104°,212°时的摄氏温度。（前面板）（程序框图）该程序要求转换华氏度对应的摄氏度，本质上是对数据进行运算。在前面板上创建两个数组一个是数值输入数组用以输入华氏度的值，一个是数值显示数组用以显示对应的摄氏度的值。在程序框图中加入For循环将公式节点放入For循环中在公式节点上添加一个输入和一个输出分别连接两个数值控件，最后在公式节点中编辑二者运算关系完成设计。

3、用数组创建函数创建一个二维数组显示件，成员为： 1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 1 3 4 5 6 1 2 4 5 6 1 2 3 编程将上述创建的数组转置为： 1 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 4 5 6 1 5 6 1 2 6 1 2 3 （前面板）（程序框图）先在前面板中创建二维数组用以存放生成的数组元素数组为显示型控件，通过观察我们发现题目中的数组第一行为1-6顺序的六个元素从一开始后逐一加一，第二行则是5个数组元素平移，第三行为4个以此类推第四行3个所以我们在程序框图中用For循环和加一来生成第一行数组For循环的循环次数为六次，第二行数组则在第一行数组的基础上运用一维数组平移函数平移5位的到，以此类推生成四行数组，再使用数组生成函数生成二维数组输出到显示数组中显示出来，至于数组的转置直接运用数组转置函数得到，在该函数的输出端口右键创建显示控件。在前面板中调整创建的显示控件以确保显示所有转置的数组，实验完成。

基于虚拟仪器技术的综合测试系统

基于虚拟仪器技术的综合测试系统摘要：就目前工业自动控制领域的现状与未来发展趋势,提出了一个基于虚拟仪器技术构建的综合测试系统设计方案。详细论述了以数据采集卡和通用PC机为核心硬件资源,利用LabVIEW语言设计一个综合测试系统的设计思想、结构组成、实现方法和功能。与传统测试系统相比，基于虚拟仪器技术的综合测试系统，具有可操作性强，通用性好，性价比高，功能强大，快捷方便，可实现数据的自动采集和远程在线实时监测的特点，在工程实际中具有广阔的应用前景。关键字：虚拟仪器, 综合测试, 数据采集卡，LabVIEW Integrated Measurement System Based on Virtual Instrument Technology Que Hao,Yue Rui-hua Abstract：With a View to the present situation and future development of the industrial automatic control domain,the paper provides a design scheme foraintegrated measurement system based on virtual instrument technology.Taking data

北信科测控技术与仪器系虚拟仪器期末考试考点总结

简答： 1.虚拟仪器程序调试方法主要有哪些? 答：1、设置执行程序为高亮方式，程序执行前点击高亮按钮，则运行过程会以高亮形式显示数据流。２、单步执行方式：如果要使框图程序一个节点一个节点则按下单步单步按行钮就会闪烁，指示它将被执行，再次点击单步按钮，程序将会变成连续运行。３、探针，从工具模板中选择探针工具，将探针工具置于某根连线上可以用来查看运行过程中数据流在该连线时的数据４、断点使用断点工具可以在程序的某一点中止程序执行，用探针或单步方式查看数据。 2、简要叙述局部变量和全局变量的使用特点和区别。答：通过局部变量或全局变量，可以实现在程序框图中的多个地方读写同一个控件。局部变量只能在同一程序内部使用，每个局部变量都对应前面板上的一个控件，一个控件可以创建多个局部变量。读写局部变量等同于读写相应控件。通过全局变量可以在不同的VI之间进行数据交换，一个全局变量的VI文件中可以包含多个不同数据类型的全局变量。LabVIEW中的全局变量是以独立的VI文件形式存在的，这个VI文件只有前面板，没有程序框图不能进行编程。 3、简要介绍For 循环和While 循环的自动索引功能。答：For 循环和While 循环可以自动地在数组的上下限范围内编索引和进行累计。这些功能称为自动索引。在启动自动索引功能以后，当把某个外部节点的任何一维元素连接到循环边框的某个输入通道时，该数组的各个元素就将按顺序一个一个地输入到循环中。循环会对一维数组中的标量元素，或者二维数组中的一维数组等编制索引。在输出通道也要执行同样的工作――数组元素按顺序进入一维数组，一维数组进入二维数组，依此类推。 4、For循环和While循环的区别是什么？使用中它们各自适用于什么场合? 答：For循环规定了循环次数，其条件选择是根据计数器计数次数是否达到循环次数而决定结束循环的条件；而While循环不规定循环次数，其条件选择是根据选择器端子的条件是否得以满足而决定结束循环的条件。For循环适合于有限次数的循环操作，而While循环适合于根据程序运行过程中逻辑关系或在程序执行中人为地决定循环次数。 5、什么是多态化？答：多态化是指一种函数功能，即可以协调不同格式、维数或者显示的输入数据。大多数LabVIEW 的函数都是多态化的。 6、移位寄存器的用途？怎样初始化移位寄存器？答：①移位寄存器主要用于While循环和For循环，将上一次循环的值传给下一次循环。还可以存储前几次循环的值，在移位寄存器的左端口或右端口上右击鼠标弹出菜单，选择Add Element选项，可创建附加的左端口来存储前几次循环的值。②在循环外将初始值连到移位寄存器的左端口，有默认初值。 7、在LabVIEW中有哪三种用来创建和运行程序的摸板?它们都有哪些用途? 答：LabVIEW中有三种用来创建和运行程序的模板：工具选板，控件选板和函数选板。 1.工具选板包括了程序的创建、修改和调试时用的工具； 2.控制选板主要用于在前面板中添加指示器和控制器；3.而函数选板则用于创建框图程序，它包含了很多函数子模板。 8、VI子程序的连接端口的作用是?如何来定义VI子程序的连接口? 答：VI子程序的连接口端口用于与主VI程序之间传递数据。定义VI子程序连接口时先选择子VI所需要的端口数，然后将前面板的指示器和控制器分配给每一个端口。 9、程序框图主要由哪几个元件组成？它们都有哪些用途？答：程序框图主要由接线端、节点、连线和结构组成。接线端：用来表示输入控件和显示控件的数据类型。节点：是程序框图上的对象，具有输入、输出端口，在VI运行时进行运算。连线：程序框图中对象的数据传输通过连线实现。每根连线都只有一个数据源，但可以与多个读取该数据的VI和函数连接。结构：是文本编程语言中的循环和条件语句的图形化表示。 1.写出LabVIEW软件平台常用的三个模板名称。答：LabVIEW软件平台主要有工具模板、控制模板和功能模板三个模板。 LabVIEW有哪两种类型的菜单，如何获得或使用？答: LabVIEW有两种类型的菜单：下拉(pull-down)菜单和快捷(shortcut)菜单。在前面板或框图中，将光标定位于所选对

虚拟仪器实验 labviEW

实验一储液罐状态监控系统设计一、实验目的通过该系统设计，初步了解LabVIEW虚拟仪器设计软件的前面板、程序框图及各个选项板的功能。二、实验内容设计储液罐状态监控仿真系统，要求如下 1、监测一个储液罐的实际液位、温度、进口压力、出口压力 2、用曲线图显示被测量液位随时间的变化情况 3、液位超标时用指示器报警 4、手动和自动两种方式调节储液罐的液位高度 5、用调节步长按钮决定自动调节的快慢程度 6、设计储液罐状态监控系统前面板三、实验步骤 1、前面板设计整个贮液罐监控系统前面板需要的控件有：停止键、手自动切换、液位超标指示灯、步长调节旋钮、高度设定、实际高度显示、进出口压力显示、温度显示和实际液位高度波形图。停止键、手自动切换、液位超标在新式布尔量控件中进行选择，步长调节旋钮在数值控件中选择旋钮、压力表在数值中选择量表控件，设定高度、实际高度、温度在数值控件中分别选择垂直指针滑动杆垂直填充滑动杆和温度计，液位高度波形图选择波形图表。 2、程序框图设计程序采用While循环结构，结束用停止布尔按钮结束，除设定高度和调节步长是手动设置外，其他输入如压力和温度的设定均采用编程—数值—随机数的方式给定，手自动切换布尔量连接比较选项中的选择节点，用于切换手自动，液位超标将实际高度和超标高度比较，输出一布尔量。四、实验结果

五、思考题 1、将整个VI设计成一个子VI。在另一个VI中调用。在前面板右上角，编辑连线板，对VI的输入和输出对应控件进行编辑，然后保存，即可生成VI，可在其他VI中调用，在其他VI中的调用图如下：

实验二分组数据的练习一、实验目的通过该实验，熟悉LabVIEW中常用的分组数据：数组、簇及波形的使用。二、实验内容习题4-3到4-11。三、实验步骤 4-3.4.5 前面板只有三个数组的显示控件，分别为原数组显示、原数组大小显示和转置后的数组显示,程序框图中建立一二维数组常量，将要显示的数组填入，并添加一二维显示控件，在数组中分别选择数组大小和二维数组转置节点，其后分别连接显示控件。 4-6 前面板中选择簇输入控件，并在簇中加入字符型输入控件，数值型输入控件，布尔型输入控件，然后添加一布尔型显示控件，用于提取簇元素注册的显示。程序框图中从簇与变体函数子选板中选择按名称解除捆绑函数，输入端连接簇输入控件的输出，然后选择“注册”后输出端连接布尔控件的输入端。 4-7 前面板中在“字符串与路径”控件中选择组合框控件，然后在它的属性编辑项中编辑5个人的姓氏拼音首字母，它们的值分别为各自的中文姓名，编辑好后建立一字符串显示控件，程序框图中将组合框的输出端与字符串显示控件连接即可。 4-8 前面中中建立一字符串显示控件，程序框图中在定时函数子选板中选择“获取日期时间/字符串”函数，然后放置两个字符串常量分别为班级和姓名，将日期、时间、班级、姓名四个字符串接入字符串选板中的“连接字符串”函数节点，该节点的输出端接入字符串显示控件的输入端。 4-9 前面板中建立一字符串显示控件，程序框图中建立五个随机数，然后均与常数10相乘得到0-10的随机数，选择字符串选板中的“连接字符串”函数节点，将相乘后的随机数接入输入端，在“连接字符串”的格式字符串端建立字符串常量定义格式为两位小数点，数之间用逗号隔开。 4-10 前面板中建立一个一维数组输入控件，建立一个一维数组输出控件，程序框图中建立一个For循环，用数组选板中的“一维数组移位”和“替换数组子集”，每次替换数组最后一个元素并进行移位，替换的新元素值为0-10的随机数，For循环建立移位寄存器，使移位后的数组能进入下次循环中。 4-11 已知标定数据，前面板中建立电压的数值输入控件和压力的数值输出控件，程序框图中用数组选板中的“以阈值插值一维数组”进行电压对压力的插值找到索引值，然后进行显示。四、实验结果 4-3.4.5

虚拟仪器的发展及应用

虚拟仪器的发展及应用摘要：虚拟仪器在各个领域中的应用越来越广泛，主要介绍虚拟仪器的发展过程，虚拟仪器的软件与硬件的基本构成原理，并介绍了一些虚拟仪器的应用。通过介绍，可以断定虚拟仪器有广泛的应用前景，是今后一段时间的发展方向。关键词：虚拟仪器；测试；采集硬件；算法软件 0引言由于微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展及其在电子工业测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断涌现，在许多方面已经冲破了传统仪器的概念。虚拟仪器就是其中的一种，虚拟仪器是基于通用PC建立的可编程仪器及仪器系统，就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。在虚拟仪器中，硬件仅仅是为了解决信号的输入与输出，软件才是整个仪器的关键。用户可以通过软件构造几乎任意功能的仪器。现在虚拟仪器已得到了广泛应用，并成为当前国内外测试技术领域十分关注的技术热点。 1测量技术的发展过程 1.1传统测试仪器仪表的发展历程测量仪器是科学技术发展的基础，而科学技术的发展又推动着测量仪器的发展进程。测量仪器仪表技术发展至今，主要经历了以下几个阶段： (2)以模拟电子技术为基础的模拟式仪表阶段； (3)以数字电子技术为基础，引入了锁相技术、频 (4)以大规模、超大规模集成电路为基础的智能化仪器仪表阶段。这一阶段是电子仪器领域取得重大发展的标志性联阶段，在一定时期内曾开创了现代电子测量、测试技术的先河； (5)以电子测量技术、自动控制技术和计算机技术的发展相融合为基础的自动测试系统阶段。这是电子测量技术的又一次飞跃，它真正实现了高速度、高准确度、多参数和多功能的图1传统仪器仪表的发展进程

虚拟仪器技术实验报告

成都理工大学工程技术学院虚拟仪器技术实验报告专业: 学号: 姓名: 2015年11月30日

1 正弦信号的发生及频率、相位的测量实验内容： ●设计一个双路正弦波发生器，其相位差可调。 ●设计一个频率计 ●设计一个相位计分两种情况测量频率和相位： ●不经过数据采集的仿真 ●经过数据采集〔数据采集卡为PCI9112〕频率和相位的测量至少有两种方法 ●FFT及其他信号处理方法 ●直接方法实验过程： 1、正弦波发生器，相位差可调双路正弦波发生器设计程序：

相位差的设计方法：可以令正弦2的相位为0，正弦1的相位可调，这样调节正弦1的相位，即为两正弦波的相位差。 2设计频率计、相位计方法一：直接读取从调节旋钮处直接读取数值，再显示出来。方法二：直接测量使用单频测量模块进行频率、相位的测量。方法为将模块直接接到输出信号的端子，即可读取测量值。方法三：利用FFT进行频率和相位的测量在频率谱和相位谱上可以直接读取正弦信号的主频和相位。也可通过FFT求得两正弦波的相位差。即对信号进行频谱分析，获得信号的想频特性，两信号的相位差即主频率处的相位差值，所以这一方法是针对单一频率信号的相位差。前面板如下：

程序框图： 2幅频特性的扫频测量一、实验目的 1、掌握BT3 D扫频仪的使用方法。 2、学会用扫频法测量放大电路的幅频特性、增益及带宽。二、工作原理放大电路的幅频特性，一般在中频段Ｋ中最大，而且基本上不随频率而变化。在中频段以外随着频率的升高或降低，放大倍数都将随之下降。一般规定放大电路的频率响应指标为3dB，即放大倍数下降到中频放大倍数的70.7%，相应的频率分别叫作下限频率和上限频率。上下限频率之间的频率范围称为放大电路的通频带，它是表征放大电路频率特性的主要指标之一。如果放大电路的性能很差，在放大电路工作频带内的放大倍数变化很大，则会产生严重的频率失真，相应的

虚拟仪器技术在测控系统中的应用_电子机械论文_工学论文__4736

虚拟仪器技术在测控系统中的应用_电子机械论文_工学论文_ 摘要:本文描述了基于虚拟仪器思想在实际测控系统中的应用。通过选用多功能数据采集卡和信号调理电路组成自动测试系统,软件开发以专业测控工具LabWindows/CVI为平台,实现了数据采集、分析和处理。使整个测控系统既经济又便于操作,同时易于改进和功能扩展。同时,与基于传统的开发平台的测控系统进行了比较。关键词:虚拟仪器;Labwindows/CVI;数据采集1、引言虚拟仪器是以一种全新的理念来设计和发展的仪器,它是20世纪90年代发展起来的一项新技术。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种自动测试、过程控制、仪器设计、数据分析和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面,其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件,即“软件就是仪器”,它是在通用计算机平台上,根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能,其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能,这种测试仪器的硬件功能软件化,给测试仪器带来了深刻的变化,因此虚拟仪器代表了当前测试仪器发展的方向之一。2、虚拟仪器的特点和构成 2.1虚拟仪器的特点与传统仪器相比,虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点。 2.2虚拟仪器的构成虚拟仪器的构建主要从硬件电路的设计、软件开发与设计两个方面考虑。根据目前我们所完成的测试设备,硬件电路的设计一般是选择现有的各种不同功能的板卡以及信号调理板来搭建。所选用板卡的功能包括:高速数据采集和信号转换;信号输出与控制;数据的A/D转换。将具有一种或多种功能的板卡结合信号调理板组建起来,就能构成任何一种虚拟仪器。例如使用高速数据采集板卡和高速实时数据处理就能构成1台示波器、1台数字化仪或1台频谱分析仪;使用数字量信号输入/输出板卡和实时数据处理就能构成1台函数发生器、1台信号源或1台控制器。3、虚拟仪器在实际测控系统中的应用 3.1虚拟仪器在航空机载电子测控系统中的应用测控系统在航空机载成件中起着举足轻重的作用,提高和完善测控系统的精度和测试能力对于整个飞机性能分析具有重要的意义。我们主要完成了基于虚拟仪器的各型继电器盒、各型开关盒测控系统的测试。使用数字采集板及工控机并在LabWindows/CVI开发平台中实现了对整个测试的电压采集、对各型继电器盒的逻辑状态及延时时间进行输出存储和分析。http:// 3.1.1测试系统组成整个测控系统由美国NI公司的LabWindows/CVI8.0,研华的1块PCI_175148路数字量输入/输出板,2块PCI_175464路数字量输入板、2块PCLD_785B24通道继电器输出板、6块PCLD_78224通道光电隔离数字量输入板,1块PCL_818L16通道A/D转换板、若干信号调理板及工控机组成。测控系统的数据采集和处理采用虚拟仪器测量平台。测控部分主要作用是参与被测产品的控制、测试数据处理和量化,驱动测试数据显示;工控机通过数字量输出板,经继电器输出板变换为被测产品的模拟控制信号;从被测产品采集来的电气逻辑信号经光电隔离数字量输入板转换为数字量信号,通过数字量输入板输至工控机;另外,利用A/D转换板来显示电压;利用系统时钟来完成被测产品的时间继电器延时时间的测试。 3.1.2基于虚拟仪器的航空机载电子系统测控平台该平台整体系统采用美国国家仪器公司的虚拟仪器专用开发平台LabWindows/CVI系统。由于CVI在标准C语言(AnsiC)的基础上增加了仪器控制和工具函数库的虚拟仪器开发软件,它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的面板功能和库函数使其自身功能更加强大,应用更加方便,界面完全能够虚拟真实实物进行设计,使得人机对话界面直观、友好。由于测试的产品种类多,归属性强,因此系统测控平台的用户界面采用下拉菜单式,所需测试的产品一目了然,选用方便。 3.2基于虚拟仪器的测控平台在测控系统中的应用所使用的几个关键技术 3.2.1通过采用系统时钟的方法提高软件测时时间在测试过程中要获得延时继电器的时间,一种方法是采用定时器/计数

虚拟仪器LABVIEW大作业

LABVIEW回声探测器实验作业安徽工业大学电气信息学院自动化093

回声探测器 LabVIEW是由美国国家仪器公司创立的功能强大而又灵活的仪

器和分析软件应用开发工具。它是一种基于图形化的、用图标来代替文本行创建应用程序的计算机语言。在以PC为基础的测量和工控软件中，LabVIEW的市场普及率仅此次于C++/C语言。LabVIEW已经广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件，LabVIEW使用的编程语言是G语言。G语言用图表表示函数，用连线表示数据流向。这次编程所用的是较新版本的LabVIEW 8.5。一.设计目的：该实验基于labview8.5虚拟平台，使用图形语言编程，由回声发生器子VI产生回声信号，通过回声探测器进行探测分析。本实例利用两个波形图来分别显示回声信号和回声探测信号，并对这两个信号进行比对分析。本实验设计主要内容包括三个部分：回声产生部分，回声探测部分，和结果显示部分。回声探测器实例的前面板如图1：

图1 1.程序框图主要功能模块介绍：如图2回声探测器实例的程序框图主要有四个功能模块组成，分别为回声产生子Vi功能模块，回声探测功能模块，结果显示功能模块，While循环功能模块，下面对每个功能块实现的具体处理功能和任务进行详细介绍。图2 1>.回声产生子VI功能模块回声产生子VI功能模块用来产生回声信号，此子VI命名为回声产生器.vi，图3给出了回声产生子VI功能图

回声信号图3 该子Vi主要用来产生回声信号，可将该模块产生的信号输入相应的波形图和回声探测功能模块中。另外，该子VI可以通过改变输入控件的参数来产生不同的信号。 2>.回声探测功能模块回声探测功能模块的功能是通过“快速希尔伯特变换”，“实部虚部至极坐标转换”和“自然对数”等一系列函数节点的运算，将回声产生子VI功能模块产生的回声信号信息特征探测出来，“快速希尔伯特变换”函数变换是在FFT函数进行傅立叶变换的基础上执行离散希尔伯特变换的。其调用路径是“函数——信号处理——变换——快速希尔伯特变换”。 “实部虚部至极坐标转换”函数是将一复数坐标的直角坐标形式转换成极坐标形式，本例利用该函数将两个直角坐标系的数组转换为极坐标形式，其调用路径是“函数——编程——数值——复数——实部虚部至极坐标转换”。 “自然对数”函数是计算输入数值的自然对数值，其调用路径是

湖南大学测控技术与仪器《虚拟仪器》实验报告

虚拟仪器实验报告实验一VI程序的创建、编辑和调试 1.熟悉LabVIEW环境。新建一个VI，进行如下练习： ?任意放置几个控件在前面板，改变它们的位置、名称、大小、颜色等等。 ?在VI前面板和后面板之间进行切换 ?并排排列前面板和后面板窗口程序截图： 2.创建一个VI。发生一个值为～的随机数a，放大10倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求：①编程实现；②单步调试程序；③应用探针观察各数据流。程序截图： 3.创建和调用子VI。创建一个子VI，子VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。编一个VI调用上述子VI。程序截图： 4.编写一个VI求三个数的平均值。要求： ?对三个输入控件等间隔并右对齐。 ?添加注释。 ?分别用普通方式和高亮方式运行程序，体会数据流向。 ?单步执行一遍。程序截图： 5.实验个人总结：通过这四个小实验使我熟悉了LabView的开发环境，基本掌握了编程的方法和规律，同时通过LabView的编程来解以上的一些简单的问题让我切身感觉到了这款软件的强大之处，而且其使用的是图形化的编程，学起来不像C语言，Matlab那样需要记忆很多的程序代码，入门门槛相对来说就降低了许多。但是作为新手来说，对于这款软件有很多不熟悉的地方，例如当自己编程是会遇到一些自己没有用过的函数和程序模块，而要在拥有庞大的函数和程序模块的LabView中寻找自己想要的同时又不常用的函数或者程序模块是件耗时又费力的事，但是通过使用的深入，我发现可以用程序面板右上角处的搜索框来搜索我们想要的函数或者程序模块，这样就可以为我们编程节省很多时间，减少记忆

的繁琐。虽然有时可以有捷径可走，但是总之想很好的学好这款程序必须多操作，多动手，这样才能做到熟能生巧，游刃有余。

LabVIEW虚拟仪器实验报告

1．实验目的：熟悉LabVIEW软件的基本编程环境。 2．实验内容：创建一个VI程序，并将此程序保存为子VI。此VI要实现的功能是：当输入发动转速时，经过一定运算过程，输出发动机温度和汽车速度值。 3．实验步骤（1）启动LabVIEW，创建一个VI。（2）在前面板中放置一个温度计控件，并修改控件标签名为发动机温度和设置最大值为100。该控件从“控件—经典—经典数值”子选项板中获得。（3）按同样的方法在前面板中放置一个仪表控件，并修改仪表控件的标签名为汽车速度，标尺刻度范围为0～150。（4）按同样的方法在前面板中放置一个数值输入控件，并修改控件标签名为发动机转速。（5）从“窗口”下拉菜单中选择“显示程序窗口”切换到程序框图窗口。（6）在程序窗口中创建乘法函数，该函数中函数选项板中的“函数—编程—数值”子选项板中选择，并和发动机转速输入控件连线，为乘法函数创建一个常量，修改为图中所示值。（7）按同样的方法创建加法函数、平方根函数和除法函数，并按图中所示修改常量值和连好线。（8）切换至前面板，在发动机转速控件中输入数值，点击运行按钮，运行VI程序。（9）修改图标为T/V以表示该子VI输出量为发动机温度和汽车速度，并保存为vi.vi。前面板：程序框图：

1．实验目的：熟悉子VI的调用。 2．实验内容：创建一个VI程序，并在编写程序过程中调用实验一中创建的子VI。此VI要实现的功能是：通过旋钮控件来控件输入的发动机转速值，中间调用实验一中创建的子VI作为计算过程，从子VI输出的值分别输出至不同的数值显示发动机的温度以及当前汽车速度，同时判断当汽车速度超过100时，系统将产生蜂鸣声，报警提示。 3．实验步骤：（1）启动LabVIEW，创建一个VI。（2）在前面板中创建一个旋钮控件，修改标签名为发动机转速，设置数值范围为0～5000，从旋钮控件中调出一个数字显示控件来同步显示旋钮控件当前值。（3）在前面板创建两个数值显示控件，并修改标签名为汽车速度和发动机温度。（4）切换至程序框图窗口。（5）在程序框图中创建一个大于或等于函数。（6）在程序框图中调用实验一的子函数，从函数选板中的“函数—选择VI”选在实验一创建的子vi.vi。（7）在程序框图中创建一个蜂鸣器函数，并按图示连线情况连线。（8）切换至前面板，在发动机转速中输入数值，点击运行按钮运行。前面板：程序框图：

虚拟仪器技术的现状及发展前景

labview的现状及发展前景

一、概述随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(National Instruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把labview技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的labview。 labview就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。 labview系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。 labview系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各种领域。二、构成与特点现有的labview系统按硬件工作平台主要可分为基于PC总线的虚拟仪器、基于VXI的虚拟仪器、基于PXI的虚拟仪器，所应用场合不同各有其特点。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、

虚拟仪器labview介绍.doc

虚拟仪器工程平台LabVIEW介绍文章发表于：2008-05-19 21:48 虚拟仪器是一种全新的仪器概念，在自动化检测领域的应用正方兴未艾，而NI（National Instruments）公司的实验室虚拟仪器工程工作平台LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是科学家和工程师们进行虚拟仪器应用开发的首选工作平台。为了介绍虚拟仪器和LabVIEW的一些相关背景知识，本文将自己本科毕业设计论文中的一部分作了少许改动呈现于此（呵呵，其实是偷懒），希望能给未接触过虚拟仪器和LabVIEW的人一些感性认识。一、虚拟仪器 1、传统电子仪器的弱点传统电子仪器主要由三大模块组成：即对被测信号的采集与控制、分析与处理、测量结果的表达与存储。传统电子仪器的这些功能块都是以硬件或者固化的软件的形式存在的，因此具有以下弱点：（1）灵活性和可扩展性差：传统电子仪器是一套自封闭系统，具有固定的用户界面、组成模块和数据处理功能。例如仪器面板由固定的输入、输出信号接插件、旋钮、按钮、显示仪表、显示面板等组成，仪器内部由传感器、信号处理器、A/D和D/A转换器、微处理器、存储器和内部总线等专门化的电路组成。然而，用户有时只需要用到仪器中的一小部分功能，或者作其他功能使用时却达不到所需指标，而用户无法改动厂家固定好的仪器模块，灵活性和可扩展性差。（2）成本高，技术更新慢：传统电子仪器价格昂贵，动辄几十万上百万人民币。开发周期长，技术更新慢，而且存在元器件老化等问题，维护费用高，使用寿命短。（3）数据显示、分析和存储功能不够强大：传统电子仪器的图形显示界面比较小，依靠人工读取数据，从中获得的信息量小。由于硬件设备的限制，往往无法实现更灵活、更特殊的数据分析功能，更难以进行数据编辑、存储、打印等功能。 2、虚拟仪器的概念如上所述，传统电子仪器存在的诸多弱点使传统仪器已渐渐不能满足工业自动化和测量领域的需要。随着计算机技术日新月异的飞速发展，计算机强大的数据处理能力使得它的应用范围越来越广。1986年，美国NI公司（National Instruments）提出虚拟仪器的概念，以“软件即仪器”为口号，彻底打破了传统电子仪器只能由生产厂家定义，用户无法改变的局面，从而引起仪器和自动化工业的一场革命。简单地说，虚拟仪器技术就是利用计算机技术实现的对测控系统的抽象。平常使用的示波器、数字万用表、信号发生器、数据记录仪，以及传感器等传统仪器，都可使用通用计算机和专用的控制器和显示器来模拟，实现向虚拟仪器的转变。例如图1就是一个虚拟仪器正在运行时的截图，从外观看与实际仪器无二：

LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用

《LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用》learning with labview 8.5 吴成东人民邮电 16k 第1章 LabVIEW概述 1.1 LabVIEW的起源与发展 LabVIEW的全称为Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench（实验室虚拟仪器集成环境），是由美国国家仪器公司（National Instruments，NI）创立的一种功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具。它是一种基于图形化的、用图标来代替文本行创建应用程序的计算机编程语言。在以PC为基础的测量和工控软件中，LabVIEW的市场普及率仅次于 C++/C语言。LabVIEW已经广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件。 LabVIEW使用的编程语言通常称为G语言。G语言与传统文本编程语言的主要区别在于：传统文本编程语言是根据语句和指令的先后顺序执行，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。G语言用图标表示函数，用连线表示数据流向。 1.2.1 LabVIEW的优势选择LabVIEW进行开发测试和测量应用程序的一个决定性因素是它的开发速度。LabVIEW的优势主要体现在以下几个方面：（1）提供了丰富的图形控件，采用了图形化的编程方法，把工程师从复杂枯涩的文件编程工作中解放出来；（2）采用数据流模型，实现了自动的多线程，从而能充分利用处理器（尤其是多处理器）的处理能力；（3）内建有编译器，能在用户编写程序的同时自动完成编译，因此如果用户在编写程序的过程中有语法错误，就能立即在显示器上显示出来；（4）通过DLL、CIN节点、ActiveX、.NET或MATLAB脚本节点等技术，能够轻松实现LabVIEW与其他编程语言的混合编程；（5）内建了600多个分析函数用于数据分析和信号处理；（6）通过应用程序生成器可以轻松地发布可执行程序、动态链接库或安装包；（7）提供了大量的驱动和专用工具，几乎能够与任何接口的硬件轻松连接；（8）NI同时提供了丰富的附加模块，用于扩展LabVIEW在不同领域的应用，如实时模块、PDA模块、数据记录与监控（DSC）模块、机器视觉模块与触摸屏模块。第2章 LabVIEW程序对象的基本操作第3章 LabVIEW的数据类型LabVIEW作为一种通用的编程语言，与其他文本编程语言一样，它的数据操作是最基本的操作。LabVIEW是用“数据流”的运行方式来控制VI程序。数据流是LabVIEW的生命，运行程序就是将所有输入端口上的数据通过一系列节点送到目的端口。LabVIEW主要的数据类型包括标量类型（单元素），如数值型、字符型和布尔型；还包括了结构类型（包括一个以上的元素），如数组和群集。LabVIEW数据控件模板将各种类似的数据类型集中在一个子模板上以便于使用。数据类型主要有数值量、逻辑量、字符串、文件路径等几类。相同的数据类型可能有不同的表现形式，所以一个数据类型子模板有相当多的项目，如一个数值类型可以显示为一个简单的数字、一个条图、一个滑块、一个模拟计量器或者显示在一个图表中。LabVIEW作为一个完整的编程语言，基本可以支持所有的数据类型。还拥有特殊的一些数据类型。数值型数值型是LabVIEW的一种基本的数据类型，可以分为浮点型、整型数和复数型3种基本形式布尔型的值为1或者0，即真（True）或者假（False），通常情况下布尔型即为逻辑型。 LabVIEW提供了功能丰富的数组函数供用户在编程时调用。LabVIEW中的数组是数值型、布尔型、字符串型等多种数据类型中的同类数据集合。 3.3 数组型数据 LabVIEW提供了功能丰富的数组函数供用户在编程时调用。LabVIEW中的数组是数值型、布尔型、字符串型等多种数据类型中的同类数据集合。数组由元素和维度组成。数组中的每一个元素都有其唯一的索引数值，对每个数组成员的访问都是通过索引数值来进行的。索引值从0开始，一直到n?1。n是数组成员的个数。 3.4 簇型数据与数组类似，簇也是LabVIEW中一种集合型的数据结构，它对应于C语言等文本编程语言中的结构体变量。 3.5 字符串型数据字符串与路径字符串是LabVIEW中一种基本的数据类型。路径也是一种特殊的字符串，专门用于对文件路径的处理。字符串型与路径子选板中共有三种对象供用户选择：字符串输入/显示、组合框和文件路径输入/显示。第4章 LabVIEW的循环与结构本章主要介绍了LabVIEW的2循环（For循环、While循环）和3结构（条件结构、顺序结构、事件结构）。For循环和While循环主要用于重复执行位于循环内部的程序。条件结构和顺序结构主要用于控件数据流。事件结构主要用于对来自于用户界面、外部I/O或其他方式事件的异步通知。本章还介绍了在程序框图中如何设置局部变量和全局变量、属性节点，如何直接使用公式节点、MathScript节点、MATLAB节点。通过这些循环与结构、节点的使用，在很多情况下可以大大简化程序框图。

现代测控技术与系统

填空选择： 1光电效应：因光照引起的材料电学特性改变的现象称为光电效应，分为外光电效应（光电管和光电倍增管）和内光电效应，内光电效应又包括光电导效应（光敏电阻）和光生伏特效应（光敏二极管，光敏三极管，光电池） 2热电偶的基本定律： a.均质导体定律：两种均质导体组成的热电偶的热电势大小与电极的直径、长度以及长度方向的温度部分无关，只与热电极材料和温差有关。如果材质不均匀，当热点，极上各处温度不同时，将产生附加热电势，造成无法估计得测量误差，因此热电极材料的均匀性是衡量热电偶质量的重要指标之一。 b.标准电极定律:若导体ABC分别与三种导体C组成热电偶，那么由导体AB组成的热电偶的热电势可以由标准电极定律来确定。标准电极定律指出：如果将导体C（热点极，一般为纯铂丝）作为标准电极（也叫做参考电极），并且已知标准 c.中间导体定律:在热电偶回路中，只要中间导体两端温度相同，对热电偶回路的总电势没有影响。 D.中间温度定律：在热电偶回路中，当结点温度为T,T0时，总热电势等于该热电偶在节点温度为T,Tn 和Tn，T0时相应的热电势的代数和。 3误差来源：方法误差、环境误差、数据处理误差、使用误差、仪器误差、人身误差。误差分类：系统误差：在相同条件重复测量同一量时，误差的绝对值和符号保持不变，或在条件改变时按照一定的规律变化。产生的主要原因是仪表制造，安装或使用不当。是一种有规律的误差，系统误差越小、则表明准确度越高。随机误差：在相同条件下多次重复测量同一量时，误差绝对值和符号无规律变化的误差。主要来源有机械干扰、热和湿干扰、电磁场变化、放电噪音，光空气原件噪声。总体来说服从统计规律，误差大小放映数据的分散程度，误差越小，精密度越高。粗大误差：测量值偏离实际值的误差。操作不当造成的。测得的值明显地偏离实际值所形成的的误差。判断哪个测量值是坏值或是异常值，处理数据时应剔除。 4数字PID算法是比例、积分、微分算法。（增量型算法与位置型算法） 5人耳可以听到的声波频率范围是16~20kHz，超过20kHz的声波称为超声波。6 超声波传感器的原理及应用原理：超声波传感器以超声波为检测手段，因此必须有发射超声波和加收超声波的装置，一般将它们称为超声换能器或超声探头。分类：超声波传感器按工作原理分为压电式、磁致伸缩式和电磁式等，在检测技术中应用最为广泛的是压电式。应用：超声波测厚，超声波测物位，超声波测流量，超声波无损探伤 7 生物敏传感器的组成原理：生物敏传感器由分子识别软件（敏感基元）和与之结合的信号转换器件（换能器）两部分组成。分类：按所用分子识别元件分为：酶传感器、微生物敏传感器、组织传感器、细胞传感器、免疫传感器等。 8 红外传感器的分类红外传感器是能将红外辐射转换为电能的装置，其按工作原理可分为光敏型（或称光子型、量子型）和热敏型两类。大题： 1.测控系统的基本任务：测控系统的基本任务是借助专门的传感器感知对象信息并传输到系统处理器，系统处理器中，通过信号处理方法对对象信息进行处理与数据分析，得到控制对象的有效状态信息和测试结果，进而将这些对象的控制信息传输给控制环节进行对象的行为控制，并将测试结果通过显示装置输出。实现测控系统所涉及的感知技术、通信技术、控制技术、处理技术以及软硬件集成技术都是测控技术的重要内容。

虚拟仪器——LABVIEW课程设计报告

) 课程设计任务书课程名称：虚拟仪器？题目：基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计学院：环化学院系：化工系专业：测控技术与仪器班级：学号：学生姓名： } 起讫日期： 17 ~ 18 周指导教师：职称：中级系分管主任：刘雷

审核日期：一、课程设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求） * 虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，它融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形化软件编程技术于一身，实现了测量仪器的集成化、智能化、多样化及可编程化，本课程设计的任务是帮助学生学习和了解虚拟仪器的原理及开发技术，掌握虚拟仪器软件平台LabVIEW的基本的编程方法及调试技术，并结合计算机声卡来完成一个信号发生器与时频分析仪的设计。具体要求与内容： 1. 具备数字存储示波器、信号发生器和信号分析仪三个主要功能模块； | 2. 可以通过前面板交互界面实现示波器与信号发生器功能切换； 3. 采集数据可以在单次和连续两种方式进行切换，采集的数据可以进行存储，类型可以在WAV、BIN和TXT三种类型进行切换，数据存储要求用子VI实现； 4. 对于信号发生器，要求可以叠加各种噪声，要求可以改变信号相关参数，同时能够实现两个以上信号叠加为一个复合信号； … 5. 时频分析仪应该能够完成大部分时域和频域分析，可实现信号分析前的加窗或滤波器操作，可以对原始数据和结果数据进行保存，示波器的各个参数灵活可调并且可以将已存数据重新载入进行分析观察。对于音频信号可以选择性的进行播放。

` 基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计：摘要：要在LABVIEW环境中进行对声卡采集编程，就是运用常用周期信号及测试领域特殊信号的双通道模拟输出。由于专用数据采集卡成本比较昂贵、而且和计算机兼容性比较差等缺点，这个论文就是应用性能良好、价格低廉的计算机声卡设计一套基于 LabVIEW 的信号采集分析系统。该系统具有双通道、高保真、22K 甚至 44KHz 的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能。实验结果表明：该设计方案具有设计简便、成本低、通用性高、扩展性好、界面大方简洁等优点，可广泛应用于工程测量和科学实验室等环境。》关键词：声卡；数据采集；虚拟仪器；LabVIEW ；引言：数据采集是信号分析与处理的一个重要环节，在许多工业控制与生产状态监控中，都需要对各种物理量进行数据采集与分析。但是，专用数据采集卡的价格一般比较昂贵，而我们PC机的声卡就是一个很好的双通道数据采集卡。实际测量中，在满足测量要求的前提下，可以充分利用计算机自身资源，完成数据采集任务，从而节省成本。虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台。虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统,且功能灵活,很容易构建,所以应用面极为广泛。目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境是美国国家仪器公司的创新软件产品[1]。它是将仪器装入计算机中, 以通用的计算机