labview测试实验指导方案

北京理工大学珠海学院

工程测试技术

实验指导书

前言

测试技术是具有实验性质的测量技术,与计算机技术、自动控制技术、通信技术构成完整的信息技术学科，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法,是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段。随着现代信息技术的不断发展,机械工程测试作为一门与之密切相关的课程,其

（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Work Bench）是NI公司开发的、采用图形化程序语言——G语言, 通过各功能图标间的逻辑连接实现程序功能的图形化程序设计软件,是虚拟仪器的主要支持技术之一。该软件提供了灵活强大的函数库，在数据处理控制方面有动态连接库、共享库、数字信号处理和产生、频谱分析、滤波、平滑窗口、概率统计等VI。LabVIEW也提供了大量的通过ActiveX等与外部代码或软件进行连接的功能。例如可以与C/C++、VC、VB、Matlab 等软件相连。

二.LabVIEW在机械工程测试实验教学中的应用

机械工程测试课程的主要教学内容包括信号时域波形的统计分析、频域的频谱和功率谱分析、时差域的相关分析等信号分析方法和信号的滤波、采样、截断、调制与解调等信号的调理方法，以及信号发生、存储、显示等辅助设计。实验项目可分为验证性实验和综合性、设计性实验。

2.1验证性虚拟实验系统设计

图1 虚拟测试实验系统总体结构图

2.2 LabVIEW在综合性、设计性虚拟测试实验中的应用

综合性、设计性实验主要体现机械工程测试技术的工程实际应用价值，按照实际测试信号的特点由学生综合运用所学的测试知识，自行设计完成对信号的分

析处理，来提取反映被测对象状态和特征的明确信息。LabVIEW在综合性、设计性虚拟实验项目中的应用更加广泛，在熟练掌握LabVIEW软件运用技巧的前提下，学生可以以工程实际应用为例，自主设计工程实际测试信号采集和处理系统，从而综合考查学生对机械工程测试技术的掌握程度和运用能力。

实验1 正弦信号虚拟发生器

及程序图）

?? 2. 选择信号类型，输入相应的信号频率、相位、幅值和采样频率、采样点数等信息，点击工具栏上的“运行”按钮，分析和观察信号波形，可以根据需要更改波形显示方式，如数字量描述、模拟量描述、线性、颜色显示等。??

3.重复实验2步骤，更换不用实验参数，观察性能参数对信号波形的影响。

4. 重复实验2步骤，选择不同信号进行分析和性能比较。

五.实验结果

实验过程中，将实验结果记录在下表：

实验2 典型信号虚拟发生器

一. 实验要求

??在理论学习的基础上，通过本实验熟悉正弦波、方波、三角波、锯齿波和随机信号等几种典型信号的波形和参数特征，熟悉信号的时域波形变化趋势。

数等信息，点击工具栏上的“运行”按钮，分析和观察信号波形，可以根据需要更改波形显示方式，如数字量描述、模拟量描述、线性、颜色显示等。??

3.重复实验2步骤，更换不用实验参数，观察性能参数对信号波形的影响。

4. 重复实验2步骤，选择不同信号进行分析和性能比较。

五.实验结果

实验过程中，将实验结果记录在下表：

信号，这些信号时域、频域之间的关系很明确，并且都具有一定的特性，通过对这些典型信号的频谱进行分析，对掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法大有益处，并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参照资料。本实验利用虚拟仪器平台可以很方便的对上述典型信号作频谱分析。

?? 2.频谱分析的方法及设备

???? 信号的频谱可分为幅值谱、相位谱、实频谱、虚频谱等等。对信号作频谱

分析的设备主要是频谱分析仪，它把信号按数学关系作为频率的函数显示出来，其工作方式有模拟式和数字式二种。模拟式频谱分析仪以模拟滤波器为基础，从信号中选出各个频率成分的量值；数字式频谱分析仪以数字滤波器或快速傅立叶变换为基础，实现信号的时-频关系转换分析。

???? 傅立叶变换是信号频谱分析中常用的一个工具，它把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间具有一定关系的正弦信号之和，并通过对各个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅值。

?? 2. 点击"波形选择"按钮，选择信号，点击“”运行按钮，分析和观察信号波形和幅值谱以及实频谱和虚频谱特性。

3.重复实验2步骤，更换不用实验参数，观察性能参数对信号频谱的影响。

4.重复实验步骤2，完成各种典型信号的频谱分析。

五.实验结果

实验过程中，将实验结果记录在下表：

二、实验原理提示

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

根据滤波器的选频作用分为：

1) 低通滤波器?

从0～f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分

几乎不受衰减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地衰减。

2) 高通滤波器?

与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。它使信号中高于f

的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。1

3) 带通滤波器?

它的通频带在f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可

?? 1. 简述实验目的和原理。?? 2.绘制各阶段信号波形图?。