虚拟仪器发展及应用实例

虚拟仪器发展及应用实例

27年前，美国国家仪器公司NI（National Instruments）提出“软件即是仪器”的概念，推出了LabVIEW直观的流程图编程风格的软件开发和运行平台，引发了测控技术领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，开启了虚拟仪器（VI）的先河。

虚拟仪器可以充分利用现有计算机资源，配以独特设计的软硬件，实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的功能。它依赖软件，通过计算机来控制测试硬件、分析和提供测试数据。由于没有专门的前面板、显示器和电源，其硬件通常在PC或VXI/CPCI主机中，所有仪器面板和显示器都在监视器上模拟，所以称为虚拟仪器。虚拟仪器不但功能多样、测量准确，而且界面友好、操作简易，与其它设备集成方便灵活。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，给用户一个充分发挥自己才能和想象力的空间。用户可以根据不同要求，设计自己的仪器系统，满足多样的应用需求。其特点是价格适中、功能强、测试速度快、可重组。有趋势表明，虚拟仪器最终要取代大量的传统仪器成为仪器领域的主流产品，成为测量、分析、控制、自动化仪表的核心，并成为机器人的核心技术。

目前，虚拟仪器有两类。一类基于PC，它是由PC、能插入PC机箱的插卡或模块和相关测试软件（如LabVIEW）所构成。采用这种结构能构成基于PC 的示波器、任意波形发生器、波形分析仪、函数发生器、逻辑分析仪、电压表和数据采集产品。另一类基于VXI或CPCI/PXI专用系统，采用这种结构能构成用于生产测试的高性能专用测试系统、数据采集系统和自动测试设备（ATE）。

插卡型虚拟仪器：ISA、PCMCIA、PCI

基于通用PC的硬件，可以利用PC机组建成为灵活的虚拟仪器，是现在比较流行的虚拟仪器系统。这种方式借助于插入PC机或工控机内的数据采集卡与专用的软件相结合，完成测试任务。它充分利用计算机的总线、机箱、电源及系

统软件的便利，其关键在于A/D转换技术。

插卡类型有ISA卡、PCMCIA卡和PCI卡等多种类型。随着计算机的发展，ISA型插卡已经逐渐退出舞台。PCMCIA卡由于受到结构连接强度太弱的限制影响了它的工程应用。而PCI总线正在广泛使用，已经成为PC的事实标准。它是一种同步的独立于CPU的32位或64位局部总线，时钟频率为33MHz，数据传输率高达132～264MBps，PCI总线技术的无限读写突发方式，可在一瞬间发送大量数据。PCI总线上的外围设备可与CPU并发工作，从而提高了整体性能。PCI总线还有自动配置功能，从而使所有与PCI兼容的设备实现真正的“即插即用”(plug&play)。

由于插卡型仪器多数没有抗混滤波器且分时采样，特别要注意混叠现象和通道间相位差。因个人计算机数量非常庞大，插卡式仪器价格最便宜，因此其用途广泛，特别适合于教学部门和各种实验室使用。目前仍有强大的生命力。

外挂型虚拟仪器：RS232串口总线、USB通用串口总线、IEEE 1394总线

由于基于PCI总线的虚拟仪器在插入DAQ时都需要打开机箱等，操作不便。而且主机上的PCI插槽有限，再加上测试信号直接进入计算机，各种现场的被测信号对计算机的安全造成很大的威胁，同时，计算机内部的强电磁干扰对被测信号也会造成很大的影响，故以串口接口总线方式的外挂式虚拟仪器系统成为廉价型虚拟仪器测试系统的主流。

虚拟仪器系统采用的总线包括传统的RS232串行总线、USB通用串行总线和IEEE 1394总线（即Firewire，也叫做火线）。 RS232总线是PC机早期采用的串行总线，技术成熟，应用广泛，至今仍然适用于要求较低的虚拟仪器或测试系统。近年来，USB总线得到广泛的支持，微软的全系列操作系统均支持USB。但是，USB总线也只限于用在较简单的测试系统中。用虚拟仪器组建自动测试系统，更有前途的是采用IEEE1394串行总线，这是因为这一种高速串行总线，能够以100、200或400Mb／s的速率传送数据，显然会成为虚拟仪器发展最有

前途的总线。目前国际上虚拟仪器所用IEEE 1394总线的传站速度已经达到100Mb／s。

利用PC机的各种串口通讯，可把硬件集成在一个采集盒里或一个探头上，软件装在PC机上，通常可以完成各种虚拟仪器的功能。它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连，方便野外作业。又可与台式PC机或工控机相连，实现台式和便携式两用，非常方便。特别是USB口和1394口具由于传输速度快、可以热插拔、联机使用方便的特点，很有发展前途，将成为未来虚拟仪器有巨大发展前景和广泛市场的主流平台。通过各种不同的接口总线，可以组建不同规模的自动测试系统。它可以借助不同的接口总线的沟通，将虚拟仪器、带接口总线的各种电子仪器或各种插件单元，调配并组建成为中小型甚至大型的自动调试系统。

世界各国的公司，特别是美国NI公司，为使虚拟仪器能够适应上述各种总线的配置，开发了大量的软件以及适应要求的硬件（插件），可以灵活地组建不同复杂程度的虚拟仪器自动测试系统。

高精度集成系统：GPIB→VXI→PXI仪器总线

除了利用通用计算机或工控机开发虚拟仪器外，专用的仪器总线系统也在不断发展，成为构建高精度、集成化仪器系统的专用平台。

GPIB总线(即IEEE488总线)是一种数字式并行总线，主要用于连接测试仪器和计算机。该总线最多可以连接15个设备(包括作为主控器的主机)。如果采用高速HS488交互握手协议，传输速率可高到8MBps。作为早期虚拟仪器发展的产物，目前已经逐步退出市场。

VXI总线(即IEEE1155总线)是一种高速计算机总线—VME总线在仪器领域的扩展。VXI总线具有标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强，最高可达40MBps，定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的特点，因此

得到了广泛的应用。经过10多年的发展，VXI系统的组建和使用越来越方便，尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。然而，组建VXI总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造价比较高，其推广应用受到一定限制，主要应用集中在航空、航天等国防军工领域。目前这种类型也有逐渐退出市场的趋势。

PXI总线是以CompactPCI为基础的，由具有开放性的PCI总线扩展而来(NI 公司于1997年提出)。PXI总线符合工业标准，在机械、电气和软件特性方面充分发挥了PCI总线的全部优点。PXI构造类似于VXI结构，但它的设备成本更低、运行速度更快，体积更紧凑。目前基于PCI总线的软硬件均可应用于PXI 系统中，从而使PXI系统具有良好的兼容性。PXI还有高度的可扩展性，它有8个扩展槽，而台式PCI系统只有3～4个扩展槽。PXI系统通过使用PCI-PCI桥接器，可扩展到256个扩展槽。PXI总线的传输速率已经达到132Mbps(最高为500Mbps)，是目前已经发布的最高传输速率。

因此，基于PXI总线的仪器硬件将会得到越来越广泛的应用。把台式PC的性能价格比和PCI总线面向仪器领域的扩展优势结合起来，将形成未来主流的虚拟仪器平台之一。

网络化虚拟仪器：现场总线、工业以太网、Internet

为了共享测试系统资源，越来越多的用户正在转向网络。工业现场总线是一个网络通讯标准，它使得不同厂家的产品通过通讯总线使用共同的协议进行通讯。现在，各种现场总线在不同行业均有一定应用；工业以太网也有望进入工业现场，应用前景广阔；Internet已经深入各行各业乃至千家万户。嵌入式智能仪器设备联网的需求将越来越广泛。

为此，NI等公司已开发了通过Web浏览器观测嵌入式仪器设备的产品，使人们可以通过Internet操作仪器设备。根据虚拟仪器的特性，人们能够方便地将虚拟仪器组成计算机网络。利用网络技术将分散在不同地理位置不同功能的测试

设备联系在一起，使昂贵的硬件设备、软件在网络上得以共享，减少了设备重复投资。现在，有关MCN(Measurement and Control Networks)方面的标准已经取得了一定进展。由此可见，MCN网络化虚拟仪器将具有广泛的应用前景。

基于不同的通讯总线和联网总线，虚拟仪器可面向高中低端的不同应用。目前，全球有成千上万台测控设备中正在使用虚拟仪器，虚拟仪器正在深入各行各业，影响着人类的生产、教学、科学实验、国防等，甚至进入家庭自动化管理。由于可充分利用PC、网络和通讯的相关技术，虚拟仪器有望取代测量技术传统领域的各类仪器。

虚拟仪器技术在电液控制系统测试中已得到应用。大型装备往往是机电液一体化、集多种功能于一体的综合设备，以电液控制系统为其控制核心，它们的性能正常与否直接关系到装备的效能。对电液系统实现快速测试，以保证系统状态的良好已成为大型装备使用中的重要环节。传统的检测方法是利用常用仪器仪表，检查控制系统在人为设置状态下的输出是否正常，这种方法费时、费力，难于对系统的功能进行全面和快速检查，也不适应目前装备更新快的特点。因此，有必要通过引入虚拟仪器技术的思想和设计方法，在相对简单和通用化的硬件配置下，建立一个主要由软件完成各项测试功能、具有良好可视化人机界面的多功能测试系统。

测试系统的硬件以微机为核心，配备数字量和模拟量信号采集板和信号输出板；根据被测试对象的不同，通过信号转接电路与测试对象相联系。系统的主要功能由软件实现，其结构图如图1所示。

图1 测试系统软件结构图

软件除完成一般测试仪器的信号采集和输出功能外，增加了如下几个部分：

①对被检测控制系统进行功能模拟的虚拟控制器；

②对被检测控制器控制面板进行模拟的虚拟控制面板；

③对系统中各传感器进行功能模拟的虚拟信号发生器；

④显示各类控制器输出信号状态的虚拟信号显示仪；

⑤对装备外界环境和相关设备进行功能模拟的虚拟环境产生器。

上述各虚拟单元的建立依赖于可视化图形实体库的建立。实体库为一采用面向对象方法编制的可重用代码库，各实体是一个可视的图形界面，可与用户交互。各虚拟单元的建立和重构通过实体选择和布置来完成定义，各图形实体对外表现为灰箱结构，留有输入和输出接口，以实现代码的重用。

2 图形实体库与虚拟单元

2.1 图形实体库的建立

可视化图形实体的建立可以通过面向对象的程序编码和窗口基类的定义来实现。窗口是用户与产生该窗口应用的程序之间的一个可视界面，通过窗口可以接收用户的输入信息，发送或显示特定信息。将可视化图形实体看作是具有特定功能的图形窗口，这样在窗口基类的基础上，定义和扩展窗口的功能，就可以创建一个可视化的图形实体。

可视化图形实体的建立根据实际被测试系统的构成和测试任务的需要来不

断扩充。在大型电液控制系统虚拟测试系统中，需要创见多种实体，如以按钮类实体来模拟控制按钮和发送脉冲信号的开关型传感器；以指示灯类实体模拟控制面板上状态批示灯或控制输出的开关信号状态；以数值表类实体来显示模拟信号的瞬时值；以阀类实体来模拟实现液压系统油路通断功能的换向阀的动作；设计环境干扰源来模拟产生设备使用现场存在的各类干扰信号等。

各图形实体创建后，用户通过交互式开发环境选择和定义所需实体后，即可构造测试仪中各虚拟功能单元。

2.2 虚拟单元的构造

测试系统的主要部件是各虚拟单元，即将通常由硬件构成各主要功能部件改由软件实现，这样构造的虚拟单元在屏幕上显示为一个窗口，在窗口内通过可视化图形实体的设置，实现人机交互，完成相应的测试任务。

2.2.1 虚拟信号产生单元

模拟产生被测系统工作过程中的各开关型传感器发出的机构动作到位信号，及模拟量传感器发出的机构位移等连续变化信号。虚拟单元的构造可以通过选择和定义若干个具有相应功能的图形实体来完成，如通过选择开关类实体来代表一个到位开关。各实体通过标题来区分，各实体的信号发送可由以下两种方法来实现：

① 测试人员通过鼠标点动或键盘选择产生有效信号，用于测试控制系统在一定输入信号作用下的功能是否正常；

② 由虚拟环境产生单元控制各实体的状态，模拟各传感器在实际控制过程中的信号产生序列及外界干扰信号的影响，用于全自动测试控制系统完成整个控制过程的功能是否正常。

2.2.2 虚拟信号显示单元

对测试系统通过数据采集板获取的信息进行直观显示，通过对具有相应功能图形实体的选择和定义来实现。例如，对开关型信号可选择指示灯实体类对信号的开关状态进行显示，对模拟量信号可选用示波器或数值表实体类进行图形显示。通过虚拟信号显示单元，可以向测试人员提供实时显示测试结果的一个可视化图形界面。

2.2.3 虚拟控制器单元

用于模拟被测试系统的数据转换功能，包括两个部分：

①虚拟控制面板：具有与实际控制面板相同的外观与功能，可实现人机交互，以模拟操作人员的实际操作情况；

②虚拟控制器：完成对控制器的功能模拟，它接受测试人员通过虚拟控制面板传送的操作指令，确定正确的输出信号。

虚拟控制器单元的用途，一是在测试仪没有与实现被测系统相联机时，代替控制器完成测试过程，以帮助测试人员熟悉被测对象及测试过程，同时可以实现故障人为设置，以提高测试人员的分析判断能力；二是在联机测试过程中，它与被测控制系统同步工作，两者具有相同的输入信号，将两者的输出信号相比较，即可判断实际控制器的功能是否正常。

2.2.4 虚拟环境产生单元

用于模拟控制系统实际工作过程中外界环境的影响及相关设备的工况，包括：

①虚拟干扰源：模拟产生现场可能存在的干扰信号，这些信号可加入到虚拟信号产生单元的输出信号上或控制系统的输出信号上，以测试控制系统在输入输出信号上存在干扰情况下的功能是否正常。

②虚拟外设：用于模拟控制系统的实际控制对象的动作状况，如以图形动画方式显示液压系统电磁换向阀在电信号作用下的通断、液压油缸的伸缩及相应机构的运动情况等。在执行机构上可模拟安装相应的传感器件，在机构动作过程中或到达预定位置时，控制虚拟信号产生单元相应实体的状态与信号发送，这样可以高逼真度地仿真控制系统的实际工作过程，实现对系统功能的全自动测试。

3 系统构建与信息管理

多功能测试仪的各虚拟单元是一个个独立的功能模块，系统构建与测试任务的完成需要在总控模块的组织下，通过各单元的有机结合来完成。

3.1 功能重构

基于虚拟仪器技术多功能测试仪的一个重要特征在于提供一个面向用户的开放平台，用户可以自己定义功能和扩展系统，实现一机多功能化和系统快速重构。系统重构可分为两个层次，一是用户通过可重用代码扩充可视化图形实体库

和实现对被测对象控制过程的功能模拟，这是较低层次上的系统功能扩展；二是在较高层次上，利用交互式开发环境，通过对图形实体的选择与定义快速构造各虚拟功能单元，以构成一个完整的测试系统。

3.2 任务调度

根据被测试对象的不同，可以构造不同的测试系统。各测试系统功能的实现由总控模块通过任务调度来完成。任务调度规则根据测试状态的不同而变化，包括：

① 单项测试：用于在预设状态下对系统的功能测试。控制系统处于单步工作状态，参与测试的虚拟单元包括虚拟信号产生单元和虚拟信号显示单元，由测试人员控制虚拟信号产生单元发送的信号为控制的输入（反馈）信号，通过虚拟信号显示单元检查控制器的功能是否正常。

② 综合测试：用于对控制系统的一个连续工作过程的功能测试。控制系统处于步进或自动工作状态，通过控制面板进行正常操作控制，由虚拟信号产生单元发送各到位信号，通过虚拟信号显示单元检查控制器的功能是否正常。

③ 全真测试：用于对控制系统整个工作过程的自动测试；控制系统处于自动工作状态，通过控制面板进行正常操作控制，控制器的输出信号控制虚拟外设的动作，继而控制虚拟信号产生单元发送到位信号，测试人员可通过虚拟环境干扰源施放的干扰信号、测试系统将虚拟控制器单元的输出结果与测试结果进行比较、分析和判断后，确定被测对象的功能是否正常。

在测试仪与被测试对象非联机状态，亦可启动测试软件以培训测试人员，此时由各虚拟单元协同完成对实际测试过程的模拟。

3.3 信息管理

通过黑板结构的建立来实现各功能单元间的信息交换，如图2所示。它实际上是一个动态的全局信息存储区。黑板上记录有各种信息，包括测试指令与状态设置、虚拟单元的输入或输出结果、通过数据采集板所获得的测试结果等内容，各功能单元可以到黑板上读取各类信息或修改它有权更改的信息。在系统重构中同时对黑板结构定义表进行定义，以保证各单元信息交换的有效进行。

图2 黑板结构示意图

4 结束

虚拟仪器技术的测试系统适应了大型机电液设备电液控制系统测试任务的需要，充分发挥了现代计算机的技术优势和软硬件资源，实现了测试系统的多功能化和高度灵活性。采用面向对象编程技术实现可视化图形实体库，成为一个可重用代码库；基于图形实体库建立的各虚拟单元既具有特定的功能，又具有很强的重构性；各虚拟单元的设计和协同工作，特别是虚拟环境生成单元的实现可以极大地增强测试手段和测试过程的可视化，实现对被测对象工作过程的全自动和高逼真度测试与模拟，其灵活性和经济性是传统测试仪器难以达到的。

LabVIEW程序实例

1、Build a VI that generate a random number between zero and ten,and then divides it by an input number and diaplays the result on the front panel.If the input number is zero,the VI lights an LED to flag a “divide by zero”error 2、3-1，P43 3、Try create a VI to compute n！ 4、求500个随机数中的最大值和最小值。 5、3-3，P44 6、3-4，P46 7、3-5，P49 If implement this equation using regular G arithmetic functions,the block diagram looks like the one in the following illustration.Please imolement the same equation using a Formula Node,and add event to control when the VI executes.

8、设计一个简单信号源，能选择正弦波、三角波和方波并用Waveform Graphe显示。 9、4-1，P68 10、4-5，P72 11、（1）显示一个二维数组的行数和列数（2）查找一个二维数组中最大值,以及最大值在数组中的位置。

12、5-2，P89 13、6-1，P100 14、6-3，P103 15、7-4，P120 16、7-5，P121 17、双边傅里叶

labviewDAQ学习总结

使用LabVIEW创建应用程序 如在LabVIEW中对NI-DAQmx支持的设备进行编程，可在MAX或LabVIEW中打开DAQ助手，交互式地创建全局或局部虚拟通道和任务。详细信息，见DAQ助手帮助。也可使用NI-DAQmx API创建局部虚拟通道和任务，并编写应用程序。完成下列步骤，在LabVIEW中创建应用程序： 1.打开现有或新建一个LabVIEW VI。 2.使用NI-DAQmx VI和属性构建VI。 关于NI-DAQmx VI的帮助信息，见NI-DAQmx C Function Reference Help。关于LabVIEW编程的详细信息，见LabVIEW帮助。 在LabVIEW SignalExpress中创建应用程序 如要在LabVIEW SignalExpress中使用NI-DAQmx支持的设备，可创建一个包含NI-DAQmx步骤的项目。LabVIEW SignalExpress用于记录和分析数据。在LabVIEW SignalExpress中，可将在MAX中创建的全局虚拟通道添加至NI-DAQmx步骤。详细信息见DAQ助手帮助。完成下列步骤，开始使用LabVIEW SignalExpress： 1.单击Add Step，然后选择Acquire Signals?Acquire DAQmx?Analog Input?Voltage，放置DAQmx采集步骤。 2.单击+按钮，将通道添加至NI-DAQmx步骤。 关于将DAQ助手与LabVIEW SignalExpress配合使用的帮助信息，见Taking an NI-DAQmx Measurement in LabVIEW SignalExpress。关于在LabVIEW SignalExpress中编程的常规帮助信息，见LabVIEW SignalExpress Help。疑难解答 安装和配置 关于安装和配置的一般说明，请参考DAQ入门指南和SCXI快速入门手册。 如安装DAQ硬件或软件时有任何问题，请使用下列资源： ?关于疑难解答指导，请登录https://www.docsj.com/doc/f917190116.html,/support/install，查看硬件安装或配置答疑。 ?关于常见安装和编程问题的疑难解答和NI产品的常见问题解答，请参考https://www.docsj.com/doc/f917190116.html,/kb 的知识库文档。

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、

实验报告范例(虚拟仪器)

西华大学实验报告 实验课程名称：虚拟仪器 开课学院及实验室：机械工程与自动化学院 2005年 4 月16 日 1 实验目的 （1）学习用声卡作为数据采集装置的LabVIEW 编程方法； （2）从设计中深入理解虚拟仪器的组成，理解数据采集、数据分析的重要性，用LabVIEW 实现测试系统的优点； （3）实验的应用：目前的测试教学实验中常常要用到A/D 采集卡，而A/D 采集卡价格不菲，以实验室有限的经费，不能较多地购置以供同学们实验使用。进而考虑计算机中的声卡本身就是一个A/D 、D/A 的转化装置，而且造价低廉，性能稳定，在教学实验中完全可以满足实验的需求，可以进一步开发研制了一个广泛应用的测试教学实验系统。 2 实验设备、仪器 计算机、声卡、LabVIEW 软件 3 设计一个基于声卡的频谱分析仪，数据 4 实验原理 4.1声卡的基本常识 声卡是现在计算机中非常常见的一个组件，是多媒体的标准配置。 目前市场上的一般声卡按照其位数可以分成8位和16位： 8位：8位声卡把音频信号的大小（音量）分成256个等级（0～255）。 16位：16位声卡把音频信号的大小分成为65536个等级（0～65535）。 在LabVIEW 软件中，对于声卡的声道可以分为mono 8-bit （单声道8位）、mono 16-bit （单声道

16位）、stereo 8-bit（立体声8位）、stereo 16-bit（立体声16位）。其中，16位声道比8位声道采样的信号质量好，立体声(stereo)比单声道(mono)采样信号好，采样的波形稳定，而且干扰小。另外，用单声道采样，左右声道信号都相同，而且每个声道的幅值只有原来幅值的1/2；用立体声采样，左右声道信号互不干扰，可以采两路不同的信号，而且采样的信号幅值与原幅值相同。 声卡的采样频率（rate）有4种选择，即8000Hz、11025 Hz、22050 Hz、44100 Hz，采样频率不同，采到波形的质量也不同，应该根据具体情况而采用合适的频率。 4.2 LabVIEW中有关声卡的函数简介 LabVIEW中提供了一系列使用Windows底层函数编写的与声卡有关的函数。这些函数集中在下图所示的Sound VI下。 图 Sound VI Sound Input函数简介

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

(完整版)虚拟仪器学习心得总结

虚拟仪器学习心得总结 姓名：王水根 学号：1083420213 班级：0801101班 学院：电气学院 指导老师：付宁

虚拟仪器学习心得总结 王水根 刚开始接触虚拟仪器这个概念的时候是在大三的上学期，我不记得那天具体是什么日子了，只记得公寓前面展板上多了一个很大的海报，内容大概是哈工大虚拟仪器协会成立招新和第一届全国虚拟仪器设计大赛的相关说明。这是我第一次接触“虚拟仪器”这个当时陌生的新词。一看到这个词我马上想到我们经常用的仿真软件Multisim,那里面就有好多虚拟的电源、示波器、万用表，还有频谱分析仪、逻辑分析仪等。顿时，我觉得这个很有意思啊，要是能自己在电脑里设计一个示波器那就厉害了。可是那个虚拟的仪器又是怎么集成到其他电路仿真软件上的呢？还有虚拟仪器的定义到底是什么呢？不知道。所以我带着这些疑问上网查找和虚拟仪器的相关文档，看看虚拟仪器到底是一个什么东西，虚拟仪器在哪些领域有应用。 后来，我参加了协会组织的招新，初次接触了Labview，在花了一个通宵做完招新布置的作业后，我也成了一名Labview的初学者。这之后我知道了Labview 这个软件是用来设计虚拟仪器的，而虚拟仪器是用计算机设计的一个软件，它能完成一台台式仪器的功能。比如可以用Labview设计一个信号发生器，产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、任意占空比矩形波等。 而Labwindows/CVI我上大二时实验室的师兄跟我说过，他那时跟我说CVI 是用来设置界面用的，一般都是硬件配上CVI一块用。可是在系统学习CVI之前我从没用过Labwindows/CVI。CVI和Labview都是很好用很优秀的软件，在自动化测试领域有着特别重要的作用。Labview采用的是G语言，也就是图形化语言，它不仅是一种编程环境，也是一门编程语言。Labview因为采用的是图形化语言，所以和CVI比起来学习更容易，编程也更简单，比较适合于专业知识比较薄弱的学习者。Labview采用的编程思想和传统C语言一样，是嵌套，主函数包含子函数的思想。所以，当要编写比较大的程序时，整个结构就显得很大很复杂，编写起来比较困难。这时，CVI相对就比较适合，因为C语言相对G语言逻辑性强，结构性要强。下面我就说说这次学习CVI的心得感受。 首先，老师帮我纠正了之前我对虚拟仪器的理解。虚拟仪器是在通用计算机上加上一组软件和/或硬件，使用者在操作这台计算机时，就像是在操作一台他自己设计的专用电子仪器。虚拟仪器是一种软件定义的系统，它基于用户需求的软件定义了一般测量硬件的功能。这就应证了前面师兄跟我说的那句话，光有软件也是不行的，还得有硬件配合，任何软件都有一定的局限性，因为它们都是基于操作系统平台的，而硬件是不需要任何平台的，它自身就可以成为一个平台。 后来，我知道了如何用CVI去设计一台虚拟仪器，了解了设计虚拟仪器的步骤。和Labview设计虚拟仪器的步骤很像，用CVI设计虚拟仪器首先也是先设计软面板，在CVI中是“.uir”文件，然后是编写程序代码，最后是编译调试运行。后来，我们比较系统性地学习了CVI测试数据的显示、分析、存储和传输方面的

Labview串口通信开发实例(值得拥有)

串口通信的基本概念 串口通信的基本概念 1，什么是串口？ 2，什么是RS-232？ 3，什么是RS-422？ 4，什么是RS-485？ 5，什么是握手？ 1，什么是串口？ 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米； 而对于串口而言，长度可达1200米。

典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参 数必须匹配： a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB 设备的通信。 b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信 的情况。 c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和

LabVIEW程序设计步骤

LabVIEW 程序设计步骤 下面通过一个设计实例来详细介绍虚拟仪器软件LabVIEW 的程序设计步骤。 设计目标：假设有一台仪器，需要调整其输入电压，当调整电压超过某一设定电压值时，需通过指示灯颜色变化发出警告。 1 建立新VI 启动LabVIEW 程序，单击VI 按钮，建立一个新VI 程序。 这时将同时打开LabVIEW 的前面板和后面板（框图程序面板）。在前面板中显示控件选板，在后面板中显示函数选板。在两个面板中都显示工具选板。 如果选板没有被显示出来，可以通过菜单查看（View ）/工具选板（Tools Palette ）来显示工具选板，通过查看（View ）/控件选板（Controls Palette ）显示控件选板，通过查看（View ）/函数选板（Functions Palette ）显示函数选板。 也可以在前面板的空白处，单击鼠标右键，以弹出控件选板。 2 前面板设计 输入控制和输出显示可以从控件选板的各个子选板中选取。 本例中，程序前面板中应有1个调压旋钮，1个仪表，1个指示灯，1个关闭按钮共4个控件。 1）往前面板添加1个旋钮控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ） → 数值（Numeric ） → 旋钮（Knob ），如图2-14所示，标签改为“调压旋钮”； 2）往前面板添加1个仪表控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ） → 数值（Numeric ） → 仪表（Meter ），如图2-14所示，标签改为“电压表”。 3）往前面板添加1个指示灯控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ）→ 布尔（Boolean ） → 圆形指示灯（Round LED ），如图2-15所示，将标签改为“上限灯”。 4）往前面板添加1个停止按钮控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ）→ 布尔 图2-15 添加指示灯、按钮控件 图2-14 添加旋钮、仪表控件

labview复习重点总结

Labview复习题 一、填空 1. 所有的LabVIEW 应用程序，即虚拟仪器（VI），它包括前面板、流程图以及图标/连结器三部分。 2. LabView有三种操作模板，分别是控件模板、函数模板和工具模板。 3. CIN节点需要调用*.lsb格式文件，这种文件可以通过Visual C++来生成。 4. 虚拟仪器设计中连线为虚线时表示数据类型不匹配出错，当RUN按钮显示为折断的箭头时，表示程序有错误发生。 5.在LabView中局部变量主要用于程序内部传递数据，全局变量主要用于程序之间传递数据。 6. 程序框图由端口、节点和连线组成的可执行代码。 7、数组是相同类型的数据元素的集合，数据元素的类型可以是任意的，可以创建数值数组、布尔数组、字符数组和簇数组。 8、数据采集系统由被测参数→传感器→信号调理→数据采集卡→计算机组成。 9、Labview支持文本文件，二进制文件，数据记录文件，波形文件，测试数据文件等格式的文件输入和输出。 10、数据采集卡性能指标有输入通道数，输出通道数，采集位数，采集速度等。 11、循环边框上的数据出口为一个小方块，称为移位寄存器，具有存贮数据功能，对FOR 循环而言第一次循环时布尔型数据出口值为false。 12、虚拟仪器在使用数据采集卡之前必须运行专用软件MAX进行配置，如设置通道名，输入输出类型，测量类型等。 13、LabVIEW概念是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。 14、传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，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。它用图标表示函数，用连线表示数据流向。 15、LabVIEW程序为称为VI，扩展名默认为.vi。 16、程序框图是图形化源代码的集合，这种图形化的编程语言也称为G语言。

虚拟仪器的发展与应用

虚拟仪器的发展与应用 摘要：虚拟仪器是电子测量技术和计算机测控的前沿技术，虚拟仪器将计算机采集测试分析引入到电子测量领域，用数字化和软件技术极大地提高了测试的灵活性和可扩充性。介绍了虚拟仪器的发展、构成和应用，并对虚拟仪器技术的发展作出展望和预测。 关键词：虚拟仪器；智能仪器；网络化 The Development and Application of Virtural Instrumental Abstract: The virtual instrument is an advanced technique of electronic menasurement and computer measure and control. With computers being introduced into electronic measurement field, digital and software technology enhance the flexibility and expansibility of measurtment. The development, generl construction and applications of virtual instruments are presented. The development of vitual instrumental technology is also prospected in the end. Keyword: virtual instruments;intelligent instrument; networked 0 引言 虚拟仪器技术发展非常迅速,是目前国内外测试技术和仪器制造界十分关注的热门话题。虚拟仪器技术其实质是将传统仪器硬件与最新计算机软件技术充分结合起来，以实现并扩展传统仪器的功能。与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程度、处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势。 1虚拟仪器的发展历程 在电工电子测量技术的应用先后出现了了数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器，同时也由单台仪器逐步发展到叠加式仪器系统、虚拟仪器系统等等。 传统仪器的三大功能块，即数据的采集与控制、数据的分析与处理、结果的输出与显示，均以硬件形式存在，开发、维护的费用高，技术更新周期长。是后来出现的数字化仪器、智能仪器，使传统仪器的准确度提高、功能增强，仍未改变传统仪器那种独立使用、手动操作、任务单一的模式。为此，人们研制出多种通信接口，用于将多台智能仪器连在一起，构成功能更强、适应面更广的测试系统，这就是总线式仪器。将仪器所需的键盘、CRT和存储器等借助于PC资源，构成微机化仪器，简称PC仪器。与总线式仪器系统相比，PC仪器的硬件大为减少。 随着技术的发展与广泛的应用，用户对各种仪器的互操作性迫使微机化仪器的硬件和软件标准化，因而产生了VXI仪器系统。VXI仪器的标准基于开放原则，又具有定时与同步精确，模块可重复利用，传送数据快等优点。 由于PC机的普及，虚拟仪器的开发为了更好的兼容PC机，开发出以PCI总线内核为基础而设计的PXI总线标准。为使不同厂家生产的PC机数据采集软件、硬件具有广泛的互换性，在PXI总线标准发布的第二年，开放式数据采集协会公布了“开放式数据采集标准”。基于此标准而生产的仪器称为VXI仪器。VXI仪器解决了交换性问题，使到在不改动软件的情况下更换测试仪器成为可能。 2虚拟仪器的优点

虚拟仪器及其应用文献综述

虚拟仪器及其应用文献综述 摘要 随着当前经济和互联网的快速发展，虚拟仪器与人类生活的关系越来越紧密。虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面显示的软件组成的测控系统，具有用户定义测量功能、便于组成自动测试系统强大的数据处理功能、系统组建时间短、便于扩展等特点，被广泛应用于测量、监控、工程处理、远程教育、报表生成技术等方面。 关键词：虚拟仪器，测试系统，特点，应用，互联网

引言 从十九世纪初到二十世纪末，测量仪器经历了模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器这四个阶段。相较于前面三代的测量仪器，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通讯及图形用户界面显示的软件组成的测控系统，是一种由计算机操纵的模块化仪器系统[1]。计算机管理着虚拟仪器的硬软件资源，是虚拟仪器的硬件基础。此外，还有基于计算机总线和模块化仪器总线的各种主要用于完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换功能的测控功能硬件，如：利用PCI计算机总线的数据采集卡（DAQ）、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、串口总线仪器等。虚拟仪器的软件系统主要包括I/O接口软件、仪器驱动程序、仪器开发软件、应用软件。 1虚拟仪器系统构成 虚拟仪器由硬件系统和软件系统两部分组成，其中硬件系统一般分为计算机硬件平台和测控功能硬件；软件系统从底层到顶层，包括三部分：VISA 库、仪器驱动程序和应用软件，如图1、2。 图1-1虚拟仪器的基本构成

图1-2虚拟仪器的构成框图 1.1 硬件构成 （1）计算机硬件平台 计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。[2] （2）测试功能硬件 通过A/D转换将模拟信号转化成数字信号，送入计算机进行分析、处理、显示等；再通过D/A转换把数字控制量转化成模拟控制量，送到执行器，从而实现反馈控制，如数据采集卡系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及它们之间的任意组合。所涉及到的硬件接口模块包括：插入式数据采集卡(DAQ)、串/并口、IEEE488接口(GPIB)卡、VXI控制器以及其它接口卡。 1.2软件系统 计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。虚拟仪器是一种主要靠软件实现的仪器,软件才

虚拟仪器的应用及发展前景

龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/f917190116.html, 虚拟仪器的应用及发展前景 作者：王新 来源：《科技与企业》2013年第13期 【摘要】虚拟仪器技术是电子测量技术和计算机技术集成发展的结晶，虚拟仪器代表了现代仪器和测试技术发展的最新方向。本文着重介绍虚拟仪器的发展和应用，并对虚拟仪器的未来做出理性的分析。 【关键词】虚拟仪器；发展；应用 1.引言 随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，电子测量技术领域发生了巨大的变化；仪器结构的日趋复杂，仪器性能的不断提高，仪器的测试技术已成为测量领域的研究重点。美国国家仪器公司于20世纪80年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入了新的发展时期，随后研制和推出了多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器技术的提出与发展，标志着21世纪测试技术与仪器技术发展的一个重要方向。虚拟仪器代表着从传统的以硬件为主的测量系统到以软件为中心的测量系统的根本性改变。 2.仪器发展过程 到目前为止，电子测量仪器的发展大致分为4代，第1代为模拟仪器，如指针式万用表；第2代为数字化仪器，如数字频率计，此类仪器目前应用甚为广泛；第3代是智能仪器，不但可以自动检测，还能处理数据；第4代就是虚拟仪器，完全由计算机控制。 一台独立的装置是传统仪器的特征，传统仪器由操作面板、信号输入端口、检测结果输出等几部分组成。传统仪器用硬件电路或固化软件实现其功能。这种只能由仪器厂家来定义、制造的框架式结构决定了传统仪器的用户无法随意更改其结构和功能。从而也推动了虚拟仪器的面世。 所谓虚拟仪器，就是用户在通用计算机上加上软件和硬件，根据自己的需求定义和设计仪器的测试功能，使得使用者在操作这台计算机时，就像在操作一台他本人设计的专用传统仪器一样。 虚拟仪器由计算机、应用软件和仪器硬件组成。其核心思想就是利用计算机的软、硬件资源，将原本需要硬件完成的任务软件化，所以应用软件是虚拟仪器的核心。其硬件系统又分为仪器硬件和计算机硬件。 3.虚拟仪器的应用

LabVIEW软件应用实例

图象处理方法在车灯配光检测系统中的应用研究 Image Processing T echnique’s Application and Research in the Automobile Lamp Quality Measurement System 作者：金晅宏 戴曙光 穆平安 单位：上海理工大学光电学院 应用领域：汽车工业 使用的产品：LabVIEW ； NI-IMAQ ；NI-DAQ ； 挑战：将成熟的计算机视觉技术 引入车灯配光检测系统中，应用多种图象处理方法同时实现汽车车灯光轴交点检测和车灯零件检测。 应用方案：使用National Instruments 公司的IMAQ 可视化软件、LabVIEW 图片控制工具包、执行程序生成器和LabVIEW 来开发一个经济、灵活的基于PC 的车灯配光检测系统。 介绍： 车灯配光检测系统原为两套系统：车灯光轴交点检测系统和车灯零件检测系统，其通过人工目测检测车灯光轴交点，应用物位传感器精确定位来检测零件的缺损。本车灯配光检测系统将两系统二合为一，根据测量对象的特征，应用图象卷积、边缘特征提取、图象模式匹配等多种图象处理的方法，实现对不同型号的车灯进行车灯零件缺损检测和车灯光轴交点的自动检测。 系统组成： 整个系统包括硬件部分和软件部分。其系统组成简图如图1所示： 图1：系统组成简图 硬件部分主要运用黑白的CCD 摄取图象，图象通过美国NI 公司的1407图象采集卡传送入PC 机进行处理及数据显示，应用NI_DAQ6023卡控制摄像头间的切换及系统的启动和停止。本系统采用NI 公司的LabVIEW5.1及其图象处理软件包IMAQ Vision5.0作为软件操作平台。其系统的主界面如下图（图2）所示： 图2：系统主界面 系统运行中的一个检测报错界面如下图（图3）所示： 图3：检测报错界面 运用NI （美国国家仪器公司）的这套虚拟开发平台软件，是因为其使用图形化编程语言编写，并提供丰富的库函数和功能模块，具有功能强大及运用灵活等特点，极大的节约了程序开发时间。 光轴交点检测中的图象预处 理方法 （1） 光轴特征分析 本车灯配光检测系统实现计 算机自动检测车灯前照灯光路所成的交点。若为一右侧行驶前照灯, 则其光路图如图4所示： 图4：前照灯光路图 h-h ：通过前照灯焦点的水平面; H-H2：道路中心线； v-v ：通过前照灯的垂直面； 根据前照灯光路标准H —H2与h —h 的夹角为15°，且ZONE1 为暗区，而ZONE2为亮区，两个区域分界明显，有较大的亮度对比度。H-H2与h-h 的交点位置是车灯光轴检测的一个重要参数。 （2） 图象的原始LUT 变 换 LUT （Look_up Table ）变换是一种 很基本的图象处理技术，其对图象象素的灰度值进行特定计算及转换，可以达到突出图象的有用信息，增加图象的光对比度，对要进行边缘检测的图象尤佳，可以使边缘明显。本系统的车灯光轴原始图如图5所示： 图5：光轴原始图

虚拟仪器的应用

实验报告 实验题目 基于虚拟仪器技术的 涡流传感器位移测量实验 专业测控技术与仪器班级仪112班 学号3110241032 学生王金利 同组人王俊俊，王琦 指导教师晏克俊 2014 年

一、实验内容 本实验是利用所学虚拟仪器编程实现涡流传感器位移特性的测量，涡流传感器的基本工作系统由探头，前置器以及被测体构成，当前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈时由电磁感应定律可知，交变电流会在探头头部的线圈中产生交变磁场。当有被测金属体靠近这一磁场时在金属表面会产生感应电流，由于其呈漩涡状故称之为电涡流。与此同时该电涡流场也会产生一个与头部线圈方向相反的交变磁场与其反作用，以使得头部线圈的高频电流幅度和相位得到改变，这一改变与金属导体的磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。 当控制金属导体的磁导率、电导率等参数相同时，电涡流的强度大小就只与头部线圈到金属导体表面的距离有关，通过前置器电子线路的处理，即可将头部线圈与金属导体之间距离的变化转换成电压的变化，输出信号的大小岁探头到被测体便面之间的间距而变化，电涡流传感器根据这一原理实现对金属物体位移的测量。 虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上配备相应的板卡，由用户设计定义，具有虚拟面板，其测试功能由软件实现的一种计算机仪器系统。本次实验通过对被测的电涡流相应电压强度的变化量信号的采集和分析利用波形图、波形图表和数字表格形象生动的描述出涡流传感器的位移特性。并利用虚拟仪器所编程序完成对电涡流传感器的灵敏度、非线性度、最大偏差、最大位移等参数的测量。 二、实验仪器 1：带虚拟仪器软件的计算机一台； 2：NI6014数据采集卡； 3：数字万用表； 4：涡流传感器实验平台。

labview学习感受

学习labview有快半年了，做个总结。回顾一下自己的摸索过程。 幸运的是有个项目用到Labview,因此边学边用，由于有前一项目的经验作参考，可以说是在模仿中学习。从学习到使用给我最大感受是labview编程容易上手，帮助文档方便，就是太贵了，比较少企业会使用，特别是小企业。虽然这样，还是很推崇学习labview的。废话少说，转入正题。 其实总结自己的摸索过程也等于是在做项目总结。首先从使用的模块做总结： 1、毫无疑问的串口通信； 2、与数据采集相对应的TDMS数据存储模块； 3、报表输出（word,excel,html）； 4、连续的波形显示以及从TDMS里读取显示； 5、待解决的xcontrol控件； 模块分析：1、对于串口通信：主要是要设置成有数据即读取，而不能等到接收缓冲区满时再读取。2、TDMS数据存储，关键点是数据量大的时候如何压缩存储，以及利用TDMS本身的属性设置（可以参见TDMS属性设置帮助），减小存储文件的大小。否则如果数据发送速率快的话，文件大小是很可观的，压缩数据的方式有很多种，我采用的是读取采样间隔长度的数据，提取最大最小值的方式。具体如下： 1) 中间数组存储采样间隔长度的数据；2) 提取中间数组的最大最小值；3)删除中间数组的采样间隔长度；4)将删除后剩余的数组重新赋值给中间数组，给下一次使用。3、报表输出比较简单，la bview已经将要用到的程序封装成一个个VI，只需要调用这些VI，

拼凑成你需要的报表模板形式即可。这一块参考的是方慧敏写的报表输出demo程序。4、 最近开始了上下位机的联调，涉及到了数据采集与数据处理，数据保存，数据导出四者并行执行最需关注的问题，数据同步的问题。全部数据传递都用全局变量需要在数据采集不到数据的时候让全局变量 输出空数据，这种方法显得有点麻烦，而且是多处对全局变量写。有可能会发生竞争。于是翻看labview相关书籍，关于同步技术方面的，其中队列和通知都是很好的方法，采用通知技术可以很好的解决这类问题。

LABVIEW重点总结

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。如果菜单中有Chang to Control,说明这是一个显示对象，可以根据需要，将其变为控制对象。如果菜单中有Chang to Indicator ,说明这是一个控制对象，也可以根据需要，将其变为显示对象。 在默认情况下，对于每个连接到For循环的数组都会执行自动索引功能。 在默认情况下，对于每个连接到While循环的数组都不会执行自动索引功能。 可以禁止/启用这个功能的执行，方法是用鼠标右键单击通道（数组进/出循环的位置），在快捷菜单中选择Disable/Enable Indexing。 ?While循环： ?计数从0开始（i=0）。 ?先执行循环体，而后i+1，如果循环只执行一次，那么循环输出值i=0。 循环至少要运行一次。 移位寄存器在流程图上用在循环边框上相应的一对端子来表示。右边的端子中存储了一个周期完成后的数据，这些数据在这个周期完成之后将被转移到左边的端子，赋给下一个周期。移位寄存器可以转移各种类型的数据－－数值、布尔数、数组、字符串等等。它会自动适应与它连接的第一个对象的数据类型。 For循环用于将某段程序执行指定次数。 For循环具有下面这两个端子： N: 计数端子（输入端子）—用于指定循环执行的次数。 i: 周期端子（输出端子）—含有循环已经执行的次数。i≠N Case结构含有两个或者更多的程序分支,执行哪一个取决于与选择端子或者选择对象的外部

虚拟仪器课程论文-labview的发展历史、研究现状及其展望大学论文

课程名称: 虚拟仪器 学院: 机电工程学院专业: 仪器仪表工程姓名: 刘@ 学号: 4 2

论文介绍：经过一学期的虚拟仪器学习，对LabVIEW的使用有了更深入的了解，有很多思维和方法在今后的学习中值得借用，在此感谢万老师的辛勤付出。本论文主要论点：LabVIEW的发展历史、研究现状及其展望，并分析与其它平台的比较优势，本人测控专业且目前研究方向主要涉及到FPGA的应用，所以文章分析了LabVIEW与MATLAB和FPGA(现场可编程门阵列)等平台的融合，并在此基础上分析LabVIEW最新的应用实例，最后做出总结与展望。 0.引言 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人的变化，美国于1986 年首先提出基于计算机技术的虚拟仪器(Virtual lnstruments 简称Ⅵ)的概念，把虚拟测试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虚拟仪器。虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就好象在操作一台自己设计的专用的传统电子仪器。它可代替传统的测量仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等；可集成于自动控制、工业控制系统；可自由构建成专有仪器系统。它由计算机、应用软件和仪器硬件组成。无论哪种虚拟仪器系统, 都是将仪器硬件搭载到笔记本电脑、台式PC或工作站等各种计算机平台(甚至可以是掌上电脑) 上，加上应用软件而构成的[1]。 虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。 1.虚拟仪器发展历史及现状 LabVIEW( Laboratory Virtual Instrument Engineering Work bench，实验室虚拟仪器工程平台) 是由美国NI公司( National Instruments ，国家仪器公司) 创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具，在实验测量、工业自动化和数据分析领域有着重要作用。

labview应用实例之motor控制

实验名称：LabVIEWIO输出实验 组号：62 同组者：日期： 4.28 【一】实验目的 学习和掌握LabVIEW串口通信的工作原理、功能和使用方法； 使用示波器测量电信号的各种参数； 【二】实验主要仪器设备 一台安装LabVIEW 、Proteus、IN_VISA串口通讯协议驱动和虚拟串口软件VSPD 的PC 机； 单片机实验板。 【三】实验原理 在串口通信中，由于实际上传输的是ASCII码，但是一般字符串控件显示出来的并不是其对应的ASCII码，关于字符串正常显示和十六进制显示，LabVIEW帮助文档里面是这么写的： 正常显示------可打印字符以控件字体显示。不可显示字符通常显示为一个小方框。 十六进制显示------每个字符显示为其十六进制的ASCII值，字符本身并不显示。 比方说对于01这个字符串，如果是正常显示情况下输入01，下位机接收的是其对应的ASCII码而不是01本身；如果是十六进制显示情况下输入01，下位机接收的是十六进制的01。上位机接收下位机发送的字符串同样是ASCII码，一般情况下如果不加转换，在正常显示情况下是乱码，在使用LabVIEW在编程处理直接处理这些字符串的时候，就会出现问题了。于是很多时候需要对字符串正常显示和十六进制显示做一个强制转换，以方便处理。 正常显示至十六进制显示强制转换，一般用于VISA Write：

需要注意的是，在输入端Normal Display String输入的时候要确保字符是以两位的格式输入，比如需要输入1，格式要为01，否则会出错。 十六进制显示至正常显示强制转换，一般用于VISA Read： 【四】实验内容 a. 实验步骤

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