虚拟仪器概述
认识虚拟仪器
第1章 认识虚拟仪器
虚拟仪器（Virtual Instruments ，简称VI ）是一种对现实中的各类仪器用计算机进行模拟
的软件。它能完成现实中的仪器所能完成的大部功能。本章先对虚拟仪器作入门性介绍，也是对以后所学知识的总体介绍，然后引出LabVIEW 。通过本章的学习，力求使读者对LabVIEW 有一个初步的认识。
1.1 什么是虚拟仪器
所谓虚拟仪器是指现实中并不存在的仪器。它主要是通过计算机来进行一些仪器的功能
模拟，完成仪器的功能。本节将对虚拟仪器进行介绍和说明。
1.1.1 虚拟仪器简介
虚拟仪器是个全新的概念，是计算机和仪器技术的结晶。同样，它也是测试技术和计算
机深层次结合的产物。从计算机和仪器两者的结合粗略地讲，虚拟仪器可以分为智能仪器和虚拟仪器。它们的区别是，前者把计算机装入仪器，后者把仪器装入计算机。虚拟仪器把计算机的处理器、存储器、显示器和仪器的数模变换器、模数变换器、数字输入输出等结合到一起，用于数据的分析处理、传输、显示等，如图1.1所示。它充分利用了计算机的优势，可对数据进行大量计算和存储。
虚拟仪器是在传统仪器的基础上发展而来的，完全继承了传统
仪器的所有优点，并超越了传统仪器。其把传统仪器的显示和硬件
数据处理引入到计算机中来显示并进行软件处理。这也是近年来计
算机迅速发展的结果。虚拟仪器配置了多种相应的I/O 接口设备进
行数据采集，用不同功能的测试软件对数据信号进行分析处理及显
示，构成一整套的虚拟测试系统。
虚拟仪器具有强大的信号分析、数据处理功能，也具有友好的
人机界面。其各个功能和面板可以由编程用户根据需要进行扩展和自定义。因而用户不用花昂贵的价钱购买多台不同功能的仪器，只
认识虚拟仪器
1.2 虚பைடு நூலகம்仪器软件开发环境
? 虚拟仪器可以在相同的硬件平台下，通过不同的软件开发。常见 的虚拟仪器开发软件是National Instruments（NI）公司提供的 LabVIEW和LabWindows/CVI两种。这两种编程有质的区别，下面 分别对比讲解两种软件的不同。
1.2.1 LabWindows/CVI的使用
1.4 小结
? 本章对虚拟仪器作了简要说明，同时也对LabVIEW软件进行了概 述。本章的重点是对虚拟仪器进行大概的认识，还要对虚拟仪器 和LabVIEW的关系有一个初步地了解。第2章将以一个实例开始， 对LabVIEW编程软件和操作方法进行讲解。
1.5 练习题
? 1．什么是虚拟仪器？虚拟仪器与传统仪器的区别是什么？ ? 2．什么是LabVIEW？LabVIEW的主要优势是什么？ ? 3．LabVIEW系统由哪几部分组成？它被应用在了哪些领域？ ? 4．什么是G语言？它和其他文本化编程语言有哪些异同？
1.2.2 LabVIEW的使用
? LabVIEW是NI公司推出的一种图形化编程语言，其全称是 Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench。LabVIEW的 源程序完全是图形化框图，没有文本代码。LabVIEW平台上编写 的程序扩展名是VI。传统指令编程语言根据语句的含义和逻辑的 先后顺序进行程序编译。但是LabVIEW 软件则采用数据流方式编 程。后面板程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的逻辑与 执行顺序。指令及表示的含义由图标表示，数据流向由表示连线。 本书下面将着重讲解LabVIEW这一虚拟仪器开发平台。
虚拟仪器简介
测量仪器发展至今，大体可以分为四个阶段：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。
模拟仪器：这类仪器是以电磁感应基本定律为基础的指针仪器仪表。基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果，如指针式万用表、三级管电压表等。这类仪器在某些实验室仍能看到。
数字化仪器：这类仪器目前相当普及，如数字电压表、数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号测量，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量。
智能仪器：这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理功能。智能仪器的功能模块全部是以硬件和固化的软件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。
虚拟仪器：是现代计算机软、硬件技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器发展的一个重要方向。
虚拟仪器技术是美国国家仪器公司（National Instruments，NI）在1986年提出的一种构成仪器系统的新概念，其基本思想是：用计算机资源取代传统仪器中的输入、处理和输出等部分，实现仪器硬件核心部分的模块化和最小化；用计算机软件和仪器软面板实现仪器测量和控制功能。
所谓虚拟仪器，就是以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果；利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理；利用I/O接口设备完成信号的采集、测量和调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。使用者利用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。因此，虚拟仪器的出现，使测量仪器和计算机的界限模糊了。
对虚拟仪器的认识资料
认
识
虚
拟
仪
器
学院：电子信息工程学院
班级：10级测控技术与仪器2班姓名：朱楠楠
学号：20101527248
认识虚拟仪器
本学期我们接触学习了虚拟仪器这门课程，先是它的名字就吸引了我们的强烈兴趣，“虚拟”！那到底是研究什么的呢？和我们平时见的真实仪器各有什么千秋与优缺特点呢？机房上机的学习方式更是有利于老师操作控制并知道我们的学习，关于LabVIEW软件的演示更能被我们接受和掌握。我在课余查找搜集了解了更多关于虚拟仪器的相关知识。
一、虚拟仪器的概念
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、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。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。自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW 图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。
二、虚拟仪器的优势
同其他技术相比，虚拟仪器技术具有四大优势：
1、性能高
虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。
虚拟仪器总结
虚拟仪器总结
引言
在科学研究和工程领域中，实验仪器是不可或缺的工具。然而，仪器的购买和维护成本高昂，并且在某些情况下可能不可行。这就引入了虚拟仪器的概念。虚拟仪器是一种通过计算机模拟实验仪器功能和响应的工具。本文将对虚拟仪器进行总结，并探讨其应用和优势。
什么是虚拟仪器?
虚拟仪器是一种通过计算机软件模拟实验仪器的功能和响应的工具。它使用计算机算法和模型来模拟仪器的操作和输出。虚拟仪器可以模拟各种实验仪器，包括示波器、频谱仪、信号发生器等。通过虚拟仪器，用户可以在计算机上进行实验和数据采集，而不需要真实的物理仪器。虚拟仪器通常具有图形用户界面，以便用户可以方便地操作和观察实验结果。
虚拟仪器的应用
虚拟仪器在许多领域有广泛的应用。以下是一些常见的应用领域：
1. 教育和培训
虚拟仪器在教育和培训中起到了重要的作用。它可以提供一个实验环境，让学生在不占用实际实验室资源的情况下进行实验。虚拟仪器还可以提供一个安全的学习环境，避免了可能的实验事故。教师还可以创建自定义的实验模拟，以满足不同学生的需求。
2. 研究和开发
虚拟仪器在科学研究和工程开发中也被广泛使用。研究人员可以使用虚拟仪器来验证理论模型和算法。它还可以帮助工程师在产品开发过程中进行实验和优化。虚拟仪器可以提供快速、准确和可重复的实验结果，加快研究和开发的进展。
3. 远程实验
虚拟仪器还可以用于远程实验。远程实验是一种通过互联网连接到远程实验室进行实验的方式。虚拟仪器的使用使得远程实验更容易实现。学生不需要亲自访问实验室，而是可以通过虚拟仪器在计算机上进行实验。这种方式可以克服时区和地理位置的限制，使得远程教育更具可行性。
虚拟仪器的概念
提示：LabVIEW中，你可以随时获得帮助。用Help→Show Context Help打开帮助窗口（Context Help）快捷键为Ctrl＋H， 当把鼠标放到任何感兴趣的模块对象上时，就会在帮助窗口中显 示相应的帮助信息。 提示：在任何一个控制或是函数模块上单击右键，都会出现弹 出菜单，通过弹出菜单可以方便地对模块进行编辑。
（１）智能化程度高，处理能力强。虚拟仪器的处理能力和 智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实 际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家 系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一 个新的层次。
（２）复用性强，系统费用低。应用虚拟仪器思想，用相同 的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个 高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数 器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、系统 费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分 布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。 （３）可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同 应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处 理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测 量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后 还可打印，显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操 作性大大提高。
三，基础知识学习
LabVIEW程序构成 控制选项板功能介绍 函数选项板功能介绍 工具选项板功能介绍 数据线、数据流和数据类型 控制量与显示量
第一章 虚拟仪器概述
流程图（block diagram）
• 进入框图程序窗口
LabVIEW操作模板
控制模板(Controls Palette)
• 控件选板在前面板显 示，它包含创建前面 板时可用的全部对象。 控件选板中的基本常 用控件可以以现代 （modern）、经典 （classic）和系统 （system）三种风格 显示
• 功 能 模 板 (Functions Palette)函数选板只能在编 辑程序框图时使用，与控 件选板的工作方式大体相 同。创建框图程序常用的 VI 和函数对象都包含在该 选板中。 • 选择View->Functions Palette或右击框图面板空 白处就可以显示函数选板。
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编程环境
框图窗口
图标
百度文库
虚拟仪器基础知识
虚拟仪器基础知识
什么是虚拟仪器？
与传统仪器相比，虚拟仪器（V irtual Instruments）是一种全新的仪器概念，是仪器与计算机深层次结合的产物。虚拟仪器是把计算机资源（处理器、存储器、显示器）、仪器硬件（A/D转换器、D/A转换器、数字输入输出、定时和信号处理）及用于数据分析、数据计算、过程通讯及仪器界面等软件有效结合起来的综合系统。这种仪器系统不仅保留了传统仪器的基本功能，而且提供了传统仪器所不能及的各种高级功能。虚拟仪器的工作过程完全受控于软件，仪器功能的实现在很大程度上取决于应用软件的功能设计，因此仪器的功能是用户而不是厂家定义的，一套虚拟仪器硬件可以实现多种不同仪器功能。
常用名词解释
●AC: Alternating Current，交流电流，泛指交流信号。
●DC: Direct Current，直流电流，泛指直流信号。
●ADC: Analog-to-Digital Conversion，模数变换，有时也表示为A/D。
●DAQ: Data Acquisition，数据采集。
●DMA: Direct Memory Access，直接内存访问。它允许将采集的数据直接送给计算机的内存，数据传
输速率较高。
●GPIB: General Purpose Interface Bus，也称为IEEE 488.2总线。它是一种应用最广泛的仪器总线。
●SCXI: Signal Conditioning extensions for Instrumention,信号调理器。
●VISA: Virtual Instrument Standard Architecture，虚拟仪器软件体系结构。它是控制GPIB、VXI、
虚拟仪器的概念及其系统软硬件结构
虚拟仪器的概念及其系统软硬件结构
虚拟仪器是指利用计算机技术与虚拟现实技术相结合，用软件模拟实
现各种实验仪器的功能，从而实现具备仪器特点和功能的虚拟环境的系统。其核心思想是将实际仪器与计算机技术相结合，利用虚拟环境模拟实际的
仪器操作和实验过程。
虚拟仪器的系统软件结构主要包括控制软件、数据处理软件、用户界
面软件等。其中，控制软件负责模拟实际仪器的控制和操作，包括仪器的
开机、校准、调试、数据采集和数据输出等功能；数据处理软件用于对采
集到的数据进行处理、分析和计算，提供更直观的数据结果；用户界面软
件用于与用户进行交互，界面通常模拟实际仪器的外观和控制面板，用户
通过界面进行操作和监控。
虚拟仪器的系统硬件结构则由多种硬件设备组成。首先是计算机硬件，包括主机、显示器、鼠标、键盘等，在虚拟仪器系统中主要负责运行和控
制虚拟仪器的软件。其次是数据采集设备，通常包括传感器、数据采集卡等，用于采集实际环境中的物理参数，并将其转换为计算机可以识别的电
信号。另外还包括运动控制设备，如机械臂、执行器等，用于模拟实际仪
器的运动和操作。
虚拟仪器的软硬件结构在实现虚拟化过程中互为依赖、相辅相成。软
件通过对硬件设备进行控制和操作，实现了对虚拟仪器的模拟；硬件设备
通过传感器、执行器等与实际世界进行交互，为软件提供输入和输出的接口。软硬件结构的集成和协同工作使得虚拟仪器在模拟实际仪器的功能和
操作过程方面更加精细和真实。
虚拟仪器的应用领域非常广泛，涵盖了物理、化学、生物、医学等多个学科领域。虚拟仪器的优势在于可以提供安全、高效、低成本的实验环境，消除了传统实验仪器的限制，使得学生和研究人员可以在虚拟环境中进行实验和模拟，加深对实验原理和操作过程的理解。
虚拟仪器之概述
2021/8/31
8
(2) 虚拟仪器的发展现状
国外：20世纪80年代以来，NI公司研制和推出了多种总线系统的虚拟仪器， 其代表产品LabVIEW图形编程系统已广泛使用。随后HP公司也推出了 HPVEE编程系统。后来世界上又陆续百家公司如Tektronix公司、Racal公 司也相继推出了各自的产品。 1988年，全球只有5家制造商推出的30余种产品；1994年，已有90余家近 1000多种产品问世。
第1章 虚拟仪器概述
引子
▪ 所有的测量仪器主要功能可由①数据采集 ②数据测试和分析③结果输出显示等三大 部分组成，其中数据分析和结果输出完全 可由基于计算机的软件系统来完成，因此 只要另外提供一定的数据采集硬件，就可 构成由计算机组成的测量仪器。
2021/8/31
2
1.1 虚拟仪器的概念
虚拟仪器指的是具有虚拟仪器面板的个人 计算机仪器。它由通用个人计算机、模块 化功能硬件和控制软件所组成。操作人员 通过友好的图形用户界面以及图形化编程 语言来控制仪器的运行，以完成对被测试 量的采集、分析、判断、显示、存储以及 数据生成。
A/D TI/O
PROCESSO礟 M RaBthUS
Timing
MEMORY
虚拟仪器的概念
二 LabVIEW简单介绍
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是美国国家仪器公司（National Instruments，NI）开发的一种图形化的编程语言。 图形化的程序语言，又称为“Ｇ”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。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，使编程简单直观。
4.工具选项板功能介绍：
通过Windows→Show Tools Palette打开和关闭。它提供了各种 用于创建、修改和调试VI程序的工具。当从选项板内选择了任一 种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。
下面介绍常用工具按钮的功能（其它按钮功能见附 录）：
：操作（Operate Value），用于操作前面板的控制和显示。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。 ：选择（Position/Size/Select），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。 ：标签（Edit Text），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。 ：连线（Connect Wire），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。
马路路灯照度模拟
虚拟仪器
虚拟仪器
虚拟仪器技术是20世纪90年代发展并兴起的一项新技术，主要应用于自动测试、过程控制、仪器设计和资料分析等领域，其基本思想就是在测试系统或仪器设计中尽可能地用软件代替硬件。
虚拟仪器（VI）的出现是仪器测试测量领域的一个突破，代表着仪器测试测量发展的最新方向和潮流实现了测试测量技术和计算机技术的真正融合，是计算机技术和现代测量技术高速发展共同孕育出的一项新技术。
1.虚拟仪器的概念
虚拟仪器是随着计算机技术、现代测量技术、电子仪器技术的发展而产生的一种新型仪器，是现代计算机系统和仪器系统技术相结合的产物，它推动着传统仪器朝着数字化、模块化、虚拟化、网络化的方向发展。
自1986年美国国家仪器公司（National Instruments,简称NI）提出虚拟仪器（Virtual Instrument,简称VI）的概念以来，虚拟仪器这种计算机操作的模块化仪器系统在世界范围内得到了广泛的认同和应用。
通常使用的测量仪器基本上由三部分组成：数据获取、数据处理与分析、数据的显示。传统仪器是将这三部分装入在一个仪器仪表机箱内，而虚拟仪器则是一种功能意义上的仪器，是具有仪器功能的软硬件组合它并不强调物理上的实现形式，所以虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与功能模块硬件结合起来，充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本仪器设备配件的支持下，利用软件完成资料的采集、控制、资料分析和处理以及测试结果显示的测试测量系统。它大大突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的局限性，使用户可以简单、方便地对仪器进行维护、扩展和升级。
虚拟仪器概述
• 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：
• 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。
2.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。
• 流程图提供VI的图形化源程序。在流程 图中对VI编程，以控制和操纵定义在前 面板上的输入和输出功能。
• 流程图由端口、节点、图框和连线构成。
• LabVIEW有3类端口：前面板对象端口、 全局变量与局部变量端口和常量端口。 对象端口被用来与程序前面板上的控制 件或显示件传递数据。
虚拟仪器名词解释
虚拟仪器名词解释
虚拟仪器是一种现代计算机技术,允许计算机在执行某些计算任务时,使用外部设备(如测量仪器、分析仪器等)来进行数据处理和分析。虚拟仪器是一种将外部设备嵌入到计算机系统中的技术,使得这些设备可以与计算机中央处理器(CPU)并行运行,从而提高计算效率。
虚拟仪器通常由一个或多个虚拟仪器库提供,这些库提供了一组标准的虚拟仪器接口,可以被应用程序所使用。虚拟仪器库可以包括不同类型的虚拟仪器,如测量浮点数的浮点测量库、分析仪器的仪器分析库等。应用程序可以使用虚拟仪器库中的虚拟仪器来进行数据处理和分析,并将结果输出到标准输出或文件。
除了提高计算效率外,虚拟仪器还可以带来一些其他的优点。例如,虚拟仪器允许应用程序使用外部设备的数据,而不必手动读取和转换数据。虚拟仪器还可以降低系统复杂性,因为应用程序不必考虑如何与外部设备通信,而是直接使用虚拟仪器库提供的接口进行数据处理。
随着虚拟仪器技术的不断发展,虚拟仪器的应用越来越广泛。例如,在人工智能、医学诊断、天文学、化学分析等领域,虚拟仪器已经成为不可或缺的工具。虚拟仪器技术还可以用于开发更加高效、精确的测量和数据分析应用程序。
虚拟仪器是一种强大的计算机技术,可以提高计算效率和降低系统复杂性,为各种应用程序提供更加可靠的数据处理和分析功能。
虚拟仪器的基础知识
人机交互界面
人机交互界面是虚拟仪器的输出设备 ，用于显示测试结果和用户界面。
人机交互界面通常包括各种显示器、 指示器、控制面板等，以及用于用户 输入的键盘、鼠标等设备。
03
虚拟仪器的应用领域
工业自动化
01
实时数据采集与监控
优势
灵活性
虚拟仪器允许用户根据需要自 由组合硬件和软件，实现不同
的测量和控制系统功能。
可扩展性
随着技术的进步，用户可以随时更 新软件部分，而无需更换硬件，从 而延长了仪器的使用寿命。
高效性
虚拟仪器通常具有友好的图形 用户界面，简化了操作过程， 提高了工作效率。
成本效益
由于降低了硬件成本和维护成 本，虚拟仪器为用户节省了大
护方便。
02
虚拟仪器的核心组件
虚拟仪器软件平台
01
虚拟仪器软件平台是虚拟仪器的核心，它提供了图形化编程环 境，使用户能够通过拖放组件来构建虚拟仪器应用程序。
02
平台通常包括信号处理、数据分析、图形显示等功能模块，以
及用于测试和调试的工具。
常见的虚拟仪器软件平台有 LabVIEW、TestStand、
如何克服局限性
提升计算机性能
通过不断升级计算机硬件，提高虚拟仪器的 性能和实时性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
实时上下文帮助窗口
PPT文档演模板
显示VI 路径
锁定上下 文相关帮 助
2020/12/5
更多帮助 信息
单击此处访问 更详细的联机 帮助
虚拟仪器概述
实时上下文帮助窗口
n 选择菜单栏中Help->Show Context Help选项或按下Ctrl+H，就会弹出 Context Help窗口。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.1 虚拟仪器的概念
传统仪器 厂商定义功能
虚拟仪器 用户定义功能
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
仪器技术的发展过程
虚拟仪器是在计算机上显示传统仪器面板，它将 硬件电路完成的信号调理和处理功能由计算机程序完 成。
PPT文档演模板
2020/12/5
(1) 输入控件（Controls）和显示控件（Indicator）
n 利用输入控件可以输入相应的数据，例 如数字、布尔量、字符串和文件路径等。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
(1) 输入控件（Controls）和显示控件（Indicator）
n 显示控件用来显示数据。显示控件有数 字、温度计、LED指示灯、文本、波形图 等。
信号调理 GPIB 接口仪器
数据采集卡 GPIB接口卡
串行口仪器/PLC
VXI 仪器
PC机或工作 站虚拟仪器 软件开发平台
现场总线（Fieldbus）设备
虚拟仪器构成框图
2020/12/5
虚拟仪器概述
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
一些常用的虚拟仪器板卡
DAQ Card
PPT文档演模板
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
VI 软件使得开发与维护费用降至最低
技术更新周期短(1～2年) 关键是软件
价格低、可复用与可重配置性强 用户定义仪器功能
开放、灵活，计算机技术同步发展 与网络及其它周边设备互联
传统仪器 开发与维护开销高 技术更新周期长(5～10年)
关键是硬件 价格昂贵
n 软件技术是虚拟仪器的核心技术。常用 的仪器用开发软件有LabVIEW、 LabWindows/CVI、VEE等等，其中以 LabVIEW应用最为广泛。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.2 什么是LabVIEW?
n LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）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。
虚拟仪器概述
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
引子
n 所有的测量仪器主要功能可由①数据采 集②数据测试和分析③结果输出显示等 三大部分组成，其中数据分析和结果输 出完全可由基于计算机的软件系统来完 成，因此只要另外提供一定的数据采集 硬件，就可构成由计算机组成的测量仪 器。
PPT文档演模板
n 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。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.2 什么是LabVIEW?
2020/12/5
虚拟仪器概述
仪器技术的发展过程
第三代：智能仪器
内置有微处理器，能进行自动测试并具有一定的 数据处理功能。其功能模块是硬件和固化的软件，灵 活性差。 第四代：虚拟仪器
是计算机技术、数据通信技术和测量技术相结合 的产物，它几乎克服了传统硬件化仪器的所有缺点， 是测试仪器的发展方向。
PPT文档演模板
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
控件属性
n 前面板中的每个控件都有 自己的属性，如控件的颜 色、最大最小值、显示精 度和方式等。许多属性都 可以根据不同的需要进行 编辑。右击前面板任何一 个控件选择Properties选 项就可以弹出该控件的属 性配置窗口。
PPT文档演模板
2020/12/5
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.3 LabVIEW可以做什么?
n LabVIEW不仅可以用来快速搭建小型自动化测 试测量系统，还可以被用来开发大型的分布式 数据采集与控制系统。
n 在美国Lawrence Livermore国家实验室，一个花费 2000万美金的极为复杂的飞秒激光切割系统就是基 于LabVIEW开发的。
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.1 虚拟仪器的概念
虚拟仪器指的是具有虚拟仪器面板的个人 计算机仪器。它由通用个人计算机、模块 化功能硬件和控制软件所组成。操作人员 通过友好的图形用户界面以及图形化编程 语言来控制仪器的运行，以完成对被测试 量的采集、分析、判断、显示、存储以及 数据生成。
PPT文档演模板
n 当鼠标移到某个对象或函数上时，上下 文帮助窗口就会显示相应的帮助信息。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
联机帮助文档
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
联机帮助文档
n 当单击Context Help窗口中Detailed help会弹出相应的完整的帮助信息。这 是一个Windows标准风格的帮助窗口， 包含了LabVIEW全部的帮助信息。
国内：20世纪90年代中期开始引进、研究和开发工作，目前已取得了很大 进展。如重庆大学已成功开发了15类30余种直接的虚拟仪器并在全国推广。
据“国际自动化仪表”杂志1999年预测：到21世纪前十年，全世界将有 50%的仪器仪表为虚拟仪器，其生产厂家将超过千家，产品将达到数千种。 市场占有率将达到电测仪器仪表的50%以上。
n 选择View->Functions Palette或右击 框图面板空白处就可以显示函数选板。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
工具选板
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
工具选板
n 在前面板和程序框图中都可以使用工具 选板，使用其中不同的工具可以操作、 编辑或修饰前面板和程序框图中选定的 对象，也可以用来调试程序等。
n LabVIEW在测试、测量和自动化等领域具有最 大的优势，因为LabVIEW提供了大量的工具与 函数用于数据采集、分析、显示和存储。
n 用户可以在数分钟内完成一套完整的从仪器连 接、数据采集到分析、显示和存储的自动化测 试测量系统。
n 它被广泛地应用于汽车、通信、航空、半导体、 电子设计生产、过程控制和生物医学等各个领 域。
框图窗口 前面板窗口
图标
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
控件选板
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
控件选板
n 控件选板在前面板显示，它包含创建前面板 时可用的全部对象。控件选板中的基本常用 控件可以以现代（modern）、经典 （classic）和系统（system）三种风格显 示。
虚拟仪器概述
编辑程序框图
n 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。
n 选择主菜单View->Controls Palette选项 或右击前面板空白处就可以显示控件选板。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
函数选板
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
函数选板
n 函数选板只能在编辑程序框图时使用， 与控件选板的工作方式大体相同。创建 框图程序常用的VI和函数对象都包含在 该选板中。
2020/12/5
虚拟仪器概述
(2) 虚拟仪器的发展现状
国外：20世纪80年代以来，NI公司研制和推出了多种总线系统的虚拟仪器， 其代表产品LabVIEW图形编程系统已广泛使用。随后HP公司也推出了 HPVEE编程系统。后来世界上又陆续百家公司如Tektronix公司、Racal公 司也相继推出了各自的产品。 1988年，全球只有5家制造商推出的30余种产品；1994年，已有90余家近 1000多种产品问世。
1.5 初步认识LabVIEW
PPT文档演模板
2020/12/5
wk.baidu.com
虚拟仪器概述
LabVIEW 8.2 启动界面
PPT文档演模板
VI程序和工程 创建栏
新近打开的 工程和VI程 序列表栏
2020/12/5
帮助资源列 表栏
虚拟仪器概述
前面板和程序框图
n LabVIEW程序被称为VI，扩展名默认 为.vi
n 可以选择View->Tools Palette选项来 显示工具选板
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
善用LabVIEW联机帮助
n LabVIEW为用户提供了非常全面的帮助 信息，有效地利用帮助信息是快速掌握 LabVIEW的一条捷径。
n LabVIEW提供了各种获取帮助信息的方 法，包括实时上下文帮助（Show Context Help）、联机帮助、LabVIEW范 例查找器（Find Examples）、网络资源 （Web Resources）等。
IMAQ Card
2020/12/5
Field Point
Motion Control Card
虚拟仪器概述
1.1 虚拟仪器的概念
n 虚拟仪器系统是由计算机、应用软 件和仪器硬件三大要素构成的。计 算机与仪器硬件又称为VI的通用仪 器硬件平台。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.1 虚拟仪器的概念
n 你也可以选择主菜单Help->Search the LabVIEW Help选项打开它。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
范例查找器
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
范例查找器
n LabVIEW提供了大量的范例，这些范例 几乎包含了LabVIEW所有功能的应用实 例，并提供了大量的综合应用实例。
厂商定义仪器功能 封闭、固定
功能单一的独立设备
传统仪器:厂商定义
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器:用户定义
虚拟仪器概述
程序解决方案
PXI DAQ VXI IMAQ GPIB Motion
硬件板卡
软件驱动模块
PPT文档演模板
2020/12/5
软件
虚拟仪器概述
测 控 对 象
PPT文档演模板
n 在菜单栏中选择Help->Find Examples 选项可以打开范例查找器。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
编辑前面板
n LabVIEW中的前面板是图形化的人机界 面，利用控件选项板提供的各种控件可 以所见即所得地编辑丰富多彩的人机界 面。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
虚拟仪器概述
仪器技术的发展过程
第一代：模拟式仪器仪表
如指针式电流、电压、万用表、模拟式信号产生 器等，它们对测量结果进行指示的基本结构是电磁机 械式结构。
第二代：数字化仪器
如数字电压表、数字频率计、数显表、记忆示波 器等。它是将模拟信号的测量转为数字信号的测量， 并以数字方式输出和显示结果。
PPT文档演模板
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
(1) 输入控件（Controls）和显示控件（Indicator）
n 前面板中的一些控件既可以作为输入控 件也可以做作为显示控件。右击控件， 选择Change to Indicator或Change to Control可以进行输入控件与显示控 件之间的切换。
n 在北京正负电子对撞机二期工程北京谱仪慢控制系 统中，大约有30种物理量共7000多点的现场数据点 需要实时采集控制和分析记录等。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.4 LabVIEW的发展历程
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.1 虚拟仪器的概念
在虚拟仪器当中，PC机并不仅仅是起了显 示器的作用。虚拟仪器是把仪器的部分功 能软件化，封装形成模块，以供调用(即实 现软件功能的即插就用，Plug & Play)； 而系统必要的一些硬件，如数据采集电路 等也设计成各种功能模块，即各种硬件插 卡，以供选用。
n LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚拟仪器。
n LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪 器”，即虚拟仪器的概念。
n LabVIEW还包含了大量的工具与函数用 于数据采集、分析、显示与存储等。
PPT文档演模板
2020/12/5
虚拟仪器概述
1.3 LabVIEW可以做什么?