虚拟仪器设计

虚拟仪器设计

一：填空题（３０分，３０个空）：

1.虚拟仪器的分类：按照构成虚拟仪器的接口总线不同，分为PCI总线接口虚拟仪器、串行总线虚拟仪器、并行接口虚拟仪器、USB总线接口虚拟仪器、GPIB

总线接口虚拟仪器、VXI总线接口虚拟仪器、PXI总线接口虚拟仪器和LXI总线接口虚拟仪器等。

2.虚拟仪器设计步骤和过程：①确定虚拟仪器的类型②选择合适的虚拟仪器软件开发平台③开发虚拟仪器应用软件④系统调试⑤编写系统开发文档

3.数据采集系统通常由传感器、信号调理设备、数据采集设备、计算机等组成。

4.A╱D转换器的主要参数：①分辨率②量化误差③精度④转换时间

5.模拟输入通道的组成：多路开关、放大器、采样╱保持电路以及A╱D转换器

6.多通道的采样方式：循环采样、同步采样和间隔采样。

7.总线的性能指标：①总线宽度②寻址能力③总线频率④数据传输速率⑤总线的定时协议⑥热插拔⑦即插即用⑧负载能力

8.GPIB总线的每个设备按三种基本工作方式进行：“听者”功能、“讲者”功能、“控者”功能

B特点：①支持多设备连接，减少了PC的I╱O接口数量②能够采用总线供电③第一次真正实现了即插即用，外部设备的安装变得十分简单④对一般外部设备有足够的带宽和连接距离⑤传输方式灵活，可以适应不同设备的需要

10.ＯＳＩ体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

１１.ＴＣＰ＼ＩＰ体系结构：应用层、传输层、网络互连层、网络接口层。

１２.网络化虚拟仪器系统的组网模式：客户机╱服务器（Ｃ╱Ｓ）、浏览器╱服务器（Ｂ╱Ｓ）、客户机╱服务器╱浏览器（Ｃ╱Ｂ╱Ｓ）。

１３.程序结构：①ｆｏｒ循环组成：循环框架、重复端口、计数端口等

②ｗｈｉｌｅ循环组成：循环框架、重复端口及条件端口

③选择结构：选择框架、选择端口、框图标识符及“递增╱递减”按钮

④顺序结构：单框架顺序结构和多框架顺序结构。最基本的由顺序框架、框图标识符、“递增╱递减”按钮组成

⑤事件结构⑥公式节点

14, 数组，簇，字符串，波形

二、名词概念解释（３０分，１０个，一个三分）：

１.虚拟仪器：多种形式输是利用计算机显示器模拟传统仪器控制面板，以出检测结果，利用计算机软件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、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。２.数据采集：指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成为数字量后，由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程，相应的系统成为数据采集系统。３.采样：通过对连续的模拟信号按一定的时间间隔，抽取相应的瞬时值，这个过程称为采样。

４.量化：把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整倍数比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来代替该幅值。

５.编码：把量化信号的电平用数字代码来表示，编码有多种形式，最常见的是

二进制编码。

６.信号调理：在将从传感器获取的电信号转换为数字量之前需要通过控制信号来提高测量精度，实现隔离，进行滤波以及线性化等预处理工作，这项工作就叫信号调理。

７.分辨率：A/D转换器能够区分的模拟量的最小变化值。

８.数字边沿触发：通常是一个含有高、低电平的ＴＬＬ信号。当数字信号从高电平向低电平跳变时，就产生了一个下降沿；当数字信号从低电平从高电平跳变时，就产生了一个上升沿。用户可以在信号的上升沿或下降沿进行采集。

９.浮动信号：一个不与任何地（如大地或建筑物的地）连接的电压信号。

１０.总线：是一组信号线的集合，是连接有若干设备并进行信号传送的一条信号线或者一组信号线，是实现将信号从任意一个源点到任意一个终点的一组传送数字信号的公共通道。

１１.ＧＰＲＳ：是通用分组无线业务的英文简称。

１２.客户机╱服务器（Ｃ╱Ｓ）：将任务合理分配到客户端和服务器端，前台计算交给客户端完成，后台计算由服务器承担的体系结构。

１３.浏览器/服务器（B/S）一种基于Web的三层体系结构，它由浏览器，Web 服务器和数据服务器组成。

１４.虚拟仪器驱动程序：处理与特定仪器通信和进行控制的较抽象的软件定义为仪器驱动程序。

１５.数组：同一类数据元素（除数组、子前面板、表和图形外）如果都在前面板，必须全是输入型或输出型，不能既有输入型又有输出型。

１６.簇：把相关数据组织为一个整体可以放置任何类型的对象，簇中可以放置任何类型的对象，同一簇中的不同类型对象必须同时为控件或同时为指示，在一个簇对象中，簇元素只能同为输入控件或同为显示控件。

１７.局部变量;相当于传统编程语言中的局部变量，可以在同一个程序内部使用，但由于LabVIEW的特殊性，其局部变量又具有不用的特点。

１８.全局变量：是LabVIEW中的一个对象，通过全局变量，可以在不同的VI

之间进行数据传递。

１９.自动索引功能：数组将在每次循环中按顺序进入一个值，该值在原数组中的索引与当次循环的重复端口值相同。也就是说，数组在循环内部将会降低一维。对于For循环，自动索引在默认情况下打开，而对于While该功能在默认情况下是关闭的。

２０.ＺｉｇＢｅｅ：是一种无线网络技术标准。是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。

三、简答题（４０分，８道）：

１.虚拟仪器的组成模型：

由硬件平台和和软件系统组成。如下图所示

被测信号，控制信号传感器，

变送器，

执行机构

Ｉ╱Ｏ接口设备

基础硬件平台

应用软件

仪器驱动程序

Ｉ╱Ｏ接口软件

计算机操作系统

软件系统

通用硬件平台