虚拟仪器LabVIEW分析

虚拟仪器
关键是软件 开发与维护的费用低
技术更新周期长
价格高
技术更新周期短
价格低，可重用性和可 配置性强 用户自定义仪器功能 系统开放、灵活，与计 算机发展同步 易与其它设备连接
厂商定义仪器功能 系统封闭、固定
不易与其它设备连接
虚拟仪器系统

虚拟仪器利用当代先进的科技产品 和技术，如总线技术、模块化数据采集 调理电路、高速数据传输技术、ActiveX 技术等，其基本构成框图如下图所示。
温度测控系统
以下是一个基于LabVIEW平台的现 场温度虚拟测控系统 。 在这个温度虚拟测控系统中可以设 定不同的温度上下限，当超出温度限制 的时候，应实现其报警功能。对实时温 度还应绘出其实时曲线，历史曲线，并 对这些值进行保存 。

摄式/华式温标转换
采集时间设置
自动报警
图形监控
系统的代码窗口
虚拟仪器的定义

虚拟仪器实际上是一种基于计算机 的自动化测试仪器系统，是现代计算机 技术和仪器技术完美结合的产物。是在 通用计算机上由用户设计定义，利用计 算机的显示功能来模拟传统仪器的控制 面板，以计算机和相关硬件一起完成信 号的采集、测量、运算、分析、处理等 功能的计算机仪器系统。
虚拟仪器的特点
无论您是用低端插入式数 据采集卡测量温度、用台式示 波器分析波形，还是用成熟的 信号调理系统测量张力， LabVIEW都可以成为您应用的 理想开发环境。从数据采集到 仪器控制，图像采集到运动控 制，LabVIEW都可以为您提供 各种工具以迅速完成数据采集 系统的开发。
分析功能
LabVIEW内带400多 个分析处理工具，专门 用于从采集到的原始数 据中提取有用的信息， 或用于测量数据分析并 进行信号处理。诸如快 速傅立叶变换（FFT）与 频率分析、信号发生、 数学运算、曲线拟合、 数据差补及时频分析等 工具的强大功能让您可 以从原始数据中获得有 意义的信息。
虚拟仪器应用

在工程处理的每一阶段，虚拟仪 器均能提供出色服务：从研发设计到 生产测试。
研发和设计

研发设计阶段需要软硬件的无缝集 成。不论你使用GPIB接口与传统仪器连 接，还是直接使用数据采集卡及信号调 理硬件采集数据，LabVIEW使这一切变 得如此简单。通过虚拟仪器，你可以使 测试过程自动化，消除人工操作引起的 误差，并能确保测试结果的一贯性。
系统的控制面板
虚拟仪器体系图
虚拟仪器应用范围
虚拟仪器中的硬件

硬件是虚拟仪器工作的基础，其主 要功能是完成对被测信号的采集、传输 和显示输出结果。硬件主要由计算机、 传感器和信号采集调理模块组成。
虚拟仪器中的软件

软件是虚拟仪器的关键，担负着 对数据进行分析处理的重任。虚拟仪 器系统的软件可分为几个层次：系统 操作层、应用程序层和仪器驱动层。
仪器驱动层主要用于初始化虚拟仪器， 设置参数和工作方式，使虚拟仪器保持所 需的工作状态； 应用程序层主要用于对采集的数据进 行处理，用户通过编制应用程序来定义虚 拟仪器的功能； 系统操作层主要用于提供仪器与用户 的接口，用户通过操作界面上的开关和按 钮来模拟传统仪器的各种操作，实现对虚 拟仪器的操作。

什么是LabVIEW

LabVIEW是一个具有革命性的图形化开 发环境，它内置信号采集、测量分析与 数据显示功能，摒弃了传统开发工具的 复杂性，为您提供强大功能的同时还保 证了系统灵活性。LabVIEW将广泛的数 据采集、分析与显示功能集中在了同一 个环境中，让您可以在自己的平台上无 缝地集成一套完整的应用方案。
显示功能
数据显示部分根 据不同功能分成几个 不同方面的数据显示、 报告生成、数据库管 理与联接。LabVIEW 提供一组完整的工具 帮您轻而易举地完成 数据显示工作。
LabVIEW附加模块
LabVIEW工具套件和工具包

针对一些特定的测量和自动化应用， NI LabVIEW还提供各种功能的附加工具 来进一步加快系统开发进程。
虚拟仪器代表着从传统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转变。 虚拟仪器的功能能由用户使用时自己定义 ， 而不用再受功能固定的传统仪器的限制。 新的以软件为中心的虚拟仪器系统为用户提 供了创新技术并大大降低了生产成本。

虚拟仪器与传统仪器
传统仪器
关键是硬件 开发与维护的费用高
图形化编程软件



பைடு நூலகம்
LabVIEW为工程师和科学家们提供的最有力的 特性就是图形化的编程环境。你可以使用 LabVIEW在电脑屏幕上创建一个图形化的用户 界面，即可设计出完全符合自己要求的虚拟仪 器。通过这个图形界面，你可以： 操作仪器程序 控制硬件采集数据 分析采集到的数据 显示结果
采集功能
开发测试和验证

利用虚拟仪器的灵活性和建立复杂的测试 系统。对自动化设计认证测试应用来说，你可 在LabVIEW中完成测试程序开发并与NI TestStand集成使用，TestStand为你提供强大的 测试程序管理功能。这些开发工具在整个过程 中提供的另一个优势是代码重复使用功能。在 设计过程中开发代码，然后将它们插入到各种 功能工具中进行认证、测试或生产工作。
陆宝春
2004年10月
主要内容
什么是虚拟仪器 虚拟仪器的构成 虚拟仪器LabVIEW 虚拟仪器应用 LabVIEW应用实例

虚拟仪器的发展

在上个世纪八十年代末，随着电 子技术、计算机技术和网络技术的高 速发展及其在电工电子测量技术的应 用 ，有力地促进了多年来发展相对缓 慢的电子测量与仪器技术的发展，并 由此产生一个新型的仪器概念——虚 拟仪器（Virtual Instruments,简称 VI） 。
生产测试

减少测试时间和简化测试程序的开 发过程是生产测试策略的主要目标。基 于LabVIEW的虚拟仪器与强大的测试执 行管理软件相结合，为用户提供高性能 来满足这些需求。这些工具采用高速、 多线程引擎并行运行多个测试序列，从 而满足达到了严格的流量要求。
生产

生产应用要求软件具有可靠性、共 同操作性和高性能。基于LabVIEW的虚 拟仪器所提供所有这些优势，集成了如 报警管理、历史数据追踪、安全、网络、 工业I/O、企业内部联网等功能。利用这 些功能，你可以轻松将多种工业设备如 PLC、工业网络、分布式I/O、插入式数 据采集卡等集成在一起使用。