第13章智能检测与虚拟仪器技术课件
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23.智能检测与虚拟仪器技术13-2教学教案
『授课内容』
一、虚拟仪器设计项目实例
1.设计要求
2.前面板设计
3.程序框图设计
二、基于LabVIEW虚拟仪器在智能检测技术中的应用实例
1ห้องสมุดไป่ตู้温度监测模块
2.湿度监测模块
3.光照强度监测模块
4.CO2浓度监测模块
【课堂提问】
目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标和热力学温标三种，那么国际上公认的最基本的温标是什么？
『课堂小结』
用LabVIEW软件根据设计要求实现程序开发时，我们从前面板和程序框图两个部分运用控件模板和函数模板分别进行设计。
『作业布置』
P163页中三综合题。
『教学后记』
【课堂讨论】
测量温度的传感器都有哪些？各有什么特点？
【习题讲解】
讲解课后习题P163页中三、1和三、2。
【引入案例】
制作一个虚拟数字温度计，要求通过前面板的转换开关实现摄氏温度和华氏温度的相互转换?
华氏温度转摄氏温度的数学关系：
摄氏温度转华氏温度的数学关系：
【多媒体演示】
多媒体课件见教材配套教学PPT
授课章节
第13章 智能检测与虚拟仪器技术
13.4虚拟仪器设计项目实例
13.5基于LabVIEW的虚拟仪器在智能检测中的应用实例
建议课时
2
授课方式
理论知识讲授+习题课+讨论课+案例教学+多媒体演示
所属专业
教学目标
1.熟悉熟悉LabVIEW的编程环境。
2.学会运用LabVIEW软件进行简单项目的编程。
教学重点
运用LabVIEW软件进行简单项目的编程
教学难点
运用LabVIEW软件进行简单项目的编程
一、虚拟仪器设计项目实例
1.设计要求
2.前面板设计
3.程序框图设计
二、基于LabVIEW虚拟仪器在智能检测技术中的应用实例
1ห้องสมุดไป่ตู้温度监测模块
2.湿度监测模块
3.光照强度监测模块
4.CO2浓度监测模块
【课堂提问】
目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标和热力学温标三种，那么国际上公认的最基本的温标是什么？
『课堂小结』
用LabVIEW软件根据设计要求实现程序开发时，我们从前面板和程序框图两个部分运用控件模板和函数模板分别进行设计。
『作业布置』
P163页中三综合题。
『教学后记』
【课堂讨论】
测量温度的传感器都有哪些？各有什么特点？
【习题讲解】
讲解课后习题P163页中三、1和三、2。
【引入案例】
制作一个虚拟数字温度计，要求通过前面板的转换开关实现摄氏温度和华氏温度的相互转换?
华氏温度转摄氏温度的数学关系：
摄氏温度转华氏温度的数学关系：
【多媒体演示】
多媒体课件见教材配套教学PPT
授课章节
第13章 智能检测与虚拟仪器技术
13.4虚拟仪器设计项目实例
13.5基于LabVIEW的虚拟仪器在智能检测中的应用实例
建议课时
2
授课方式
理论知识讲授+习题课+讨论课+案例教学+多媒体演示
所属专业
教学目标
1.熟悉熟悉LabVIEW的编程环境。
2.学会运用LabVIEW软件进行简单项目的编程。
教学重点
运用LabVIEW软件进行简单项目的编程
教学难点
运用LabVIEW软件进行简单项目的编程
虚拟仪器ppt课件
概念： 虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟的操作面板，测 试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。 （虚拟仪器是一种概念仪器，迄今为止，业界还没有一个明确的国际标准和定义。实质上虚拟仪器是 一种创新的仪器设计思想，而非一种具体的仪器。）
；....
5
1.3虚拟仪器的概念
的分析与处理、数据结果的表达与输出。
件
硬 件
用 户
应用软件——仪器功 应用软件——虚拟面
能
板
仪器驱动器软件 输入/输出接口软件
通用计算机 外围硬件设备
被测对象
；....
7
1.4虚拟仪器的系统结构
1.虚拟仪器
•硬件（虚拟仪器工作的基础）
通用计算机： 笔记本电脑、台式计算机或工作站 等。
外围硬件设备：可以选择GPIB系统、VXI系统、 PXI系统、数据采集或其它标准体系结构。也可以 选择两种或两种以上构成混合系统。
虚拟仪器概述
• 1.虚拟仪器
•1.1电子测量仪器的发展
•1.2传统仪器与虚拟仪器的比较
•1.3虚拟仪器的概念
•1.4虚拟仪器的系统结构
•1.5虚拟仪器开发介绍
（LabVIEW）
；....
1
1.1电子测量仪器的发展
1.虚拟仪器
电子测量仪器的发展，大致经历了四代：
模拟仪器
数字化仪器
智能仪器
虚拟仪器
（模拟电子技术，指针显 示结果）
1.4虚拟仪器的开发介绍
• LabVIEW 是一种图形化编程语言，与C++和VB 或其它语言的功能一样。它是唯一被普遍接受
的图形化编程语言。简单易学。
• 带有大量的内置功能，能够完成仿真、数据采集、仪器控制、测量分析和数据显示等任务 • 使用LabVIEW 能让您享受到强大的图形化编程语言所带来的灵活性，而无需忍受传统开发环
；....
5
1.3虚拟仪器的概念
的分析与处理、数据结果的表达与输出。
件
硬 件
用 户
应用软件——仪器功 应用软件——虚拟面
能
板
仪器驱动器软件 输入/输出接口软件
通用计算机 外围硬件设备
被测对象
；....
7
1.4虚拟仪器的系统结构
1.虚拟仪器
•硬件（虚拟仪器工作的基础）
通用计算机： 笔记本电脑、台式计算机或工作站 等。
外围硬件设备：可以选择GPIB系统、VXI系统、 PXI系统、数据采集或其它标准体系结构。也可以 选择两种或两种以上构成混合系统。
虚拟仪器概述
• 1.虚拟仪器
•1.1电子测量仪器的发展
•1.2传统仪器与虚拟仪器的比较
•1.3虚拟仪器的概念
•1.4虚拟仪器的系统结构
•1.5虚拟仪器开发介绍
（LabVIEW）
；....
1
1.1电子测量仪器的发展
1.虚拟仪器
电子测量仪器的发展，大致经历了四代：
模拟仪器
数字化仪器
智能仪器
虚拟仪器
（模拟电子技术，指针显 示结果）
1.4虚拟仪器的开发介绍
• LabVIEW 是一种图形化编程语言，与C++和VB 或其它语言的功能一样。它是唯一被普遍接受
的图形化编程语言。简单易学。
• 带有大量的内置功能，能够完成仿真、数据采集、仪器控制、测量分析和数据显示等任务 • 使用LabVIEW 能让您享受到强大的图形化编程语言所带来的灵活性，而无需忍受传统开发环
现代检测技术：虚拟仪器技术PPT共40页
，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
《虚拟仪器系统》课件
虚拟仪器系统的发展历程
起源
20世纪80年代，随着计算机技 术的不断发展，人们开始尝试 将计算机应用于测试和测量领
域。
发展阶段
20世纪90年代，随着计算机性 能的提高和软件技术的不断发 展，虚拟仪器系统开始得到广 泛应用。
当前状况
目前，虚拟仪器系统已经成为 测试和测量领域的主流技术之 一，被广泛应用于各种领域。
远程控制技术
远程控制技术是虚拟仪器系统 的关键技术之一，它负责实现
远程控制和监测功能。
远程控制技术需要具备跨网络 、安全可靠和实时性等特点， 以便在不同的地理位置和网络 环境下进行远程控制和监测。
远程控制技术还需要支持多种 通信协议和数据格式，以便与 各种设备和系统进行无缝集成 。
远程控制技术还需要提供易于 使用的API和用户界面，以便开 发人员能够快速地构建远程控 制应用程序。
随着测试数据的不断增加，如何高 效地处理和分析数据成为虚拟仪器
系统面临的技术挑战之一。
B
C
D
可靠性和稳定性
在长时间运行和高负载测试环境下，虚拟 仪器系统需要具备高可靠性和稳定性。
标准化和互操作性
为了实现不同虚拟仪器系统之间的互操作 和数据共享，需要制定统一的标准化规范 。
虚拟仪器系统的应用前景
工业自动化
虚拟仪器驱动技术还需要支持多种通 信协议和数据格式，以便与各种硬件 设备进行无缝集成。
虚拟仪器驱动技术需要具备跨平台、 可移植性和可扩展性等特点，以便在 不同的操作系统和硬件平台上运行。
虚拟仪器驱动技术还需要提供易于使 用的API和用户界面，以便开发人员 能够快速地构建虚拟仪器应用程序。
信号处理技术
数据库管理技术
数据库管理技术是虚拟仪器系 统的关键技术之一，它负责对 各种数据进行分析、处理和管 理。
《虚拟仪器简介》课件
《虚拟仪器简介》ppt课件
目 录
• 虚拟仪器概述 • 虚拟仪器的核心技术 • 虚拟仪器的优势与局限性 • 虚拟仪器的典型案例 • 虚拟仪器的发展趋势与未来展望
01
虚拟仪器概述
定义与特点
01
02
03
定义
虚拟仪器是一种基于计算 机的测试和测量系统，通 过软件实现传统仪器的功 能。
特点
可定制性、灵活性、高效 性、易用性、可扩展性。
案例三：基于虚拟仪器的远程实验系统
总结词
该பைடு நூலகம்统利用虚拟仪器技术，实现远程实验的实时监测和控制，具有方便、安全和高效的 特点。
详细描述
基于虚拟仪器的远程实验系统通过互联网等技术手段，实现对远程实验的实时监测和控 制。该系统具有强大的数据传输和处理能力，可以实时传输实验数据、控制实验设备， 并提供友好的用户界面和数据分析工具。该系统广泛应用于科研、教学、工程等领域，
为远程实验提供了方便、安全和高效的解决方案。
05
虚拟仪器的发展趋势与未来展望
发展趋势
云计算技术的融合
人工智能与机器学习的应用
随着云计算技术的不断发展，虚拟仪器将 与云计算技术深度融合，实现远程控制和 数据共享。
人工智能和机器学习技术在虚拟仪器中的 应用将进一步拓展，提高测试和测量效率 。
无线连接与物联网的集成
信号处理
对采集到的数据进行滤波、放 大、转换等处理。
相关技术
数字信号处理、频谱分析、小 波变换等。
应用领域
测试测量、自动化控制、故障 诊断等。
仪器驱动程序与接口标准
仪器驱动程序
作用
用于控制和操作实验仪器的软件程序 。
实现虚拟仪器与硬件设备的通信和控 制。
目 录
• 虚拟仪器概述 • 虚拟仪器的核心技术 • 虚拟仪器的优势与局限性 • 虚拟仪器的典型案例 • 虚拟仪器的发展趋势与未来展望
01
虚拟仪器概述
定义与特点
01
02
03
定义
虚拟仪器是一种基于计算 机的测试和测量系统，通 过软件实现传统仪器的功 能。
特点
可定制性、灵活性、高效 性、易用性、可扩展性。
案例三：基于虚拟仪器的远程实验系统
总结词
该பைடு நூலகம்统利用虚拟仪器技术，实现远程实验的实时监测和控制，具有方便、安全和高效的 特点。
详细描述
基于虚拟仪器的远程实验系统通过互联网等技术手段，实现对远程实验的实时监测和控 制。该系统具有强大的数据传输和处理能力，可以实时传输实验数据、控制实验设备， 并提供友好的用户界面和数据分析工具。该系统广泛应用于科研、教学、工程等领域，
为远程实验提供了方便、安全和高效的解决方案。
05
虚拟仪器的发展趋势与未来展望
发展趋势
云计算技术的融合
人工智能与机器学习的应用
随着云计算技术的不断发展，虚拟仪器将 与云计算技术深度融合，实现远程控制和 数据共享。
人工智能和机器学习技术在虚拟仪器中的 应用将进一步拓展，提高测试和测量效率 。
无线连接与物联网的集成
信号处理
对采集到的数据进行滤波、放 大、转换等处理。
相关技术
数字信号处理、频谱分析、小 波变换等。
应用领域
测试测量、自动化控制、故障 诊断等。
仪器驱动程序与接口标准
仪器驱动程序
作用
用于控制和操作实验仪器的软件程序 。
实现虚拟仪器与硬件设备的通信和控 制。
22.智能检测与虚拟仪器技术13-1教学教案
授课题目
（章节）
第13章智能检测与虚拟仪器技术
13.1智能检测技术
13.2虚拟仪器技术
13.3图形化编程语言——LabVIEW
建议课时
2
授课方式
理论知识讲授+习题课++讨论课+多媒体演示
所属专业
教学目标
1.了解智能检测的基本概念。
2.掌握虚拟仪器的概念、虚拟仪器的构成。
3.熟悉图形编程语言——LabVIEW。
【课堂讨论】
我们生活中中级智能化检测有哪些应用实例？
【习题讲解】ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
讲解课后习题P163页中二、3和二、4。
【多媒体演示】
多媒体课件见教材配套教学PPT
『课堂小结』
智能检测包含测量、检验、信息处理、判断决策和故障诊断等多种内容，分为初级智能化、中级智能化和高级智能化三种。虚拟仪器是基于计算机的仪器，具有虚拟面板，且测试功能由测试软件来实现的。LabVIEW包括前面板、程序框图以及图标/连接器三部分。
教学重点
图形编程语言——LabVIEW
教学难点
图形编程语言——LabVIEW
参考教材
《传感器与智能检测技术》秦洪浪 郭俊杰主编 机械工业出版社
教
学
内
容
『新课导入』
现代生活中，随着科学技术的不断发展，计算机技术的迅速普及，通讯技术、仪器技术水平的不断提高，社会生产高度自动化已经成为现实中越来越迫切的需要。在这种情况下，传统仪器的测量方法已经不能满足现实生活的需求，在工程上越来越需要将测试用的电子仪器设备与计算机相连接，从而组成一个由计算机控制的智能系统，即自动检测系统，其中最重要的一项技术就是虚拟仪器技术。
『作业布置』
（章节）
第13章智能检测与虚拟仪器技术
13.1智能检测技术
13.2虚拟仪器技术
13.3图形化编程语言——LabVIEW
建议课时
2
授课方式
理论知识讲授+习题课++讨论课+多媒体演示
所属专业
教学目标
1.了解智能检测的基本概念。
2.掌握虚拟仪器的概念、虚拟仪器的构成。
3.熟悉图形编程语言——LabVIEW。
【课堂讨论】
我们生活中中级智能化检测有哪些应用实例？
【习题讲解】ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
讲解课后习题P163页中二、3和二、4。
【多媒体演示】
多媒体课件见教材配套教学PPT
『课堂小结』
智能检测包含测量、检验、信息处理、判断决策和故障诊断等多种内容，分为初级智能化、中级智能化和高级智能化三种。虚拟仪器是基于计算机的仪器，具有虚拟面板，且测试功能由测试软件来实现的。LabVIEW包括前面板、程序框图以及图标/连接器三部分。
教学重点
图形编程语言——LabVIEW
教学难点
图形编程语言——LabVIEW
参考教材
《传感器与智能检测技术》秦洪浪 郭俊杰主编 机械工业出版社
教
学
内
容
『新课导入』
现代生活中，随着科学技术的不断发展，计算机技术的迅速普及，通讯技术、仪器技术水平的不断提高，社会生产高度自动化已经成为现实中越来越迫切的需要。在这种情况下，传统仪器的测量方法已经不能满足现实生活的需求，在工程上越来越需要将测试用的电子仪器设备与计算机相连接，从而组成一个由计算机控制的智能系统，即自动检测系统，其中最重要的一项技术就是虚拟仪器技术。
『作业布置』
虚拟仪器和LabVEW.ppt
数据流方式编程
LabVIEW程序的编制过程
• 建立前面板 • 构建图形化的流程图 • 程序模块化和层次化
建立前面板
从控制模块上选择你需要的对 象 ,放在虚拟仪器的前面板上 。控制模板上的对象包括数字 显示、表头、压力计、热敏计 外壳、表、图片等。
构建图形化的程序框图
从功能模板上选择对象 (用图标表 示 )，并用线将它们连接起来以便 数据进行传递。功能模块上的对象 包括简单的数学运算、高级数据采 集和分析方法、以及网络和文件输 入输出操作。
• 字符串运算子模板：包含各种字符串操 作函数、数值与字符串之间的转换函数， 以及字符(串)常数等。
• 数组子模板：包括数组运算函数、数组 转换函数，以及常数数组等。
功能模板（三）
• 比较子模板：包括各种比较运算函数， 如大于、小于、等于。
• 文件输入/输出子模板：包括处理文件输 入/输出的程序和函数。
控制模板
数值子模板、布尔值子模板、字符串子 模板、数组和群子模板、图形子模板、 路径和参考名子模板、控件容器库子模 板、对话框子模板、用于修饰子模板、 用户自定义的控制和显示、调用存储在 文件中的控制和显示的接口。
LabVIEW的功能模板
功能模板是创建框图 程序的工具。该模板 上的每一个顶层图标 都表示一个子模板。
Motion Control
PXI
虚拟仪器的特点
• 一种功能上而非物理意义上的仪器 •具有图形化的用户界面 •更新速度快，可维护性好 •系统具有良好的开放型和可扩展性
传统仪器与虚拟仪器的比较
传统仪器
虚拟仪器
关键是硬件
关键是软件
开发与维护的费用高
开发与维护的费用低
技术更新周期长
虚拟仪器实验ppt课件
虚拟仪器实验
1
====================================== 实验教材： 虚拟仪器实验指导书（自编） ======================================
虚拟仪器技术室软、硬件介绍
=============================================
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
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。
41
三、实验内容
8、属性节点
利用“报警信息”控件的blinking属性，实现在输出 报警信息的同时伴随闪烁，如下图所示。为了能看到 闪烁效果，需要将采样间隔设到5秒以上。
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
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。
17
三、实验内容
1、数据操作
编写一个温度监测器，如右图所示，当 温度超过报警上限，而且开启报警时，报警 灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。
（三）、实验仪器与设备
34
参考程序-4
35
参考程序-5
36
参考程序-6
37
参考程序-7
38
实验三 LabVIEW软件基本操作（三） （本实验为设计性实验）
39
一、实验目的
1、熟悉虚拟仪器编程软件LabVIEW的基本操作 和熟悉虚拟仪器实验平台；
1
====================================== 实验教材： 虚拟仪器实验指导书（自编） ======================================
虚拟仪器技术室软、硬件介绍
=============================================
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
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。
41
三、实验内容
8、属性节点
利用“报警信息”控件的blinking属性，实现在输出 报警信息的同时伴随闪烁，如下图所示。为了能看到 闪烁效果，需要将采样间隔设到5秒以上。
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
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。
17
三、实验内容
1、数据操作
编写一个温度监测器，如右图所示，当 温度超过报警上限，而且开启报警时，报警 灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。
（三）、实验仪器与设备
34
参考程序-4
35
参考程序-5
36
参考程序-6
37
参考程序-7
38
实验三 LabVIEW软件基本操作（三） （本实验为设计性实验）
39
一、实验目的
1、熟悉虚拟仪器编程软件LabVIEW的基本操作 和熟悉虚拟仪器实验平台；
虚拟仪器与网络测试技术chPPT课件
接口测试
虚拟仪器可以模拟硬件设备的接口信号，检测硬件设备与外部设备 之间的通信和数据传输是否正常。
故障诊断与预测
通过虚拟仪器技术，可以对硬件设备进行实时监测和数据分析，及 时发现潜在的故障并进行预警。
虚拟仪器在软件测试中的应用
1 2
功能测试
利用虚拟仪器技术，可以模拟软件运行的环境和 输入，对软件的功能进行全面测试。
虚拟仪器与网络测试技术 chppt课件
• 虚拟仪器概述 • 网络测试技术基础 • 虚拟仪器在测试领域的应用 • 网络测试技术在实际应用中的挑战
与解决方案 • 虚拟仪器与网络测试技术的未来展
望
01
虚拟仪器概述
定义与特点
定义
虚拟仪器是一种基于计算机的测 试测量仪器，通过软件实现对硬 件设备的控制和数据处理。
虚拟仪器在通信测试领域 中用于信号的生成、分析 和测试，确保通信系统的 正常运行。
虚拟仪器的发展趋势
云计算集成
虚拟仪器将与云计算技术集成，实现远程测试测 量和数据分析处理。
AI与机器学习
人工智能和机器学习技术在虚拟仪器中的应用将 进一步拓展，提高测试测量的智能化水平。
模块化与可定制化
虚拟仪器将更加模块化和可定制化，满足不同领 域的测试测量需求。
05
虚拟仪器与网络测试技术的未来 展望
虚拟仪器技术的未来发展
智能化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，虚拟仪器技术将更加智能化，能够自动识别 和诊断测试数据，提高测试效率和准确性。
可视化增强
虚拟仪器技术将进一步增强可视化功能，通过更加直观的方式展示测试数据和结果，方 便用户理解和分析。
跨平台兼容性
据的集中管理和分析，提高测试效率。
虚拟仪器可以模拟硬件设备的接口信号，检测硬件设备与外部设备 之间的通信和数据传输是否正常。
故障诊断与预测
通过虚拟仪器技术，可以对硬件设备进行实时监测和数据分析，及 时发现潜在的故障并进行预警。
虚拟仪器在软件测试中的应用
1 2
功能测试
利用虚拟仪器技术，可以模拟软件运行的环境和 输入，对软件的功能进行全面测试。
虚拟仪器与网络测试技术 chppt课件
• 虚拟仪器概述 • 网络测试技术基础 • 虚拟仪器在测试领域的应用 • 网络测试技术在实际应用中的挑战
与解决方案 • 虚拟仪器与网络测试技术的未来展
望
01
虚拟仪器概述
定义与特点
定义
虚拟仪器是一种基于计算机的测 试测量仪器，通过软件实现对硬 件设备的控制和数据处理。
虚拟仪器在通信测试领域 中用于信号的生成、分析 和测试，确保通信系统的 正常运行。
虚拟仪器的发展趋势
云计算集成
虚拟仪器将与云计算技术集成，实现远程测试测 量和数据分析处理。
AI与机器学习
人工智能和机器学习技术在虚拟仪器中的应用将 进一步拓展，提高测试测量的智能化水平。
模块化与可定制化
虚拟仪器将更加模块化和可定制化，满足不同领 域的测试测量需求。
05
虚拟仪器与网络测试技术的未来 展望
虚拟仪器技术的未来发展
智能化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，虚拟仪器技术将更加智能化，能够自动识别 和诊断测试数据，提高测试效率和准确性。
可视化增强
虚拟仪器技术将进一步增强可视化功能，通过更加直观的方式展示测试数据和结果，方 便用户理解和分析。
跨平台兼容性
据的集中管理和分析，提高测试效率。
智能测试仪器与系统PPT课件
设计项目简介
2、基于光电对管的测速系统
• 构建一个具有光电对管的最小51单片机小系统，能自动检测码盘转速，原理如下 图。系统工作过程如下：
光 电 对 管 工 作 ；
单 片 机 控 制 码 盘 以 正 弦 规 律 变 速 转 动 ；
单 片 机 提 取 探 测 器 上 的 脉 冲 信 号 ， 计 算 码 盘 转 速 ；
测量结果。在此基础上采用PWM的频率及占空比实现对加热功率的调节， 实现恒温控制，并在LCD实时绘制测量温度曲线。
设计项目简介
11、点阵LED显示屏的设计 • 设计并制作一个以单片机为控制核心的点阵LED显示系统，系统实现同时显示4个汉字，
长的字符串则从右向左或从下向上滚动，要求画面清晰。可显示当前的时间，显示当前温 度。扩展：PC上位机通过串行通信接口能够实现字符串的修改、显示方式的设定、时间 的设置。
实内容简介
2. 信号发生器设计实验
A. 编写程序在液晶显示屏上显示自己的学号和姓名；在液晶显示屏上如何显示任意图形？
B. 基于LTC1446 编写D/A转换子程序，输出频率为50Hz，Vpp=5V的锯齿波，并将波 形显示于液晶显示屏上。
• 涉及内容：点阵式LCD显示屏编程与应用；
•
串行D/A转换器TLC1446的应用；
• 课程目的：通过上课掌握智能（微机）系统及设计相关方面的知识；通过实验和课 题设计，切实提高课程知识的应用能力；通过总结和答辩等环节提高综合素质。
课程说明
课程特点：实践性、应用性强，需要通过实验、实践，实际动手才能学以致用，而不是单纯的课堂教学；不 是基础课程通过布置作业理解消化。
学生特点：来自不同学校，有工科和偏理科，本科阶段“微机原理与接口技术”（单片机技术）的内容、要 求不尽相同，实验设备和条件不同，掌握的程度不同。
智能传感器与检测技术的发展详解课件
第4页，共49页。
1．智能传感器的功能
先看一个智能传感器的例子（工作原理）
红外传感器将被检测目标的温度转为电信号，A／D后输入单片机
温度传感器将环境温度转换为电信号，经A／D变换后输入单片机
单片机中存放有红外传感器的非线性校正数据；
红外传感器检测的数据经单片机计算处理，消除非线性误差后，
第34页，共49页。
（1）传感器网络的作用
传感器网络可以实施远程采集数据，并进行分类存储和应用。 传感器网络上的多个用户可同时对同一过程进行监控。
区别不同的时空条件和仪器仪表、传感器的类别特征，测出临 界值，作出不同的特征响应，完成各种形式、各种要求的任务。
第35页，共49页。
（2）传感器网络的结构
3．无线网络传感器技术
（1）传感器网络的构成
无线传感器网络是由许多传感器节点协同组织起来的。 传感器网络的节点可以随机或者特定地布置在目标环境 中，它们之间通过无线网络、采用特定的协议自组织起 来，从而形成了由传感器节点组成的网络系统，以实现 能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任 务的功能。
智能调节阀系统包含如下几个部分： ①带有微处理器及智能控制软件的控制器； ②用于提供各种参数变化信号的传感器；
③信号变换器与I／0及通讯接口；
④执行机构和阀。
第44页，共49页。
智能调节阀系统
电源
上位计算机 （用于整定/ 组态/诊断/数
据采集）
过程控制器/ 集散控制系统 （用于设定给 定值或控制）
3．汽车制动性能检测仪
第20页，共49页。
第二节 检测技术的新技术发展
第21页，共49页。
一、检测技术的发展趋势
发展变化包括； ①组传感器的复合检测技术
1．智能传感器的功能
先看一个智能传感器的例子（工作原理）
红外传感器将被检测目标的温度转为电信号，A／D后输入单片机
温度传感器将环境温度转换为电信号，经A／D变换后输入单片机
单片机中存放有红外传感器的非线性校正数据；
红外传感器检测的数据经单片机计算处理，消除非线性误差后，
第34页，共49页。
（1）传感器网络的作用
传感器网络可以实施远程采集数据，并进行分类存储和应用。 传感器网络上的多个用户可同时对同一过程进行监控。
区别不同的时空条件和仪器仪表、传感器的类别特征，测出临 界值，作出不同的特征响应，完成各种形式、各种要求的任务。
第35页，共49页。
（2）传感器网络的结构
3．无线网络传感器技术
（1）传感器网络的构成
无线传感器网络是由许多传感器节点协同组织起来的。 传感器网络的节点可以随机或者特定地布置在目标环境 中，它们之间通过无线网络、采用特定的协议自组织起 来，从而形成了由传感器节点组成的网络系统，以实现 能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任 务的功能。
智能调节阀系统包含如下几个部分： ①带有微处理器及智能控制软件的控制器； ②用于提供各种参数变化信号的传感器；
③信号变换器与I／0及通讯接口；
④执行机构和阀。
第44页，共49页。
智能调节阀系统
电源
上位计算机 （用于整定/ 组态/诊断/数
据采集）
过程控制器/ 集散控制系统 （用于设定给 定值或控制）
3．汽车制动性能检测仪
第20页，共49页。
第二节 检测技术的新技术发展
第21页，共49页。
一、检测技术的发展趋势
发展变化包括； ①组传感器的复合检测技术
虚拟仪器技术及其应用23页PPT
虚拟仪器技术及其应用
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫特
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2. 智能检测系统的软件式
传感器与智能检测技术
图13-3 智能检测系统的软件组成
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1.2 智能检测系统的工作原理
传感器与智能检测技术
图13-4 智能检测系统的工作原理
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1.3 智能检测技术的特点式传感器
1.测量过程软件控制 2.高度的灵活性 3.测量速度快、精度高 4.实现多参数检测和数据融合 5.智能化功能强
13.2.3 虚拟仪器的分类
虚拟仪器可以按工作领域分，也可以按测量功能分，但最常用的还 是按照构成虚拟仪器的接口总线不同分类，分为插卡式数据采集卡 （DAQ）虚拟仪器、串行接口虚拟仪器、并行接口虚拟仪器、USB 虚 拟仪器、GPIB 虚拟仪器、VXI 虚拟仪器、PXI 虚拟仪器和现场总线虚拟 仪器等。
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.4 虚拟仪器设计项目实例式传感器
一个基本的虚拟仪器程序主要由前面板和程序框图两个部分组成。
设计要求
制作一个虚拟数字温度计，要求通过前面板的转换开关实现摄氏温度 和华氏温度的相互转换。 华氏温度转换摄氏温度的数学关系：
传感器与智能检测技术
图13-12华氏温度的数学关系：
前面板设计
主要是在前面板分别创建温度输入控件、温度显示控件和温度转换开关。 图13-13 虚拟数字温度计程序框图
程序框图设计
主要是在程序框图中运用函数模块的条件结构和数值子模块进行设计。
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.5 基于LabVIEW虚拟仪器在智能检测技术中的应用实例感器
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3.5 LabVIEW的模块式传感器
传感器与智能检测技术
LabVIEW的用户界面上有三种模板：工具模板（Tools Palette）、控件模板（Controls Palette）和函数模 板（Functions Palette），通过它们即可实现程序的开发。
1.工具模板
传感器与智能检测技术
智能建筑环境控制参数主要有温度、湿度、光照强度、CO2浓度、噪声分贝等 , 其中室内温度、湿度、光照强度、CO2浓度是对室内安全度和舒适度影响最大的四个 因素。
运用虚拟仪器技术和LabVIEW软件设计的环境监测系统包括温度监测、湿度监 测、光照强度监测、CO2浓度监测以及数据显示等五个功能模块。其中，温度监测、 湿度监测、光照强度监测、CO2浓度监测四个模块分别由温度传感器、湿度传感器、 光照强度传感器以及CO2浓度传感器构成。整个室内环境监测系统的运作流程为：由 温度监测模块、湿度监测模块、光照强度监测模块以及CO2浓度监测模块中相应的传 感器采集当前室内的温度、湿度、光照强度和CO2浓度的环境数据，这些数据进行处 理后传输至数据显示模块中进行显示。
传统仪器 封闭，仪器间相互配合较差
关键是硬件，升级成本较高，且升级必须上门服务 价格昂贵，仪器间一般无法相互利用 只有厂家能定义仪器功能 功能单一，只能连接有限的独立设备 开发与维护成本高 技术更新周期长（5~10年） 不能自己编程硬件，不能二次开发 部分的时间记录和测试说明 测试过程部分自动化
13 智能检测与虚拟仪器技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.5.1 温度监测模块
传感器与智能检测技术
温度监测模块所用温度传感器属于铂热电阻传感器。铂的物理、化学性能非常稳定，尤其是耐氧化能力很强， 并且在很宽的温度范围内(-200～1200℃)均可保持上述特性。电阻率较高，易于提纯，复制性好，易加工，可以 制成极细的铂丝或极薄的铂箔。其缺点是电阻温度系数较小，在还原性介质中工作易变脆，价格昂贵。
传感器与智能检测技术
第13章
智能检测与虚拟仪器技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1 智能检测技术 13.2 虚拟仪器技术 13.3 图形化编程语言——LabVIEW 13.4 虚拟仪器设计项目实例
13.5 基于LabVIEW的虚拟仪器在智能检测中的应用实例
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.2 虚拟仪器技术式传感器
13.2.1 虚拟仪器
传感器与智能检测技术
图13-5 常见的虚拟仪器方案框图
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.2.2 虚拟仪器与传统仪器的比较式传感器22
传感器与智能检测技术
表13-1 虚拟仪器与传统仪器的比较
虚拟仪器 开放、灵活，可与计算机技术保持同步发展 关键是软件，系统性能升级方便，通过网络下载升级程序既可 价格低廉，仪器间资源可重复利用率高 用户可定义仪器功能 与网络及周边设备方便连接 开发与维护费用降至最低 技术更新周期短（0.5~1年） 自己编程硬件，可二次开发 完整的时间记录和测试说明 测试过程自动化
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3 图形化编程语言——LabVIEW式传感器
13.3.1 LabVIEW的启动
传感器与智能检测技术
图13-6 LabVIEW的启动界面
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3.2 前面板窗口
传感器与智能检测技术
前面板是图形用户界面，图13-7所示为虚拟数字温度计的前面板，显示对象（温度转换显示）以 数值的方式显示了华氏温度转换摄氏温度的值。
13.1 智能检测技术式
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1.1 智能检测系统的结构式
传感器与智能检测技术
图13-1 智能检测系统的结构示意图
13 智能检测与虚拟仪器技术
1. 智能检测系统的硬件式
传感器与智能检测技术
图13-2 智能检测系统的硬件结构示意图
13 智能检测与虚拟仪器技术
图13-7 虚拟数字温度计的前面板
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3.3 程序框图窗口
传感器与智能检测技术
13.3.4 图标/连接器
图13-8 虚拟数字温度计的程序框图
VI具有层次化和结构化的特征。一个VI可以作为子程序，被其他VI调用。图标 表示在其他程序中被调用的子程序。而连接器表示图标的输入/输出口，类似于子程 序的参数端口。
在查看菜单中选择“工具模板”命令或按住<Shift>键 的同时单击鼠标右键即可弹出工具模块。
图13-9 工具模板
2. 控件模板式传感器
在前面板任意空白处单击鼠标右键，将弹出控件选板。
3. 函数模板式传感器
在程序框图窗口任意空白处单击鼠标右键，将弹出 函数模板。
图13-10 控件模板 图13-11 函数模板
传感器与智能检测技术
图13-3 智能检测系统的软件组成
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1.2 智能检测系统的工作原理
传感器与智能检测技术
图13-4 智能检测系统的工作原理
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1.3 智能检测技术的特点式传感器
1.测量过程软件控制 2.高度的灵活性 3.测量速度快、精度高 4.实现多参数检测和数据融合 5.智能化功能强
13.2.3 虚拟仪器的分类
虚拟仪器可以按工作领域分，也可以按测量功能分，但最常用的还 是按照构成虚拟仪器的接口总线不同分类，分为插卡式数据采集卡 （DAQ）虚拟仪器、串行接口虚拟仪器、并行接口虚拟仪器、USB 虚 拟仪器、GPIB 虚拟仪器、VXI 虚拟仪器、PXI 虚拟仪器和现场总线虚拟 仪器等。
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.4 虚拟仪器设计项目实例式传感器
一个基本的虚拟仪器程序主要由前面板和程序框图两个部分组成。
设计要求
制作一个虚拟数字温度计，要求通过前面板的转换开关实现摄氏温度 和华氏温度的相互转换。 华氏温度转换摄氏温度的数学关系：
传感器与智能检测技术
图13-12华氏温度的数学关系：
前面板设计
主要是在前面板分别创建温度输入控件、温度显示控件和温度转换开关。 图13-13 虚拟数字温度计程序框图
程序框图设计
主要是在程序框图中运用函数模块的条件结构和数值子模块进行设计。
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.5 基于LabVIEW虚拟仪器在智能检测技术中的应用实例感器
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3.5 LabVIEW的模块式传感器
传感器与智能检测技术
LabVIEW的用户界面上有三种模板：工具模板（Tools Palette）、控件模板（Controls Palette）和函数模 板（Functions Palette），通过它们即可实现程序的开发。
1.工具模板
传感器与智能检测技术
智能建筑环境控制参数主要有温度、湿度、光照强度、CO2浓度、噪声分贝等 , 其中室内温度、湿度、光照强度、CO2浓度是对室内安全度和舒适度影响最大的四个 因素。
运用虚拟仪器技术和LabVIEW软件设计的环境监测系统包括温度监测、湿度监 测、光照强度监测、CO2浓度监测以及数据显示等五个功能模块。其中，温度监测、 湿度监测、光照强度监测、CO2浓度监测四个模块分别由温度传感器、湿度传感器、 光照强度传感器以及CO2浓度传感器构成。整个室内环境监测系统的运作流程为：由 温度监测模块、湿度监测模块、光照强度监测模块以及CO2浓度监测模块中相应的传 感器采集当前室内的温度、湿度、光照强度和CO2浓度的环境数据，这些数据进行处 理后传输至数据显示模块中进行显示。
传统仪器 封闭，仪器间相互配合较差
关键是硬件，升级成本较高，且升级必须上门服务 价格昂贵，仪器间一般无法相互利用 只有厂家能定义仪器功能 功能单一，只能连接有限的独立设备 开发与维护成本高 技术更新周期长（5~10年） 不能自己编程硬件，不能二次开发 部分的时间记录和测试说明 测试过程部分自动化
13 智能检测与虚拟仪器技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.5.1 温度监测模块
传感器与智能检测技术
温度监测模块所用温度传感器属于铂热电阻传感器。铂的物理、化学性能非常稳定，尤其是耐氧化能力很强， 并且在很宽的温度范围内(-200～1200℃)均可保持上述特性。电阻率较高，易于提纯，复制性好，易加工，可以 制成极细的铂丝或极薄的铂箔。其缺点是电阻温度系数较小，在还原性介质中工作易变脆，价格昂贵。
传感器与智能检测技术
第13章
智能检测与虚拟仪器技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1 智能检测技术 13.2 虚拟仪器技术 13.3 图形化编程语言——LabVIEW 13.4 虚拟仪器设计项目实例
13.5 基于LabVIEW的虚拟仪器在智能检测中的应用实例
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.2 虚拟仪器技术式传感器
13.2.1 虚拟仪器
传感器与智能检测技术
图13-5 常见的虚拟仪器方案框图
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.2.2 虚拟仪器与传统仪器的比较式传感器22
传感器与智能检测技术
表13-1 虚拟仪器与传统仪器的比较
虚拟仪器 开放、灵活，可与计算机技术保持同步发展 关键是软件，系统性能升级方便，通过网络下载升级程序既可 价格低廉，仪器间资源可重复利用率高 用户可定义仪器功能 与网络及周边设备方便连接 开发与维护费用降至最低 技术更新周期短（0.5~1年） 自己编程硬件，可二次开发 完整的时间记录和测试说明 测试过程自动化
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3 图形化编程语言——LabVIEW式传感器
13.3.1 LabVIEW的启动
传感器与智能检测技术
图13-6 LabVIEW的启动界面
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3.2 前面板窗口
传感器与智能检测技术
前面板是图形用户界面，图13-7所示为虚拟数字温度计的前面板，显示对象（温度转换显示）以 数值的方式显示了华氏温度转换摄氏温度的值。
13.1 智能检测技术式
传感器与智能检测技术
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.1.1 智能检测系统的结构式
传感器与智能检测技术
图13-1 智能检测系统的结构示意图
13 智能检测与虚拟仪器技术
1. 智能检测系统的硬件式
传感器与智能检测技术
图13-2 智能检测系统的硬件结构示意图
13 智能检测与虚拟仪器技术
图13-7 虚拟数字温度计的前面板
13 智能检测与虚拟仪器技术
13.3.3 程序框图窗口
传感器与智能检测技术
13.3.4 图标/连接器
图13-8 虚拟数字温度计的程序框图
VI具有层次化和结构化的特征。一个VI可以作为子程序，被其他VI调用。图标 表示在其他程序中被调用的子程序。而连接器表示图标的输入/输出口，类似于子程 序的参数端口。
在查看菜单中选择“工具模板”命令或按住<Shift>键 的同时单击鼠标右键即可弹出工具模块。
图13-9 工具模板
2. 控件模板式传感器
在前面板任意空白处单击鼠标右键，将弹出控件选板。
3. 函数模板式传感器
在程序框图窗口任意空白处单击鼠标右键，将弹出 函数模板。
图13-10 控件模板 图13-11 函数模板