虚拟仪器1
虚拟仪器技术实验1
《虚拟仪器技术》实验指导书实验1数字温度计实验实验序号：1实验名称：数字温度计实验适用专业：电子信息工程、通信工程学时数：4学时一、实验目的该实验要求学生学会使用NI ELVIS II+的可调电源VPS，并在其上搭建热敏电阻电路，基于NI ELVIS II+的软件包，在LabVIEW中编写程序，构建一个数字温度计。
二、实验要求（1）学会使用NI ELVIS II+中的数字万用表、可调电源。
（2）学会基于NI ELVIS II+的软件包在LabVIEW中编写程序构建一个数字温度计。
（3）要求认真且独立完成电子电路的参数测量。
（4）在NI ELVIS II+的实验板上搭电路以及测量数据时，注意不能短路，以免烧坏实验平台中的元器件。
（5）注意仪器设备的规范使用以及测量步骤正确的顺序。
（6）编写程序要规范、正确，有问题的程序能够通过调试解决。
（7）做完实验后给出本实验的实验报告。
三、实验设备、环境（1）NI ELVIS II+实验平台（2）至少PIII计算机，装有LabVIEW软件和NI ELVIS II+硬件驱动。
四、实验中的元器件（1）10kΩ电阻R1（2）10kΩ热敏电阻R T五、实验步骤及内容1、电阻元件参数测量（1）使用数字万用表测量电阻R1和热敏电阻R T。
在表1中记录测量数据。
实测值标称值R19.9710KΩR T16.9110KΩ表1电阻的测量值（2）将热敏电阻拿在指尖处，使它升温，观察电阻阻值变化随着温度升高阻值降低。
2、可调电源的使用（1）在软面板中，选择VPS，如图1。
NI ELVIS II+有两个可控电源，-12V~0V和0~12V，每个最大都可以输出500mA电流。
图1可调电源（2）用数字电压表测试可变电源的电源输出。
将可变电源[supply+]和[ground]连接到DMM的电压输入。
旋转VPS电压旋钮，可看见DMM显示的电压随VPS电压变化而变化。
点击手动按钮，旋转工作台上旋钮，观察DMM的变化随旋钮变化而变化。
虚拟仪器1
班级:工艺3092班姓名:黄威学号:1307093104虚拟仪器课程设计一:虚拟仪器概述及其特点虚拟仪器（Virtual Instrument——VI）——计算机化的测量仪器；是计算机与相关面向仪器的软、硬件产品的有机结合。
使用者通过友好的图形界面即虚拟仪器的前面板操作计算机，就像在操控自己定义、设计的测量仪器一样，并可以方便地组合、更新和扩展它，从而更快捷、更经济、更灵活地解决各个领域的测量和自动控制等应用问题。
由计算机、应用软件和仪器硬件三大要素构成，共同完成传统仪器的功能1-1 虚拟仪器的主要特点：1.尽可能采用通用的硬件，各种虚拟仪器之间的差异主要是软件。
2.充分发挥计算机的能力，具有强大的数据分析和处理功能，可以创造出功能更多、更强的测量或测控仪器及系统。
3.用户可根据自己的实际需求，很便利地自主构建新的虚拟仪器。
虚拟仪器的特点总概括为:▪丰富和增强了传统仪器的功能▪突出“软件即仪器”的概念▪仪器由用户自己定义▪开放的工业表准▪便于构成复杂的测试系统，经济性好▪1-2虚拟仪器在各领域中的应用由于虚拟仪器技术的强有力支持，科学家和工程师们可以方便地建立适合自己需要的测控系统，再也不必将自己封闭在固定传统仪器的狭窄天地中。
在电子测量、电力工程、物矿勘探、医疗、振动分析、声学分析、故障诊断及教学科研等诸多领域中都有极为广泛的应用。
在电子和通信工程中，虚拟仪器可用于电子测量和信号分析；在自动化检测领域内，虚拟仪器可用于数据采集和控制；在航天航空学科里，虚拟仪器可用于监测和分析火箭或卫星传递来的复杂数据，已被美国航天航空局（NASA）用于火星探险；在基础学科的研究中，虚拟仪器可用于设计实验系统，例如用于生化领域中监测薄膜分子的相互作用，以及医学领域中研究嗅觉和视觉。
虚拟仪器诞生以来的爆炸性发展令人惊叹，许多最新的大规模高精尖工程中都有它的用武之地。
太空光谱有限公司（Spectrum Astro, Inc.）的Roger Jellum 和Tom Arnold开发的AstroRT，是一种基于LabVIEW的数据采集和控制系统，用于航天器的制造测试和轨道姿态控制，可收集、处理和分配从航天器传来的遥感探测信息。
虚拟仪器ppt课件
；....
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
虚拟仪器实验一
实验一LabVIEW编程环境与基本操作一、实验目的1．了解LabVIEW的编程与运行环境.2．掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序。
3．掌握使用调试工具调试VI程序。
二、实验原理虚拟仪器系统的概念不仅推进了以仪器为基础的测控系统的改造，同时也影响了以数据采集为主的测控系统的传统构造方法。
过去独立分散、互不相干的许多传统仪器，在虚拟仪器系统的概念之下，正在逐渐靠拢、相互影响，并形成新的技术方法和技术规范。
虚拟仪器系统的概念是测控系统的抽象。
不管是传统的还是虚拟的仪器,它们的功能都是相同的：采集数据，对采集来的数据进行分析处理,然后显示处理的结果。
它们之间的不同主要体现在灵活性方面.虚拟仪器由用户自己定义，这意味着用户可以自由地组合计算机平台、硬件、软件以及各种完成应用系统所需要的附件。
而这种灵活性在由制造商定义、功能固定、独立的传统仪器上是达不到的。
常用的数字万用表、示波器、信号发生器、数据记录仪以及温度和压力监控器就是传统仪器的代表。
基于计算机的虚拟仪器得益于PC技术的发展.由于直接将仪器模块插入到计算机中,我们就可以直接享用到台式或便携式计算机上出众的处理能力、显示、数据存储以及连接性能等方面的优势，使测量以最有效的方式从使用传统的仪器过渡到使用通用计算机.基于计算机的仪器不仅继承了传统仪器的标准测量能力，更增加了扩展仪器概念的灵活性，使我们能够更加直接、更加有效地面对当今测量应用的挑战。
更有意义的是，利用诸如LabVIEW、LabWindows/CVI等应用开发环境，可以方便地使多台仪器的测量能力结合并同步工作，以建立功能强大的仪器系统。
更进一步，我们也可以开发自己的分析程序，实现那些有别于其它仪器或系统的功能。
虚拟仪器系统技术的基础是计算机系统，核心是软件技术。
因此,美国国家仪器公司（NI）提出其著名的口号：The Software is the Instrument。
为了使“软件就是仪器”这句口号成为现实，NI公司在软件体系结构的各个层次上,形成了完整的设备驱动程序、系统开发平台、实用支持软件、应用软件包相互支撑的格局，使虚拟仪器系统的概念不再“虚拟”。
虚拟仪器
温度采集系统设计摘要：利用图形化可视虚拟仪器应用软件labview作为温度采集监测系统的开发平台,通过数据采集卡与PC机构成一个功能强大的虚拟仪器,实现对温度的采集、显示、监测、报警等功能。
利用虚拟仪器技术不仅简化了系统硬件,软件实现也很方便,同时图形化的显示使结果更直观、准确,并给出了模拟的系统程序。
一、虚拟仪器1. 1虚拟仪器概述虚拟仪器是在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与调理, 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。
1. 2虚拟仪器的图形化开发平台LabVIEW ( Laboratory V irtua l Instrument EngineeringWorkbench)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集成了与满足GPIB、VXI、RS- 232和RS- 485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。
它还内置了便于应用TCP/ IP、A ct iveX 等软件标准的库函数。
LabV IEW是一个面向最终用户的工具, 它为用户提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径, 使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时,可以大大提高工作效率。
LabV IEW 的编程环境包括两个面板: 前面板( pane l )和框图。
通过编制虚拟仪器的前面板来模拟真实仪表的面板, 在程序前面板上, 输入量被称为控制( Controls), 输出量被称为显是控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上, 如旋钮、开关、图表、图形等。
虚拟仪器VirtualInstrument1虚拟仪器的基本概念
VI中的错误。
连续运行 单击此按钮可使VI程序连续地重复执行。 按钮
停止运行 单击此按钮可停止运行VI。 按钮 暂停按钮
单击此按钮可暂停VI执行，再次单击此 按钮，VI又继续执行。
高亮显示 执行按钮
单击此按钮，可动态显示VI执行时数据 的流动。
单步步入 单击此按钮，按节点顺序单步执行程序， 每单击一次，程序执行一步。如果节点 按钮
参考号标示，这个子选板包括各类参考号。
12
13
装饰件 用于对前面板进行装饰的各种图形对象。
14
从文件 调用存储在文件中的控件。 系统选 择控件 用户 控制 把控件放在\National Instruments\LabVIEW 8.5\user目录中时， 将出现在这个子选板中。
15
NI数据采集设备
为一个子程序或结构，则进入子程序或 结构内部执行单步运行方式 。
单步步过 单击此按钮，按节点顺序单步执行程序 （不进入循环，SunVI内部）。 按钮 单步步出 单击此按钮，退出单步执行，进入暂停 状态。 按钮 文本字体 设置按钮
虚拟仪器综合实验1led
E1 E2
DB0...DB7 接 nWait nDataSTB nAddrSTB 口 nWrite nWait 信号产 生电路
A B C
E1 E2
nRead
WR
RD
实验一
实验目的
EPP接口驱动LED显示
1.了解EPP接口设计方法。 2.掌握的EPP接口输入/输出操作虚拟仪器程序
引脚 1 2～9 10 11 12 13 14 15 16 17 18～25 SPP信号 STOBE Data0 ～7 ACK BUSY EPP信号 nWrite Data0 ～7 Interrupt nWait 方向 输出 双向 输入 输入 EPP功能描述 读写信号，低写高读 双向数据 /地址线 中断请求线，上升沿触发 握手信号， 低表示开始一个周期，高表示结束一个周期 按不同外设自定义 按不同外设自定义 数据选通信号，低表示正在 进行数据读写操作 按不同外设自定义 外设复位信号，低有效 地址选通信号，低表示正在进行地址读写操作 信号地
EPP接口与本实验平台的连接 ,如下
D0.....D7 A B C AD0 . . . AD7 EPP 74LS245 DB0...DB7 A0 . . A7 E DIR Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 CLK Q8 74LS273 D1 . . . D8 A0 A1 A2 A5 A6 A7 B0 . . . B7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 1Y5 1Y6 1Y7 2Y0 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4 2Y5 2Y6 2Y7
定时/ 计数器
A/D、 D/A
并行 I/O
▼实验主板的布局
虚拟仪器
虚拟仪器应用程序 （软面板、各种功能模块）数据采集通信接口 Nhomakorabea信号处理
操作系统 VISA库 DAQ I/O库
虚 硬件（显示器与旋钮） 拟 仪 器 软 结果表达 件 结 构 与仪器控制
虚拟仪器
硬件（电子线路）
仪器接口
计算机软件（算法）
计算机
仪器接口 仪器接口
计算机硬件
仪器接口
虚拟仪器 （显示器与虚拟旋钮） 硬件结构
2. LabVIEW LabVIEW 是实验室虚拟仪器平台（Laboratory Virtual instru-ment Engeneering Workbench） 的简称, 也是目前应用最广、发展最快、功能最 强的图形化软件开发集成环境。 LabVIEW的产生来源于NI公司的创始人特鲁查 德博士的创新设想：能否为财务人员设计的电子 表格软件一样，为广大测试工程师和科技人员开 发一个基于数据流图来设计程序的工具软件。经 过几年的研究，在20世纪80年代中期，首次提出 测试软件由多层虚拟
• 虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）构成的新 概念。一个VI可以由更底层的多个VI组成。底层 VI代表了最基本的计算、I/O操作与界面设计功能， 各层VI有相同的结构形式，每个VI都有用户接口 组件。
虚拟仪器模型、图形界面和结构化数据流程图 编程是LabVIEW的三大核心技术。1990年，结构化 数据流程图和虚拟仪器面板获得两项美国专利。 作为编写程序的语言，除了编程方式不同， LabVIEW具备编程语言的所有特点，因此被称为G 语言。
软件就是仪器
——虚拟仪器技术
一、什么是虚拟仪器
所谓“虚拟仪器”，就是在通用计算机上，用 借助于计算机和数据采集模块通过软件设计能 通用接口总线连接硬件数据采集或控制模块，通 够实现真实仪器的测量功能，但确不是一个实在 过软件编程控制硬件模块进行控制或测量，并利 在的、有模有样的真实的测量仪器。 用软件实现仪器的测量和分析功能。
第一章虚拟仪器概述
信号调理
DAQ 卡
GPIB 接口仪器
GPIB 接口卡
计
测
算
控
VXI/PXI 接口模块
机
对
软
象
串行口仪器/PLC
件
系 现场总线设备
统
其他计算机硬件板卡
硬件的主要功能：是获取真实世界中的被 测信号。
(采集、传输、存储处理和输入/输出等)
按照测控功能硬件的不同，VI可分为 GPIB、VXI、PXI、DAQ和LXI等标准体系结 构。
美国国家仪器公司(National Instruments Corp. 简称NI)于1986年提出。
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。
虚拟仪器一词中“虚拟”有以下两方面的含义：
（1）虚拟仪器面板； （2）由软件编程来实现仪器的功能。
什么是虚拟仪器
什么是虚拟仪器?一、什么是虚拟仪器?一套虚拟仪器系统就是一台工业标准计算机或工作站配上功能强大的应用软件、低成本的硬件(例如插入式板卡)及驱动软件，他们在一起共同完成传统仪器的功能。
以软件为主的测量系统充分利用了常用台式计算机和工作平台的计算、显示和互联网等诸多用于提高工作效率的强大功能。
软件是在功能强大的硬件基础上创建虚拟仪器系统的真正关键所在。
虚拟仪器可使用相同的硬件系统，通过不同的软件就可以实现功能完全不同的各种测量测试仪器，即软件系统是虚拟仪器的核心，软件可以定义为各种仪器，因此可以说“软件即仪器”。
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。
有了虚拟仪器，用户就可以完全根据自己的需求组建测量和自动化系统，而不用再受功能固定(完全由厂家提供)的传统仪器的限制。
二、虚拟仪器和传统仪器的比较独立的传统仪器，例如示波器和波形发生器，性能强大，但是价格昂贵，且被厂家限定了功能，只能完成一件或几件具体的工作，因此，用户通常都不能够对其加以扩展或自定义其功能。
仪器的旋钮和开关、内置电路及用户所能使用的功能对这台仪器来说都是固定的。
另外，开发这些仪器还必须要用专门的技术和高成本的元部件，从而使它们身价颇高且很不容易更新。
基于PC机的虚拟仪器系统，诞生以来就充分利用了现成即用的PC机所带来的最新科技。
这些科技和性能上的优势迅速缩短了独立的传统仪器和PC机之间的距离，包括功能强大的处理器（如Pentium 4)、操作系统及微软Windows XP、NET技术和Apple Mac OS x。
除了融合诸多功能强大的特性，这些平台还为用户提供了简单的联网工具。
此外，传统仪器往往不便随身携带，而虚拟仪器可以在笔记本电脑上运行，充分体现了其便携特性。
需要经常变换应用项目和系统要求的工程师和科学家们需要有非常灵活的开发平台以便创建适合自己的解决方案。
可以使用虚拟仪器以满足特定的需要，因为有安装在PC机上的应用软件和一系列可选的插入式硬件，无需更换整套设备，即能完成新系统的开发。
最新虚拟仪器实验报告实验1
最新虚拟仪器实验报告实验1实验目的：本实验旨在通过使用最新的虚拟仪器技术，加深对现代测量和控制系统原理的理解。
通过实验，学生将学习如何利用虚拟仪器进行数据采集、信号处理和分析，以及如何编写相应的实验报告。
实验设备和软件：1. 虚拟仪器软件（如LabVIEW、MATLAB等）2. 计算机3. 相关传感器（温度、压力、声音等，根据实验内容确定）4. 数据采集卡（如果软件需要）实验步骤：1. 确定实验目标和所需测量的物理量。
2. 选择合适的传感器，并根据传感器的技术规格设置虚拟仪器软件。
3. 连接传感器至数据采集卡，并确保计算机能够识别并正确配置。
4. 打开虚拟仪器软件，创建用户界面，设置数据采集参数（如采样率、数据长度等）。
5. 启动数据采集，记录实验数据。
6. 对采集到的数据进行初步分析，如绘制波形图、计算统计参数等。
7. 根据实验目的，进行进一步的数据处理和分析，如滤波、频谱分析等。
8. 撰写实验报告，包括实验目的、设备和软件、步骤、结果及分析、结论和建议。
实验结果：在本实验中，我们成功地使用虚拟仪器软件采集并分析了预定的物理量数据。
通过对比不同采样率和数据处理方法对结果的影响，我们得出了以下结论：- 采样率的提高可以更准确地捕捉信号的瞬态变化，但也会增加数据量和处理时间。
- 适当的滤波处理可以有效去除噪声，提高信号的信噪比。
- 频谱分析揭示了信号的频率成分，有助于识别和分离信号中的有用信息。
实验结论：本次实验表明，虚拟仪器技术是一种强大的工具，它能够提供灵活、高效的数据采集和分析解决方案。
通过合理配置和使用虚拟仪器，我们可以对各种物理量进行精确测量和深入分析，为科学研究和工程应用提供有力支持。
未来的工作中，我们将进一步探索虚拟仪器的高级功能，以满足更复杂的实验需求。
第一讲 什么是虚拟仪器
虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司（National Instrument）在1986年提出的，但其雏形可以追溯到1981 年由美国西北仪器系统公司推出的Apple II为基础的数字 存储示波器。这种仪器和个人计算机的概念相适应，当时被 称为个人仪器。（Personal Instrument）。
用户在使用这套装置时： 操作：操作的是示波器面板 观察：示波器屏幕 优点：直观、简单！
缺陷： 1）测试同样的信号，如果一旦示波器买定， 则我们只能测定特定的信号。 实际上从测试的信号我们可以得到更多的信 息（功率、光强），但是示波器无法满足。 如果需要更多的信息，那就只能再买仪器。 2）示波器的按钮，我觉得不符合我的使用习 惯。（人适应仪器）
作业
查资料（期刊、学位论文等）进一步体 会虚拟仪器的内涵，理解虚拟仪器与传 统仪器的不同，理解虚拟仪器与仿真的 不同。 本课程主要讲述虚拟仪器，虚拟仪器是 计算机与仪器结合的一种方式，计算机 和仪器还有另外一种结合方式－智能仪 器，什么是智能仪器？列举你见过的智 能仪器。
请大家回去查资料了解其特点和应用场合
小型虚拟仪器系统开发
虚拟仪器为计算机在工业领域中的应用提供一项很好的技术解决 方案，例如，在制造业中我们可以借鉴它来进行机床操作面板设计等 工作。
虚拟仪器不“虚”！
本课程最终目的： 理解虚拟仪器的思想，最终能应用Labview软件 设计一个简易虚拟仪器：测温计、测速计、示波 器等。 软件和硬件 硬件可以提出选择方案。 软件自己设计。
虚拟仪器软件驱动模块 为简化硬件板卡编程和控制，NI和Agilent标准 化了数百种常用仪器、板卡的驱动，它们已成为虚 拟仪器开发平台的一部分，开发时可直接复用这些 硬件驱动代码。
虚拟仪器概述
2021/7/30
33
实时上下文帮助窗口
显示VI 路径
锁定上下 文相关帮 助
更多帮助 信息
单击此处访问 更详细的联机 帮助
2021/7/30
34
实时上下文帮助窗口
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。
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。
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。
2021/7/30
28
函数选板
2021/7/30
29
函数选板
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。
2021/7/30
37
范例查找器
2021/7/30
38
范例查找器
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。
在菜单栏中选择Help->Find Examples 选项可以打开范例查找器。
2021/7/30
39
编辑前面板
2021/7/30
35
联机帮助文档
2021/7/30
36
联机帮助文档
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。
虚拟仪器LabVIEW实验一-虚拟万用表的实现实验指导书
虚拟万用表的实现1实验目的（1）学习Labview编程语言的开发环境（2）了解前面板对象的调用、设置以及编程（3）了解框图程序的常用节点2 实验任务设计虚拟数字万用表基本要求：z设置电源开关：电源开时，数字万用表工作；电源关时，数字万用表不工作。
z设置数值显示屏：显示数字万用表测量的数据。
z设置档位选择旋钮：电阻档200、2K、20K、200K、20M五档；直流电流档200mV、2V、20V、200V、500V五档；交流电压档200V、500V两档；直流电流档2mA、20mA、200mA、10A四档。
z设置数值单位提示显示：档位选择正确时，提示单位。
z设置超量程显示及报警：电源开关关闭时，提示“电源关”；档位选择错误时，给出档位选择错误提示；数值超出档位值时，给出超出量程提示；同时给出报警信号。
z分单次测量、连续测量两种方式。
单次测量时，仅测量显示测量时刻的值；连续测量时，不断的进行测量和显示。
z设置产生电阻值、直流电压、交流电压、直流电流的虚拟信号源。
附加要求（选作）：在产生的虚拟信号源上叠加噪声，以复现现实世界真实信号的特点。
3 实验原理虚拟数字万用表的主要功能是对测量电路采集进来的数据进行处理和显示，整体是一个while循环，当电源打开且按下单次测量或多次测量按钮时，万用表工作，内部分为数据选择、数据判断、数据显示三部分。
z数据选择：是一个case结构，数据流旋钮的不同位置通过不同的数据通道。
z数据判断：由两个case结构嵌套而成，外层的case针对不同的档位判断是否超出量程；内层的case当数值在范围内时开通数据通道，反之关闭数据通道，给出错误提示。
z数据显示：由一个字符串显示变量、一个布尔显示变量、一个双精度浮点显示变量组成。
4 实验步骤4.1前面板设计图1是前面板的总体视图，分为信号源和数字万用表两个显示区。
图1 虚拟万用表前面板视图1、完成信号源的设计采用前面板“转盘”控件，在其上点击鼠标右键，选择“属性”——“外观”，通过修改标签，可以设置该控件的名称；选择“标尺”，设置“刻度范围”，可以设置该控件的数据范围，最终达到图1的显示效果。
虚拟仪器1～3章总结
例1 构建VI,接收5个数字输入,将这形指数灯亮.这个灯 为绿色,仪表刻度盘是黄色.
例2 构建VI,产生两个随机数(0～1)并 在仪表上显示两个随机数.仪表上分别设 置标签"Lable 1"和"Lable 2",使其中一 个仪表呈蓝色而另一个仪表呈红色.当红 色仪表上随机数值比蓝色仪表随机数值大 时,用一个方形 LED显示绿色;否则LED 显示黑色.运行VI几次并观察结果.
创建子VI:两种方法 方法一:由VI创建子VI 例 华氏温度转化为摄氏温度 方法二:从选定内容创建子VI
主要内容
基本VI的组成:前面板,框图程序,图标/连接器 三个模板:控件模板,功能模板,工具模板 数据类型:数值型,布尔型,字符型 数据操作:数学运算,比较运算 如何创建子VI? 程序执行顺序(数据流)
特殊属性——Text 特殊属性 Lables 滚动条,水箱,温 度计,旋钮,表头和 刻度盘等前面板对象 所特有. 右键弹出菜单中选 择Text Lables,当选 择此项时,其刻度可 以是字符串. 默认的Text Lables值只有两个: min, max,可增加.
* 如何增加Text条 目? 右键弹出菜单中 选择Edit Items… * 当选择Disable Disable Item,程序运行时, 这个条目将被禁用. *见例3
例3 构建停车信号灯.创建从0～2变化的 刻度盘控件,该控件具有3个LED显示:绿 色,黄色和红色.当刻度盘0位置时,使VI 打开绿色LED;当刻度盘1位置时,变为黄 色;当在刻度2上时,变为红色.
例4 创建前面板,该前面板具有8个LED指 示器和一个8位无符号整数的垂直滑动条控 件.显示滑动条的数字指示器,确保LED均 匀分布并且排列在底部.问题是将8个LED 变成滑动条中数字的二进制.例如,如果 滑动条设置为数字10,LED的1和3打开.
虚拟仪器的概念
用LabVIEW做的示波器，与真实的示波器有着相同的功能
LabVIEW和虚拟仪器在物理实验中的 应用
对学生进行LabVIEW和虚拟仪器的基本知识
和技术的训练，有助于他们在将来的工作中 掌握运用。 将部分实验的传统测量方法改进为计算机自 动化测量分析，使实验的效率大大提高，物 理内容更加突出。 通过适当配置接口，可以充分综合利用实验 室现有的各种数字仪器仪表，以及用C++等 系统开发的计算机数据测控系统。
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。
数据线：
当你连线时，LabVIEW会提示该接口的名称，只能在同一 数据类型的端口之间连线，不同类型的数据连线的颜色和形 状也不同。错误的连线会表示成黑色虚线，这时你应将连线 工具移动到它上面，LabVIEW会给出两端的数据类型信息， 你可以检查并改正。添加新的模块和连线可能会对已设置好 的部分有影响，而且原来的错误连线也可能对新添加的连线 有影响。
提示：在流程图上，你会看到不同颜色的模块，不同颜色代表 不同的数据类型，其定义与连线一致。
6.控制量与显示量
在LabVIEW中，一个数字量（numeric）、布尔量
（boolean）、字符量（string）等都有控制量 （control）和显示量（indicator）的区别。 控制量：用于控制程序，它相当于仪器上的控制按 钮，如开关、旋钮等。 显示量：用于显示程序运行的结果，它相当于仪器 上的显示部件，如显示屏、指示灯等。 在流程图窗口中，我们可以看到控制部件的外框比 较粗，显示部件的外框比较细，要实现控制量与显 示量之间的转换，只需在流程图上的模块上点击右 键，选择change to indicator（或者change to control）就可以了。
虚拟仪器的基础知识
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
量资金。
局限性
性能限制
受限于计算机的处理能力和内存大小， 虚拟仪器的性能可能无法与专用硬件 相媲美。
实时性能问题
对于需要高精度和高速度的应用，虚 拟仪器可能无法满足实时性的要求。
可靠性问题
由于虚拟仪器依赖于计算机系统，因 此可能存在因软件故障或病毒感染而 导致系统崩溃的风险。
兼容性问题
不同的虚拟仪器系统可能存在兼容性 问题，导致用户在更换或升级系统时 面临困难。
03
LabWindows/CVI 等。
数据采集硬件
数据采集硬件是虚拟仪器的输入设备， 用于获取现实世界中的信号并将其转 换为数字信号，以便在计算机上进行 处理和分析。
数据采集硬件通常包括各种传感器、 信号调理器和数据采集卡等。
信号处理与分析软件
信号处理与分析软件是虚拟仪器的数据处理中心，它能够对采集到的数据进行处理、分析和可视化。
虚拟仪器的基础知识
• 虚拟仪器概述 • 虚拟仪器的核心组件 • 虚拟仪器的应用领域 • 虚拟仪器的优势与局点
定义
可扩展性
虚拟仪器（Virtual Instrument）是一种基 于计算机的测量和分析系统，通过软件实现 传统仪器的功能。
虚拟仪器通过软件编程实现，可以根据需 求添加或修改功能。
- 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)。
1虚拟仪器定义:一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
2所谓虚拟仪器(Virtual Instrument，简称VI)，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、具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
3所有测量测试仪器的主要功能可由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
4所有测量测试仪器的主要功能可由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
5“虚拟”二字主要包含两方面的含义：
第一，虚拟仪器的面板是虚拟的
第二，虚拟仪器测量功能是由软件编程来实现的。
6虚拟仪器的特点
①在通用硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来完成仪器的
功能。
②仪器的功能是用户根据需要由软件来定义的，而不是事先由厂家定义
好的。
③仪器性能的改进和功能扩展只需进行相关软件的设计更新，而不需购
买新的仪器。
④ 研制周期较传统仪器大为缩短。
⑤虚拟仪器开放、灵活，可与计算机同步发展，可与网络及其它周边设
备互联。
7 “虚拟仪器的关键是软件”。
8构成虚拟仪器的硬件平台有两部分：(1) 计算机(2) I/O接口设备虚拟仪器由通用仪器硬件平台(简称硬件平台)和应用软件两大部分构成。
Labeview 的两部分组成：
前面板：LabVIEW 提供众多输入控件和显示控件用于创建用户界面，即前面板。
输入控件指旋钮、按钮、转盘等输入装置。
显示控件指图形、指示灯等输出显示装置。
后面板（程序面板）：创建用户界面后，可添加各种VI 和结构作为代码，从而控制前面板对象。
代码在程序框图中编写。
9在“虚拟前面板”上的控件有两种类型：
①输入控制类②输出显示类
10几乎所有的测试、测量和控制应用都可以分成3部分: 采集、分析、表达。
1、虚拟仪器系统是由
计算机应用软件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）。
虚拟仪器的软件结构包括（前面板）、（后面板）
12前面板的对象按其类型：数值型，布尔型，字符串型，数组型，族型，图形型等
11前面版（1）控件= 输入（2）显示件= 输出
程序框图（1）对应前面板的程序（2）各对象用连线连接起来
1VIs三要素—前面板, 程序框图, 图标和连接器。
2前面板是LabVIEW程序和用户的接口界面；程序框图是可执行的代码。
3图形化的执行代码由三部分组成：节点，端口，连线。
4在程序框图上用快速VI，标准VI和函数创建您的测量代码。
用快速VI 中，并在VI中交互式配置对话框中定义参数，可以满足一般需求。
5浮动模板: 工具模板, 控件模板(前面板上), 函数模板(程序框图上)
6在LabVIEW 的帮助文档中有很多帮助例程。
1.在代码式的传统编程语言中，默认的情况是，程序语句按照排列顺序执行，但LabVIEW 中不同，它是一种图形化的数据流式编程语言
2. For循环用于将某段程序执行指定次数.可以通过两种方法指定循环次数，一种直
接给定，一种是通过输入数组的大小给定
3.在For 循环或者While循环中，如果你把一个子VI，函数等节点的输出连到同一
个子VI，函数的输出，或者把后执行的程序的输出连到先执行的程序的输入端，LabVIEW 会自动生成反馈节点；每结束一次循环，更新一次数据；传递数据到下一次循环, 可以传递任意的数据类型。
4.While 循环可以反复执行循环体的程序，直至到达某个边界条件。
5.结构的数据通道在结构和外部之间传递数据.
6.公式节点是一个大小可变的方框，可以利用它直接在流程图中输入公式。
7.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。
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。
▪LabVIEW中的节点主要包括函数、结构、Express VI、子VI等。
▪ 3.2 构建完整的应用程序
▪1构建程序的元素
▪构建程序的元素：图标，图框和连线
▪ 2 构建Labview的代码
▪LabVIEW中不同，它是一种图形化的数据流式编程语言
1.Chart是将数据源（例如采集得到的数据）在某一坐标系中，实时、逐点
地显示出来，它可以反映被测物理量的变化趋势
2.Graph则是对已采集数据进行事后处理的结果。
它先将被采集数据存放在
一个数组之中，然后根据需要组织成所需的图形显示出来
I / O 接口设备。