实验四虚拟电压表的设计和虚拟数字万用表的使用
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。
万用表的使用方法实验报告
万用表的使用方法实验报告实验目的：1.了解万用表的基本使用方法。
2.熟悉万用表的各项功能。
3.掌握万用表在电路测试中的应用。
实验原理：万用表是一种常见的电子测试仪器，其主要功能是测量电压、电流和电阻等参数。
通常情况下，万用表可以分为数字式和模拟式两种类型。
数字式多采用液晶显示屏，而模拟式则采用指针显示。
使用时需要注意选择正确的量程和测量方式。
实验步骤：1.准备工作首先需要确认要测量的电路处于断开状态，并且将万用表选择到正确的测量范围。
如果不确定测量范围，可以先选择较大范围进行测试，然后再逐渐缩小范围。
2.测量电压将红色测试笔连接到正极，黑色测试笔连接到负极。
然后将测试笔接触到待测点上，并读取显示屏上的数值即可。
注意：在使用时需要注意安全，避免触碰高压部分。
3.测量电流将红色测试笔连接到待测点上游侧，黑色测试笔连接到下游侧。
此时需要注意选择正确的电流量程。
然后将电路通电，读取显示屏上的数值即可。
4.测量电阻将红色测试笔连接到待测电阻的一端，黑色测试笔连接到另一端。
此时需要注意选择正确的电阻量程。
然后读取显示屏上的数值即可。
5.其他功能万用表还具有其他功能，如测试二极管、测试连续性等。
具体使用方法可以参考说明书。
实验结果：通过本次实验，我掌握了万用表的基本使用方法和各项功能，并且成功地完成了对电压、电流和电阻等参数的测量。
同时，在实验中也注意了安全问题，避免触碰高压部分。
结论：万用表是一种非常实用的电子测试仪器，在工程实践中有着广泛的应用。
掌握其基本使用方法和各项功能可以为我们在日常工作中提供便利，并且保证我们能够准确地进行电路测试。
万用表、毫伏表、数字万用表的使用实验报告书
万用表、毫伏表、数字万用表的使用专业:班级:学号:姓名:实验时间:一、实验目的1.熟悉实验台上各类电源和测量仪表的布局及使用方法2.掌握万用表、毫伏表、数字万用表的使用方法3.学会测量直流电压、直流电流、交流电压以及读数的处理、误差分析等二、实验原理，实验电路以及公式,公式:误差X=测量值-真实值, β=X/真值1.直流电压的测量测量时首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的(DC)V量程，将正表棒接被测电压“+”端负表棒接被测电压端“—”端。
+V -2.直流电流的测量测量时首先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至适当的(DC)mA量程，再把万用表串接在电路中。
+ +- -3.电阻的测量在万用表内部表头电路上串接电池，使电流通过被测电阻，根据表头所测电流的大小，就可测量出电阻值。
改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的阻值。
测电阻时，先将两表棒搭在一起，(短路)，使指针向右偏转，随即调整调零旋钮，使指针恰好指到欧姆刻度线的“0”处。
由于“Ω”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档，最好使指针指在刻度线的中部或右部(刻度比较宽)，这样读数比较清楚准确。
每次换挡，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位，才能测准。
Ω4.交流电压的测量测量交流电压大小的方法主要是利用交流/直流转换电路将交流电压转换成直流电压，然后用直流电压测量方法测量其大小。
交流 AC V 电源5.交流电流的测量指针式万用表一般无交流电流的测量功能，数字万用表一般可以测量交流电流。
交 +流 A 电源 _6.毫伏表的基本原理工作原理:放大——检波式电压表，先将被测交流信号电压Ux经放大器放大后加到检波器输入端，检波器再把放大后的被侧交流电信号转换成相应大小的直流电压。
三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1 可调直流稳压电源 0-18V 1台 RTDG012 指针式万用表 MF-30 1块3 毫伏表 1台4 数字万用表 1只5 电阻器 15Ω/10W,100Ω,1KΩ,10KΩ各1只精度为5%或10%;100Ω2只6 降压变压器初级220V/次级18V×2 2只各组轮流使用7 实验台 1四、实验记录测量项目 DC电压DC电流(A) 电阻值(Ω) AC电压AC 毫伏表备注(V) (V) 电流(A)测量条件 6 12 10K100Ω 10K 1K 10100-220 18 18V/30V 300VΩ 0-1 2 15Ω/10W 指针表测5.9 12.5 1.25135m9.91K __ ___ 238 17.5 20 19.5 30 量结果mA A K数字表测5.70 12.11.22119.89.80.9899.99.8 231 16.4 19 ____ ____ 量结果 0 mA mA K K 7指针误3.50 3.30 2.46 12.69 1.02 2.04 __ ___ 3.03 6.70 5.20 ____ ____ 以数差% 字表为准结论:指针式万用表的读数容易受外界因素的影响(读数，温度等)，数字万用表的读数比较准确不易受外界因素的影响，通过分析指针误差基本保持不变。
数字万用表实验报告
数字万用表实验报告引言在现代科技高速发展的时代，数字万用表成为一种必不可少的测量仪器。
它的广泛应用使得我们能够方便地测量电压、电流、电阻等各种电学参数。
本实验旨在通过多个实验项目的研究与探索，深入了解数字万用表的原理、使用方法以及相关应用领域。
实验一电压测量实验首先，将数字万用表设置为直流电压测量模式，并连接电源电压。
然后将测试笔分别连接至电源的两个极端，注意连接的极性。
在读数窗口中可以看到数字万用表显示的电压数值。
通过改变电源电压，我们可以观察到数字万用表的读数也相应变化。
实验二电流测量实验在进行电流测量实验前，我们需要将数字万用表设置为直流电流测量模式。
然后，将数字万用表串联在电路中，注意将测试笔依次与电源、电阻以及数字万用表相连。
在读取电流数值时，需注意电源电流大小不应超过数字万用表可测范围。
通过改变电阻值，我们可以观察到数字万用表的读数随之变化。
实验三电阻测量实验在进行电阻测量实验时，首先需要将数字万用表设置为电阻测量模式。
将测试笔分别接触待测电阻的两个极端，观察数字万用表读数窗口中的数值。
通过改变待测电阻的大小，我们可以看到数字万用表的读数也会相应变化。
实验四二极管正反向电压测量实验将数字万用表设置为二极管正反向电压测量模式，并连接待测二极管。
将测试笔分别与二极管的正、负极相连，观察数字万用表的读数窗口。
通过改变待测二极管的极性，我们可以观察到数字万用表读数的变化。
实验五电容测量实验在进行电容测量实验前，我们需要将数字万用表设置为电容测量模式。
首先将待测电容器两端与数字万用表的测试笔相连，然后观察并记录数字万用表的读数。
通过改变待测电容器的大小，我们可以观察到数字万用表的读数与电容器容量成正比关系。
结论通过上述实验，我们深入了解了数字万用表的原理、使用方法以及相关应用领域。
数字万用表作为一种重要的测量仪器，广泛应用于电子、通信、电力等领域。
通过对电压、电流、电阻、二极管正反向电压以及电容的测量实验，我们不仅了解了数字万用表的测量准确性和稳定性，还加深了对电路原理以及电子器件性质的理解。
实验四 基于某LabVIEW的虚拟直流电压表设计
西华大学实验报告（理工类）开课学院及实验室：电气信息学院电气信息专业实验中心实验时间：2014年 6 月 11 日一、实验目的：1. 理解双积分A/D转换器7109及数字电压表的工作原理。
2. 掌握虚拟直流电压表设计的基本方法。
3. 测量数据的误差分析。
二、实验容：1. 根据实验指导实现直流电压表的设计。
设计要求：测试对象：电位器，外部电压量程：40mV，80 mV，200 mV，400 mV，800 mV，2V，4V，8V。
2. 选择电压表不同量程和不同测量对象，进行测量。
三、实验器材：1. 1.SJ-8002B电子测量实验箱 1台2．双踪示波器（20MHz模拟或数字示波器） 1台3．计算机(具有运行windowsXP和LabVIEW软件的能力) 1台4. 万用表（3 1/2位以上）１台5. Q9连接线１根四、实验原理：1.双积分A/D转换器ICL7109．如图4-1为双积分A/D转换器ICL7109实验电路图。
图4-1 双积分式A/D转换器7109测量电压原理图2.工作原理整个直流电压表设计主要包括四个部分：7109工作原理，A/D转换时序，增益选择电路，通道输入电路。
系统电路图如图4－2所示：图4－2 电路图（1）7109工作原理ICL 7109 是双积分式12 位A/D转换器，转换时间由外部时钟周期决定，为10140/58个时钟周期。
其主要引脚定义如下：① B1～B12：12bit的数据输出端②OR：溢出判别，输出高电平表示过量程；反之，数据有效。
③POL：极性判别，输出高电平表示测量值为正值；反之，负值。
④MODE：方式选择，当输入低电平信号时，转换器处于直接输出工作方式。
此时可在片选和字节使能的控制下直接读取数据；当输入高电平时，转换器将在信号信号握手方式的每一转换周期的结尾输出数据（本实验选用直接输出工作方式）。
⑤REF：外部参考电压输入（本实验用其典型值：2.048V）。
⑥INL,INH:输入电压端口（有效围是参考电压的2倍）。
大学物理实验虚拟仿真平台万用表实验报告
⼤学物理实验虚拟仿真平台万⽤表实验报告
1.万⽤表的结构
万⽤表就是集多种仪表于⼀体的⼀种电学仪表。
使⽤万⽤表可以对电阻、直流电流、直流电压、交流电流、交流电压等⼏类电学量进⾏测量。
万⽤表的种类和型号有很多，功能也各不相同，但从结构上可⼤致分为指针式和数字式两⼤类。
从外观上来看，指针式万⽤表⽤⼀个指针表头来指⽰测量数据，⽽数字式万⽤表则是⽤液晶显⽰屏。
它们的基本原理相同。
数字式万⽤表的核⼼部件是⼀块模数转换器，它能把输⼊的直流电压直接转换成数字量输出，并驱动液晶显⽰器进⾏⼗进制的数字显⽰。
测量交流电压、直流电流、交流电流和电阻则和指针式万⽤表⼀样，通过电表的改装和量程的扩展实现。
本次实验中所使⽤的万⽤表为数字式万⽤表。
2.使⽤万⽤表检查电路故障
万⽤表还常⽤于检测电路中的故障，判断电路中发⽣故障的位
平顶⼭学院电⽓与机械⼯程学院实验报告
【原始记录】。
数字万用电表的使用实验报告
数字万用电表的使用实验报告数字万用电表的使用实验报告引言：数字万用电表是一种常用的电子测量仪器，广泛应用于电子工程、电力系统、通信工程等领域。
本实验旨在通过对数字万用电表的使用实验，掌握其基本操作方法和测量原理，并验证其测量精度和稳定性。
实验目的：1. 了解数字万用电表的基本组成和功能；2. 掌握数字万用电表的操作方法；3. 检验数字万用电表的测量精度和稳定性。
实验器材：1. 数字万用电表；2. 直流电源；3. 电阻箱；4. 电流表；5. 电压表。
实验步骤：1. 连接电路：根据实验电路图，依次连接电源、电阻箱、数字万用电表和电流表/电压表。
2. 打开电源：将直流电源接通，调节电源电压为所需值。
3. 测量电阻：将电阻箱设定为一个已知电阻值，通过数字万用电表测量该电阻值，并记录下来。
4. 测量电流：将电流表接入电路，通过数字万用电表测量电流值，并记录下来。
5. 测量电压：将电压表接入电路，通过数字万用电表测量电压值，并记录下来。
6. 关闭电源：实验结束后，将直流电源关闭。
实验结果：1. 电阻测量结果：将电阻箱设定为100欧姆，数字万用电表测量结果为99.8欧姆，误差为0.2欧姆。
2. 电流测量结果：通过数字万用电表测量电流值为0.5安培。
3. 电压测量结果：通过数字万用电表测量电压值为5伏特。
讨论与分析：通过实验结果可以看出，数字万用电表在测量电阻、电流和电压时具有较高的精度和稳定性。
在测量电阻时，由于电阻箱的设定值存在一定误差，因此测量结果与设定值之间存在一定的偏差。
在测量电流和电压时，数字万用电表能够准确地显示出电流和电压的数值，且测量误差较小。
结论：通过本次实验，我们成功地使用数字万用电表进行了电阻、电流和电压的测量，并验证了其测量精度和稳定性。
数字万用电表作为一种常用的电子测量仪器，在工程实践中具有重要的应用价值。
实验中可能存在的误差来源：1. 电阻箱的设定误差；2. 电路连接线的接触不良；3. 电源的稳定性问题。
虚拟数字电压表的设计
摘要LabVIEw 8．5版本的工程技术比以往任何一个版本都丰富．它采用了中文界面，各个控件的功能一目了然。
利用它全新的用户界面对象和功能，能开发出专业化、可完全自定义的前面板。
LabVIEw 8．5对数学、信号处理和分析也进行了重大的补充和完善，信号处理分析和数学具有更为全面和强大的库，其中包括500多个函数。
所以在LabVIEw 8．5版本下能够更方便地实现虚拟电压表的设计。
虚拟电压表是基于计算机和标准总线技术的模块化系统，通常它由控制模块、仪器模块和软件组成，由软件编程来实现仪器的功能。
在虚拟仪器中，计算机显示器是惟一的交互界面，物理的开关、按键、旋钮以及数码管等显示器件均由与实物外观相似的图形控件来代替，操作人员只要通过鼠标或键盘操作虚拟仪器面板上的旋钮、开关、按键等设置各种参数，就能根据自己的需要定义仪器的功能。
在虚拟电压表的设计中，考虑到仪器主要用于教学和实验，使用对象是学生，因此将引言中提到的三种检波方式的仪器合为一体，既简化了面板操作，又便于直接对比。
该电压表主要用于电路分析和模拟电子技术等实验课的教学和测量仪器，能够使学习者了解和掌握电压的测量和电压表对各种波形的不同响应。
因此，虚拟电压表应具备电源开关控制、波形选择，以及显示峰值、有效值和平均值三种结果，且输入信号的大小可调节等功能。
虚拟电压表由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。
其中，硬件设备与接口包括仪器接口设备和计算机，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通信，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作相对应的各种控件。
在此，用软件虚拟了一个信号发生器。
该信号发生器可产生正弦波、方波和三角波，还可以输入公式，产生任意波形。
根据需要，可调节面板上的控件来改变信号的频率和幅度等可调参数，然后检测电压表的运行情况。
因此，在LabVIEW图形语言环境下设计的虚拟电压表主要分为两个部分：第一部分是虚拟电压表前面板的设计；第二部分是虚拟电压表流程图的设汁。
数字万用表的使用
数字万用表的应用一、实验目的1 理解数字万用表的工作原理；2 熟悉并掌握数字万用表的主要功能和使用操作方法。
二、实验内容1 用数字万用表检测元器件——电阻测量、电容测量、二极管检测、三极管检测；2用数字万用表测量电压和电流——直流电压及电流的测量、交流电压及电流的测量。
三、实验仪器及器材1 低频信号发生器1台2 数字万用表1块3 功率放大电路实验板1块4 实验箱1台5 4700Pf、IN4007、9018 各1个四、实验要求1 要求学生自己查阅有关数字万用表的功能和相关工作原理，了解数字万用表技术指标；2 要求学生能适当了解一些科研过程，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力；3 要求学生独立操作每一步骤；4 熟练掌握万用表的使用方法。
五、万用表功能介绍（以UT39E型为例）1概述UT39E型数字万用表是一种功能齐全、性能稳定、结构新颖、安全可靠、高精度的手持式四位半液晶显示小型数字万用表。
它可以测量交、直流电压和交、直流电流，频率，电阻、电容、三极管β值、二极管导通电压和电路短接等，由一个旋转波段开关改变测量的功能和量程，共有28档。
本万用表最大显示值为±19999，可自动显示“0”和极性，过载时显示“1”，负极性显示“－”，电池电压过低时，显示“”标志，短路检查用蜂鸣器。
2技术特性A直流电压：量程为200mV、2V、20V、200V和1000V五档，200mV档的准确度为±（读数的0.05％＋3个字），2V、20V和200V档的准确度为±（读数的0.1％＋3个字）, 1000V档的准确度为±（读数的0.15％＋5个字）；输入阻抗，所有直流档为10MΩ。
B交流电压量程为2V、20V、200V和750V四档，2V、20V和200V档的准确度为±（读数的0.5％＋10个字）, 750V档的准确度为±（读数的0.8％＋15个字）；输入阻抗，所有量程约为2MΩ；频率范围为40Hz~400Hz；显示：正弦波有效值（平均值响应）。
模拟万用表的使用方法和注意事项
模拟万用表的使用方法和注意事项
嘿，你们知道吗？有一种很有趣的东西叫模拟万用表哦。
模拟万用表可以用来测很多东西呢。
比如说，可以测电池有没有电，还可以测小灯亮不亮。
那它怎么用呢？我来告诉你们吧。
先把模拟万用表拿出来。
它长得有点像一个小盒子，上面有好多小指针和小旋钮。
要用的时候呢，先看看要测什么。
如果要测电池有没有电，就把电池拿过来。
然后把模拟万用表上的一个小旋钮转到“电压”的地方。
接着呢，把模拟万用表的两个小棒棒，一个接在电池的正极上，一个接在电池的负极上。
这时候，模拟万用表上的小指针就会动啦。
如果指针指在一个数字上，那就说明电池有电。
如果指针不动，那就说明电池没电啦。
要是想测小灯亮不亮呢，就把小灯拿过来。
把模拟万用表上的小旋钮转到“电阻”的地方。
然后把两个小棒棒，一个接在小灯的一端，一个接在小灯的另一端。
如果指针动了，就说明小灯是好的，可以亮。
如果指针不动，那就说明小灯坏啦。
用模拟万用表的时候，有一些要注意的地方哦。
不能把小棒棒碰到一起，不然模拟万用表会坏掉的。
也不能用力拧小旋钮，要轻轻地转。
还有哦，用完了要把模拟万用表放好，不能乱丢。
嘿，小伙伴们，模拟万用表是不是很有趣呀？快来试试用它来测测东西吧。
虚拟万用表的设计与实现
现信 号的采集 ．又要考虑软件程 序的设 计实现 仪器 的
主 要 功 能
２１ 虚 拟 仪 器 的 实现 步骤 ．
虚 拟 仪 器 的 设 计 方 法 与 实 现 步 骤 和 一 般 软 件 的 设
计方法 和实现步骤基本相 同 ．只不过 虚拟仪器在设 计
时 要 考 虑 硬 件 部 分 （ ） 定 接 口形 式 。如 果 仪 器 设 备 具 有 Ｒ 一 ３ １确 Ｓ ２ ２串
的一 项革命性技术 这 一创新使得用户 可 以根据 自己 的需要 定义仪器 功能 ．而不像传统仪器那 样受到 厂家
的 限 制 ． 底 改 变 了传 统 的 仪 器 方 法 ． 辟 了 测 量 技 术 彻 开 的新 纪元 ， 而 实 现 更 多 的 测 量 功 能 ． 方 便 的 操 作 性 从 更 及 更 好 的扩 展 性
算 机 的 ＩＡ插 槽 ．建 立 起 计 算 机 与 仪 器 设 备 之 间 的 通 Ｓ
种 为嵌 入 式 系 统 ． 过 构 建嵌 入 式 计 算 平 台 ． 入 仪 通 加
器卡及其 功能程序 ． 现 了嵌人式虚拟 万用表的设计 。 实
信渠道 ； 如果使用计算机来控制 Ｖ Ｉ Ｘ 总线设备 ， 则也要
０ 引
言
准 接 口总线 转换输 入或输 出信 号供其 他系统 使用 ． 在 此基 础上组成 以虚拟仪器 为核心 的虚拟仪器 系统 按
照 接 口硬 件 的不 同 ， 为 Ｇ Ｉ Ｖ ＩＰ Ｉ Ｄ Ｑ 四种 分 ＰＢ、 Ｘ 、Ｘ 和 Ａ 标 准 接 口总线 或 接 口标 准
虚 拟 万 用 表 是 虚 拟 仪 器 的 一 种 ．是 在 以 通 用 计 算 机 为 核 心 的 硬 件 平 台上 ． 电量 测 量 中 最 常 用 万 用 表 把
基于DAQ及LabVIEW的虚拟数字电压表的设计
摘要：为解决实验室建设中成本高、技术更新慢及维护等方面的困难，适应现代测量仪器系统发展的要求，本文在分析数字电压表原理的基础上，利用虚拟仪器技术设计了一种新型数字电压表。
虚拟数字电压表除数据采集由DAQ实现外，其他功能均由软件LabVIEW 实现。
其设计具有较高的灵活性和可扩展性，有利于系统集成。
经测试，此数字电压表性能可靠，能达到测试者的要求。
关键词：虚拟仪器；数字电压表；LabVIEW；DAQO 引言电子仪器与测试实验室是高等工科院校必备的教学实验条件。
为了提供一定的实验规模，保证每个学生得到实际动手能力的训练，传统的教学实验室一般需购置大量的基础测量仪器，如示波器、电压表、信号源等，投资大、技术更新快、维护困难。
电压表更是不可或缺的测量仪器之一。
传统的数字电压表采用A／D转换器件和通用集成逻辑器件来设计，这样的设计不便于系统功能修改和升级，缺乏灵活性，接线较复杂，故障率高。
以单片机为核心的数字电压表设计是目前使用过最广泛的一种设计方式，但其工作速度较低，功能修改及调试需要硬件电路的支持。
在本文设计中，结合虚拟仪器新技术来完成为数字电压表的设计，使其不但更有利于系统集成，提高系统的测试精度，适用于实验室测量，解决投资、维护等问题，还考虑到该仪器主要用于教学和实验，使用时，学生科通过操作，设置参数，根据自己的需要来定义仪器的功能；同时现代测量仪器系统正向着智能化、自动化、小型化、模块化和开放系统的方向发展，基于虚拟仪器的电子测量仪器可满足这种要求。
1 系统设计及原理1．1 系统的硬件设计虚拟仪器(virtual instrument，VI)是20世纪80年代末由美国国家仪器公司(national instrument corp，NI)提出的新概念。
它以通用计算机为基础，加上特定的硬件接口，用户通过软件开发平台编写应用程序，以完成传统仪器的功能。
虚拟仪器技术已经得到工业界的广泛接受与运用，成为仪器技术的主流。
虚拟数字电压表的设计
沈阳航空航天大学课程设计（论文）题目虚拟数字电压表的设计班级学号 03024学生姓名宋健指导教师王艳辉目录0. 前言 (2)1. 整体方案设计 (2)虚拟数字电压表的硬件设计 (3)数据收集系统的连接 (3)数据收集系统的参数设置 (3)虚拟数字电压表的软件设计 (3)波形显示 (3)数据显示 (4)虚拟数字电压表流程图的设计 (4)波形显示 (4)2. 数据处置与结果显示 (4)平均值显示 (4)峰值显示 (4)有效值显示 (5)3. 测试结果和结论 (5)4. 结论及进一步假想 (8)参考文献 (8)课设体会 (9)附录基于虚拟仪器技术的数字电压表的流程图11虚拟数字电压表的设计摘要：虚拟数字电压表的设计要求设计一个数字电压表主要对正弦波、方波、三角波等各类常常利用波形和直流电压进行测量，测量的参数包括峰值、有效值和平均值，并能显示被测信号的波形。
同时要知足输入信号的采样频率可以调节等实验要求。
关键字：数据收集；峰值；有效值；平均值0. 前言传统电子电压表是在万用表的基础上加上放大环节，放大微弱的被测电压，然后再利用磁电式表头进行测量的仪表。
一般由分压器、磁电式表头、检波器、放大器和整机电源五部份组成。
有的电压表为了克服“零漂”现象，采用了斩波式放大器，因此尚未调制器和解调器。
模拟电压表检波方式的不同，有效值电压表、均值电压表和有效值电压表，一般它们各自完成独立的仪表，因此，利用模拟电压表进行交流电压测量时，必需按照测量要求选择仪表。
另外，多数电压表的表头是按正弦有效值刻度的，测量非正弦波时，比如方波等，必需通过换算才能取得正确的结果，这对普通用户是一件超级费时费力的事情。
而利用虚拟仪器技术，用户可以自概念仪器功能，如将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中在一块面板上显示，可以将传统的峰值电压表、均值电压表和有效值电压表等多台仪器在一台计算机中实现，同时，用户可以测量包括正弦波在内的多个通道的波形，通过面板指示值对测量结果进行比较分析，大大简化了测量步骤。
《数字万用表的使用》实验报告
目录概括----------------------------------------------------------------------------- 3 理论----------------------------------------------------------------------------- 3 材料、工具-------------------------------------------------------------------- 3 过程、步骤-------------------------------------------------------------------- 4 分析与结论-------------------------------------------------------------------- 5 一、概括：此实验是为了学会如何用数字万用表次电阻的阻值，同时测量直流电压。
二、理论：1.直流电压的测量测量之前，先将黑表笔插进“com”孔，红表笔插进“VΩ”。
把旋钮旋到比估计值大的量程。
接着把表笔接电源或电池两端；保持接触稳定。
数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1”，则表明量程太小，那么就要加大量程后测量。
2.电阻的测量将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程，用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度的----人体是电阻很大但是有限大的导体。
读数时，要保持表笔和电阻有良好的接触。
三、材料、工具：见表1-1表1-3四、过程、步骤：1.直流电压的测量将数字万用表按照实验原理接好红黑表笔，选择好适当量程。
通过实验台的直流稳压模块输出一个电压值。
对输出电压进行测量并记录测量结果，并与实验台上显示的电压作比较，计算误差。
记录表格1-2.表1-22.电阻的测量将数字万用表按照实验原理3接好红黑表笔，选择合适量程。
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。
数字万用表的原理及使用实验报告
数字万用表的原理及使用实验报告实验目的：熟悉数字万用表的原理及使用方法，掌握其在测量电路中的应用。
实验器材：数字万用表、干电池、电阻器、LED灯等元器件。
实验原理：数字万用表是一种用于测量电路中电压、电流、电阻等量值的电子测量仪器。
其原理是采用数字化技术对模拟信号进行采样、处理和显示。
其中，模拟信号是指包含连续变化的量值，例如电压、电流等，而数字化技术则是将模拟信号转换成数字信号，以便在计算机或数字电路中进行处理。
数字万用表包含多种功能测量模式，例如电压测量、电流测量、电阻测量等。
测量时，将测试端口连接至待测元器件的引脚上，数字万用表会自动切换至相应的测量模式，并在数码显示屏上显示出相应的电量数值。
实验步骤：1. 将数字万用表的电源开关打开，选择电压测量模式。
2. 将红色测试笔连接至干电池的正极，将黑色测试笔连接至负极，记录下干电池的电压值。
3. 将电阻器接在干电池的正负极之间，通过数字万用表测量电阻器的电阻值。
4. 将LED灯连接至干电池的正负极之间，记录下其工作电压。
5. 测量电流时，将数字万用表的测量导线连接成串联电路，将红色测试笔接在电流输入端口，将黑色测试笔接在电流输出端口上。
然后，将串联电路中的元器件接到电源上，通过数字万用表测量电路中的电流。
实验结果：1. 干电池的电压为1.5V2. 电阻器的电阻值为100Ω3. LED灯的工作电压为1.8V4. 电路中电流值为0.015A实验结论：数字万用表是一种方便快捷的电子测量仪器，可以用于测量电路中的多种电量。
在实验中，我们通过数字万用表对干电池的电压、电阻器的电阻值、LED灯的工作电压和电路中的电流进行了测量，掌握了数字万用表的基本使用方法及原理。
NI Multisim 11.0中数字万用表的使用
NI Multisim 11.0中数字万用表的使用作者：杨晓雷来源：《中国现代教育装备·高教》2012年第04期摘要：介绍了NI Multisim 11.0仿真软件，NI Multisim 11.0中数字万用表的种类、虚拟数字万用表和仿真安捷伦数字万用表的使用。
关键词：NI Multisim 11.0；数字万用表；使用NI Multisim 11.0 digital multimeter useYang XiaoleiShanghai normal university, Shanghai, 200234, ChinaAbstract: Introduces the simulation software NI Multisim 11.0 features and characteristics and NI Multisim 11.0 kinds of digital multimeter. Application of NI Multisim 11.0 virtual digital multimeter and simulation Agilent digital multimeter to measure the voltage, current, resistance, frequency or cycle etc. parameters and diode polarity and judged good or bad operation process.Key words: NI Multisim 11.0; digital multimeter; use万用表的使用范围很广，可用于电阻、电容、电流、电压、二极管、三极管等参数测量。
由于万用表结构简单，具有用途多、量程广、使用方便等优点，在物理、电工电子的教学和实践过程中成为不可缺少的测量工具。
万用表按测量结果的指示方式分为模拟万用表和数字万用表。
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《虚拟仪器技术》实验报告
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实验四、虚拟电压表的设计和虚拟数字万用表的使用
一、实验原理
1）一般电压表和万用表的工作原理和使用方法。
2）交流电各种电压值表示的概念以及相互转换关系。
3）子VI的创建方法。
二、实验目的
1）掌握虚拟电压表和数字万用表的设计和使用方法
2）进一步掌握LabVIEW的使用，特别是控件属性的操作以及子VI的使用。
三、实验内容及要求
1）利用LabVIEW 设计一简易虚拟电压表。
功能要求：具有普通电压表的基本功能，用户可选择直流测量和交流测量。
对于直流电压只需显示电流值大小，对于交流电则需要显示该交流电的峰值、有效值、平均值和直流分量（若存在）。
同时能够提供虚拟输入和实际输入两种测量信号，虚拟输入时能够显示信号波形。
其他要求：对虚拟电压表进行初始设置，即每次运行程序时电压表的初始界面一致，具体表现在开关处于关闭状态，波形图窗口清空，其他控件处于使能状态下。
实际输入时禁用仿真参数设置控件，仿真输入时测量直流电压值时禁用信号幅度、频率、初始相位、占空比、信号类型等控件。
2）创建自行设计的虚拟电压表子VI。
3）使用NI ELVIS提供的数字万用表（DMM）模块完成电阻、电流和电压的测量，并就其中的电压测量部分与自行设计的虚拟电压表进行比较和分析。
四、实验步骤
1）参考程序流程图如图4.1所示；参考前面板设计如图4.2所示，该前面板除具有实验三函数发生器的参考前面板中所有的输入控件外，还添加了仿真与实际信号的切换按钮，交流/直流测量的切换按钮，开关按键，电源指示灯以及结果显示包括：直流分量，平均值，有效值和峰峰值（可以根据需求自行添加或删减）；参考程序框图设计如图4.3所示。
本次虚拟电压表的设计与实际使用的模拟/数字电压表是存在很大差别的，为便于实验做了大量简化。
实验的主要目的是了解LabVIEW中对子函数的调用及使用方法，LabVIEW中有关属性节点、局部变量的使用和有关用户界面设计的一些基本方法，以及利用DAQ处理采集数据的方法（此部分需要结合实验二中相关内容）。
程序框图图4.3看似复杂，其实大量的工作是用于完成空间的属性操作和有关程序初始化设置的问题，真正用于数据处理的模块其实只有三个（具体见实验提示4）。
图4.2 实验四参考前面板设计
图4.3部分参考程序框图
2）本次实验的程序框图中使用了LabVIEW中特有的一种顺序结构（Sequence Structure），这主要是缘于LabVIEW采用了多线程并行的运行机制，这是G语言不同于一般文本语言主要特点之一，即程序内的代码是同时运行的。
所以对于控件的初始显示可采用平铺式顺序结构（Flat Sequence Structure）或堆栈式顺序结构（Stacked Sequence Structure）的方法，在第一帧中设置各个控件的初始设置。
初始化设置是通过控件的属性控制以及常量和局部变量设置完成的。
如图4.3所示，参考程序框图采用了平铺式顺序结构，LabVIEW在执行程序时先从左边的帧开始，依次执行右面帧内的程序（本次只有两个帧，帧内的程序还是同时执行的）。
左边帧内完成程序初始化设置，左边一列是控件的使能控制，0是Enabled （启用），1是Disabled（禁用），2是Disabled and Grayed out（禁用且变灰）。
这是通过控件的属性节点完成的，而右边一列则是对变量数值的初始设置，用局部变量完成。
3）虚拟输入信号的提供可采用实验三中自行设计的虚拟函数发生器。
有关子VI的创建方法已介绍，本次实验主要是使用实验三中创建的子VI，在程序框图中的函数面板中选择VI 添加创建的子VI。
自行创建的子VI和LabVIEW提供的各种函数模块的使用方法相同。
关于子VI属性的设置在主菜单中选择“文件/VI属性”，进入VI属性对话框，根据类别更改VI属性。
这里需要注意的是while循环对子VI的影响，建议在创建子VI时去掉原先程序框图中用于使程序连续执行的while循环，或用一布尔真常量控制while循环的结束符（即让此while循环只循环一次）。
此外，对于直流信号可以直接利用“初始化数组”模块完成。
4）有关交流电压波形的参数如表4.1所示，可以根据表4.1中参数的关系再利用信号的波峰值求取其他参数值。
事实上，LabVIEW提供用于计算这些参数的模块。
对于波峰的求取，可使用波形最大最小值模块（Waveform Min Max.vi），位于“函数面板/编程/波形/模拟波形”下，如图4.4所示。
有效值和直流分量可利用位于“函数面板/编程/波形/模拟波形/波形测量”下的基本平均直流-均方根模块（NI_MAPro.lvlib: Basic Averaged DC-RMS.vi）实现，如图4.5所示，缺省情况下均方根即有效值。
求取平均值的均值模块位于“函数面板/数学/概率与统计”中，如图4.6所示。
表4.1 几种典型的交流电压波形的参数
其中U是波峰值。
图4.4 波形最大最小值模块
图4.5 基本平均直流-均方根模块
图4.6 均值模块
5）图4.4、图4.5和图4.6所示的三个数据处理模块的输入端均可以为波形数据，求均值模块可自行提取波形数据中的波形数组数据。
这里要说明的在使用这些数据处理模块时，对数据本身还是需要做一些其他处理。
首先，求取均值时需要将波形数组数据绝对值化，这是由交流信号的平均值定义决定，如果不取绝对值那平均值都为0，失去了实际意义。
其次，提供的参考程序框图图4.3中使用了“获得波形成分”模块，获取采集信号的波形数组数据、采样时间和采样起始时间，用于提取采集信号中一个完整周期。
要提取出信号的至少一个完整周期的采样值的原因，是因为交流信号的有效值、平均值等都是以具备完整周期数的信号计算的，而实际采样时很难保证采样值为原信号的整周期倍数，如果直接使用采样值计算平均值和有效值将带来较大误差。
因而，本次实验中在实际采样信号时要得到原周期信号的完整信息或是对周期信号处理时，采集到的采样值至少要大于一个完整的周期（实际对于正弦波、三角波只要能够测量出波峰与波谷也能计算出原波形）。
要得到一个完整周期的采样点数，首先要明白信号频率F、采样频率F、采样点数N之间的关系：
其中F1是频率为Fs的采样信号采集Ns个采样点数的原信号的结果为一个完整周期的原信号频率，为实际采集到信号的周期数，N为一个完整周期的采样点数。
可以看出N1实际就是标准频率f=F/F的倒数，这也就是在LabVIEW的数字系统中都采用标准频率的原因之一。
位于“函数面板/Express/信号分析（Signal Analysis）”下的单频测量（Tone Measurements）Express模块能够直接得出采样信号的频率（还有幅度，相位）。
“数组子集（Array Subset）”模块可以根据N从采集的波形数组数据中获取一个周期的采样值。
五、实验结果
1、程序图：
2、前面板
六、总结及心得体会
通过本次实验我们学会了虚拟电压表和数字万用表的设计和使用方法，并且进一步掌握了LabVIEW特别是子VI的设计方法。