虚拟仪器的概念

传统仪器
Classical Instrument
待测模拟信号 信号输入 硬 件 前置预处理 子 系 信号处理 统 信号 电 动/模拟 信号 制 A/D
虚拟仪器
Virtual Instrument(VI)
待测模拟信号 前置预处理 DAQ 卡 计 算 机 信号 输 模拟信号
D/A
信号处理 信号输 输 模拟信号
：操作（Operate Value），用于操作前面板的控制和显示。使用 它向数字或字符串控制中键入值时，工具会变成标签工具。 ：选择（Position/Size/Select），用于选择、移动或改变对象的大 小。当它用于改变对象的连框大小时，会变成相应形状。 ：标签（Edit Text），用于输入标签文本或者创建自由标签。当创 建自由标签时它会变成相应形状。 ：连线（Connect Wire），用于在流程图程序上连接对象。如果联 机帮助的窗口被打开时，把该工具放在任一条连线上，就会显示相应的 数据类型。
。
3.函数选项板功能介绍：
只能在流程图窗口中使用，通过流程图窗口 Window→Show Functions Palette打开，也 可以在路程图面板中空白处单击右键打开。 函数选项板提供创建流程图的工具。其与控 制选项板基本相同，模块图标右上角有的表 示有子选项板，单击模块图标可以访问子选 项板。
虚拟仪器 关键是软件 开发与维护的费用低 技术更新周期短 价格低，并且可重复性与可 价格低， 配置性强 用户定义仪器功能 系统开放、灵活、 系统开放、灵活、与计算机 的进步同步 极易与其他设备连接
与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、 与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格 可操作性等方面都具有明显的技术优势，具体表现为： 比、可操作性等方面都具有明显的技术优势，具体表现为：
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
）、布尔量 在LabVIEW中，一个数字量（numeric）、布尔量 中 一个数字量（ ）、 ）、字符量 （boolean）、字符量（string）等都有控制量 ）、字符量（ ） （control）和显示量（indicator）的区别。 ）和显示量（ ）的区别。 控制量：用于控制程序， 控制量：用于控制程序，它相当于仪器上的控制按 如开关、旋钮等。 钮，如开关、旋钮等。 显示量：用于显示程序运行的结果， 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。 上的显示部件，如显示屏、指示灯等。 在流程图窗口中， 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， 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， 示量之间的转换，只需在流程图上的模块上点击右 选择change to indicator（或者 键，选择 （或者change to control）就可以了。 ）就可以了。
图×：示波器流程图
图×：示波器流程图
下面介绍工具条上常用按钮的功能 其他按钮功能见附录） （其他按钮功能见附录）
：运行（Run），如果VI有编译错误，此按钮 将变成 。 ：连续运行（Run Continuously）。 连续运行（ ）。 ：异常中止执行（Abort Execution）。 异常中止执行（ ）。
使计算机其他操作变慢。 使计算机其他操作变慢。建议一般不要使用
。
2.控制选项板功能介绍：
只能在前面板窗口中使用，通过前面板窗口 Windows→Show Controls Palette打开，也 可以在前面板窗口中空白处单击右键打开。 该选项板用来给前面板设置各种所需的输出 显示对象和输入控制对象。模块图标右上角 有的表示有子选项板，单击模块图标可以访 问子选项板。
Байду номын сангаас
：数值量（Numeric），数值的控制和显示。包 含数字式、指针式显示表盘及各种输入框。（详细） ：布尔量（Boolean），逻辑数值的控制和显示。 包含各种布尔开关、按钮以及指示灯等。（详细） ：数组和簇（Array & Cluster），数组和簇的 控制和显示。 ：图形（Graph），显示数据结果的趋势图和曲 线图
Labview简 Labview简介
一 虚拟仪器的概念
虚拟仪器（Virtual Instrument，缩写为VI）是基于计算机的 仪器，是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统 为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器和传统仪器的基本结构 的比较：
传统仪器 关键是硬件 开发与维护的费用高 技术更新周期长 价格高 生产商定义仪器功能 系统封闭、 系统封闭、固定 不易与其他设备连接
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。
流程图窗口
流程图窗口提供VI的图形化源程序，相当于实际仪器箱内的东 西，在流程图中程序员用图形语言编写LabVIEW程序源代码， 以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出功能。如图×所示 的示波器流程图，上面包括前面板上的控件的连线端子，还有 一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和 连线等。
4.工具选项板功能介绍： 工具选项板功能介绍： 工具选项板功能介绍
通过Windows→Show Tools Palette打开和关闭。它提供了各种 用于创建、修改和调试VI程序的工具。当从选项板内选择了任一 种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。
下面介绍常用工具按钮的功能（其它按钮功能见附 录）：
信号
A/D D/A 虚拟仪器
信号处理 传统
仪器
应用举例
一、工业测控 二、时序分析 三、系统仿真 四、远程测量
化工生产流量测控
滤波器频响分析
汽车引擎 震动分析
马路路灯照度模拟
虚拟仪器的主要特点有：
尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是 软件； 可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能， 可以创造出功能更强的仪器； 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数 据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主 要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一 领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司 的LabVIEW。
：结构（Structure），包括程序控制结构命 令，例如循环控制等，以及全局变量和局部变量 ：数组（Array），包括数组运算函数、数组转 换函数，以及常数数组等。 ：比较（Comperation），包括各种比较运算函 数，如大于、小于、等于。 ：数据采集（Data Acquisition），包括数据采 集硬件的驱动，以及信号调理所需的各种功能模块。 ：信号分析（Analysis），信号发生、时域及频 域分析功能模块及数学工具。
数据类型： 数据类型：
LabVIEW的基本数据类型有五种：Numeric（数值），Boolean（逻辑），String（字 符串）、Enum（枚举）。还有一种叫Ring（环型枚举），和Enum很类似，可以循环 枚举。 Numeric类型的数据按精度有分若干种类型，与标准C++的数据类型基本是一致的。 其代表符号直观的表现其类型（如表所示）。可以在数值对象上点右键，通过弹出菜 单中Representation修改。
。
Execution）， ），只 :加亮执行（Hightlight Execution），只 加亮执行（ 有流程图中有。进入加亮执行时， 有流程图中有。进入加亮执行时，变成 此时，流程图中的数据变亮，同时显示VI VI执 此时，流程图中的数据变亮，同时显示VI执 行中的一些中间数据。 行中的一些中间数据。 提示：使用了 提示： 会使LEBVIEW占用大量CPU， 会使LEBVIEW占用大量CPU， LEBVIEW占用大量CPU
前面板窗口
前面板窗口是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，相 当于实际仪器的控制面板，它将用户和程序联系起来，是程 序运行时显示和输入的交互窗口。如图所示的示波器的前面 板，上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、 旋钮、图形以及其他控制（control）和显示对象 （indicator）。
二 LabVIEW简单介绍
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument （ Engineering）是美国国家仪器公司（National ）是美国国家仪器公司（ Instruments，NI）开发的一种图形化的编程语言。 ， ）开发的一种图形化的编程语言。 图形化的程序语言，又称为“ 语言。 图形化的程序语言，又称为“Ｇ”语言。使用这种 语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是 语言编程时，基本上不写程序代码， 流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、 流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程 师所熟悉的术语、图标和概念，使编程简单直观。 师所熟悉的术语、图标和概念，使编程简单直观。
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。