labview课程设计报告

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labview红绿灯课程设计报告

labview红绿灯课程设计报告

labview红绿灯课程设计报告第一篇:labview红绿灯课程设计报告1.1 课程设计目的(1)掌握labview的软件编程方法;(2)培养综合应用所学知识来指导实践的能力; 1.2 课程设计的任务本次课程设计要完成一个十字交通灯的设计,这个交通灯系统能为东西和南北两个方向行驶的车辆指示能否通行。

这个交通路口每一个方向上的红绿灯按绿—黄—红的顺序循环,每个循环的时间为60秒,其中红灯时间为30秒,黄灯时间5秒,绿灯时间25秒,当按下停止键时,循环停止。

1.3 课程设计的要求及技术指标(1)能够将现实生活中的交通灯出现顺序在电脑上面显示;(2)要有时间现实;(3)具有有好的人机界面; 1.4总体设计思路此次设计可以用12盏灯来指示路口的红绿灯状况,他们分别是下文中的东西红1、东西红2、东西黄1、东西黄2、东西绿1、东西绿2、南北红1、南北红2、南北黄1、南北黄2、南北绿1、南北绿2。

信号灯按一定规律循环点亮,每盏红灯亮30秒,每盏黄灯亮5秒,每盏绿灯亮25秒。

每个循环包括四个阶段。

第一阶段:南北绿(1、2)和东西红(1、2)亮25秒;第二阶段:南北黄(1、2)和东西红(1、2)亮5秒;第三阶段:南北红(1、2)和东西绿(1、2)亮25秒;第四阶段:东西黄(1、2)和南北红(1、2)亮5秒;中间放置一个时间计数器,用于观测时间的进行。

用计数器产生以秒为单位的计时信号,再将信号进行分段,每到一个时间段时时间系统进行相应的动作。

总体流程图如下:1.5前面板的设计前面板是VI的用户界面。

创建VI时,通常应先设计前面板,然后在前面板上创建输入/输出任务。

本课程设计总前面板的设计比较简单,需要用到12盏灯、一个时间显示器、一个停止键即可。

其中的12盏灯,在控件选板中选择指示灯,将它放在前面板合适的位置,单击鼠标右键,更改指示灯的属性,改变指示灯的大小并设定颜色,做出一个合适的指示灯,再用框将每组灯框起来,做成一个交通灯。

基于labview的课课程设计

基于labview的课课程设计

基于labview的课课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握基于LabVIEW的实验设计和数据分析方法,培养学生的实验技能和科学探究能力。

具体目标如下:1.知识目标:学生能够理解LabVIEW的基本概念和操作方法,掌握虚拟仪器的设计原理和实现方法。

2.技能目标:学生能够运用LabVIEW设计简单的虚拟仪器,进行数据采集和分析,解决实际问题。

3.情感态度价值观目标:学生通过课程学习,培养对科学实验的兴趣和热情,增强创新意识和团队合作精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括LabVIEW的基本概念、操作方法、虚拟仪器设计原理和数据分析方法。

具体安排如下:1.第一章:LabVIEW简介,介绍LabVIEW的发展历程、基本功能和应用领域。

2.第二章:LabVIEW基本操作,讲解LabVIEW的界面布局、编程环境和数据类型。

3.第三章:虚拟仪器设计,讲解虚拟仪器的概念、设计方法和实现步骤。

4.第四章:数据采集与分析,讲解数据采集原理、数据处理方法和图像显示技术。

5.第五章:实验与实践,进行实际操作练习,让学生掌握 LabVIEW 设计和数据分析方法。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:讲解LabVIEW的基本概念、操作方法和虚拟仪器设计原理。

2.案例分析法:分析实际案例,让学生了解LabVIEW在各个领域的应用。

3.实验法:让学生动手实践,掌握LabVIEW操作和数据分析技巧。

4.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的创新思维和团队合作精神。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用《LabVIEW教程》作为主讲教材,系统介绍LabVIEW的基本概念和操作方法。

2.参考书:提供《LabVIEW编程实践》等参考书籍,供学生深入学习。

3.多媒体资料:制作课件、视频教程等多媒体资料,帮助学生更好地理解课程内容。

labwiew课程设计

labwiew课程设计

labwiew课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握LabVIEW编程基础,包括数据类型、结构、控件的使用和编程逻辑。

2. 使学生了解LabVIEW在科学数据采集与处理中的应用。

3. 帮助学生理解虚拟仪器概念,掌握通过LabVIEW创建虚拟仪器的方法。

技能目标:1. 培养学生运用LabVIEW进行数据采集、分析、处理的能力。

2. 培养学生通过LabVIEW解决实际问题的编程能力。

3. 提高学生团队协作、沟通表达的能力,能够共同完成一个简单的虚拟仪器项目。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对LabVIEW编程的兴趣,激发学习热情。

2. 培养学生具有创新意识和实践精神,敢于尝试新方法解决问题。

3. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性和准确性。

课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合实际操作,使学生掌握LabVIEW 编程技能。

学生特点:学生具备一定的计算机操作基础,对编程有一定了解,但LabVIEW 编程技能尚需培养。

教学要求:结合LabVIEW教材,以实践操作为主,注重培养学生的实际编程能力,将理论知识与实际应用相结合。

在教学过程中,关注学生的个体差异,提供个性化的指导。

通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程和实际应用打下坚实基础。

二、教学内容本课程教学内容围绕以下几方面展开:1. LabVIEW基本概念与操作环境:介绍LabVIEW的基本组成、操作界面及常用工具,使学生熟悉LabVIEW编程环境。

教材章节:第一章 LabVIEW概述2. 数据类型与控件:讲解LabVIEW中的基本数据类型、控件使用方法,以及数据类型的转换。

教材章节:第二章 数据类型与控件3. 程序框图设计:教授程序框图的基本构成、节点、连线等概念,培养学生设计程序框图的能力。

教材章节:第三章 程序框图设计4. 数据采集与处理:介绍数据采集卡的使用、数据采集与处理的基本方法,以及相关函数和子VI。

检测技术课程设计labview

检测技术课程设计labview

检测技术课程设计labview一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握LabVIEW软件的基本操作和编程原理;2. 使学生了解检测技术的基本概念、原理和方法;3. 帮助学生掌握利用LabVIEW进行数据采集、处理、分析的基本方法;4. 引导学生掌握检测系统设计的基本流程和关键环节。

技能目标:1. 培养学生运用LabVIEW软件进行数据采集、处理和分析的实际操作能力;2. 培养学生独立设计、调试和优化检测系统的能力;3. 培养学生解决实际工程问题中检测技术问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对检测技术及其应用的兴趣和热情;2. 培养学生具备良好的团队合作意识和沟通能力;3. 培养学生严谨的科学态度和勇于创新的精神。

课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合理论教学,侧重于培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。

学生特点:学生具备一定的电子、电气基础知识,对检测技术有一定了解,但对LabVIEW软件和实际检测系统设计尚缺乏经验。

教学要求:结合学生特点,以实践操作为主线,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导学生主动参与,培养其创新能力和实际操作能力。

通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关专业课程和实际工程应用打下坚实基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. LabVIEW基础操作与编程- LabVIEW软件安装与界面认识- 基本数据类型、控件和函数的使用- 程序框图设计、结构化编程2. 检测技术基本概念与原理- 传感器原理、分类及应用- 检测信号处理与分析方法- 检测系统误差分析及补偿3. LabVIEW在检测技术中的应用- 数据采集与数据传输- 检测信号处理与数据分析- 检测系统设计实例分析与实践4. 检测系统设计流程与关键环节- 系统需求分析- 传感器选型与信号调理- 数据处理与分析算法设计- 系统调试与优化教学内容安排与进度:1. 第1周:LabVIEW基础操作与编程2. 第2周:检测技术基本概念与原理3. 第3周:LabVIEW在检测技术中的应用4. 第4周:检测系统设计流程与关键环节实例分析5. 第5周:课程总结与实践活动教材章节关联:1. LabVIEW基础操作与编程:第1章2. 检测技术基本概念与原理:第2章3. LabVIEW在检测技术中的应用:第3章4. 检测系统设计流程与关键环节:第4章三、教学方法为了提高教学效果,激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:教师通过生动的语言、丰富的案例,系统地讲解LabVIEW软件操作、检测技术基本概念和原理等理论知识,为学生奠定扎实的理论基础。

labview使用课程设计

labview使用课程设计

labview使用课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解LabVIEW编程基础,包括数据类型、结构、控件和函数的使用;2. 学会使用LabVIEW进行数据采集、处理和展示;3. 掌握利用LabVIEW实现基本的算法和逻辑控制。

技能目标:1. 能够独立设计简单的LabVIEW程序,完成数据采集与处理任务;2. 学会运用LabVIEW解决实际问题,提高实验数据分析和解决实际问题的能力;3. 培养创新思维和团队协作能力,通过LabVIEW项目实践提高动手操作能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对LabVIEW编程的兴趣和热情,激发学习动力;2. 增强学生独立思考和解决问题的信心,培养克服困难的勇气和毅力;3. 通过团队协作,培养学生的沟通能力、责任感和集体荣誉感。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重培养学生动手能力和实际问题解决能力。

学生特点:学生具备一定的计算机操作基础,对LabVIEW编程有一定了解,但实践经验不足。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,通过实例教学和项目实践,使学生掌握LabVIEW编程技能,提高解决实际问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学设计和评估中实现课程目标的达成。

二、教学内容1. LabVIEW基本概念与操作- 数据类型与控件的使用;- 前面板与后面板的设计原则;- 程序结构:循环、条件结构、顺序结构。

2. 数据采集与处理- 数据采集卡的基本使用;- 数据采集与显示:波形图、图表的使用;- 数据处理:数学运算、滤波器设计。

3. 算法与逻辑控制- 基本算法实现:排序、搜索;- 逻辑控制:条件判断、循环控制;- 子VI的创建与调用。

4. 实践项目- 设计简单的温度监控系统;- 数字信号处理:频谱分析;- 移动机器人控制。

教学大纲安排:第一周:LabVIEW基本概念与操作;第二周:数据采集与处理;第三周:算法与逻辑控制;第四周:实践项目一:温度监控系统设计;第五周:实践项目二:数字信号处理;第六周:实践项目三:移动机器人控制。

LabVIEW课程设计报告

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《电子信息系统软件设计与仿真》课程设计报告实验三十六:1.温度报警程序,当温度值大于37则报警,小于-5则退出运行状态。

前面板:程序框图:程序功能及用途:本程序功能为温度报警,温度值超过37就报警,小于-5就退出运行状态。

程序演示:(备注:以下的当前温度值显示格式设置为2位的浮点数,当然也可以设置为其他形式)1.0 当温度值大于37°时,红灯亮表示报警。

(备注:以下的温度值)2.0 当温度值小于-5°时,程序退出运行状态。

程序思路和步骤:本题要求温度值超过一定值(37)时就报警,这里用指示灯来显示,当温度值低于一定值(-5)时就退出运行状态。

由程序框图我们可以知道:首先由一个随机数函数产生一个0-1之间的双精度浮点数,拿这个数与常量-15相乘可以得到一个范围为0到-15的数;另一方面通过另一个随机数函数产生一个0-1之间的双精度浮点数,拿这个数与常量100相乘可以得到一个范围为0到100的数;最后将这两个数通过“和”函数进行求和得出的结果作为温度计的输入值,并用输出数值控件显示此时的温度值;同时进而将这个值通过“大于”函数或是“小于”函数进行比较,当输出的温度值大于常量37,此时对应的报警指示灯就会由绿灯变为红灯,说明温度值超过预定设置的温度值,达到报警的目的;而当温度值小于常量-5时,小于函数输出为真,最后通过和停止按钮进行或操作,达到退出运行状态的作用。

在本设计中加入时间延迟函数主要是将程序运行延迟一下时间,不加延时的话程序运行过快,数据变化过快,不利于观察,本次设计设置延迟时间为0.7S,观察的效果刚好。

至此,该题的所有功能均已实现。

2.建立一个实现计算器功能的VI。

前面板有数字控制件用来输入两个数值,有数值显示件用来显示运算结果。

运算方式有加、减、乘、除,可用一个滑动条实现运算方式的设定。

前面板:程序框图:程序演示:1.0.当0<=k&&k<5时,此时运算方式为加法。

labview课程设计报告

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学院实习/实训总结报告实习/实训名称:《LabVIEW与虚拟仪器》课程设计实习/实训地点:专业班级:姓名:学号:指导教师姓名:完成时间:2008 年月日一、实习/实训目的1巩固和运用已学G语言的基础知识,基本概念。

2掌握G语言程序结构设计方法,包括循环结构、选择结构、顺序结构等的具体使用方法和技巧。

3掌握局部变量和属性节点在程序设计中的应用。

4建立系统整体设计的思想,掌握设计方法,设计技巧。

二、实习/实训主要内容1. 以仿真双踪示波器的Demo例程为例进行软件设计分析(包括前面板和框图程序)。

2. 在分析基础上设计个性示波器的局部程序。

三、实习/实训具体内容及过程记录(图、表或程序等)1.运行程序时对前面板的各个按键分别进行操作:当CHANNEL选择A&B可以得到如下图形,有方波和正弦波两个波形;当选择B时,可以得到正弦波;当选择A时,可以得到方波。

当Soure选择EXT时,波形是变化的,并且Slope和Level都是处于灰色的不能用的状态;而选择CH B时,波形是静止不动的,并且SLOPE和LEVEL处于可用状态。

拨动Slope 可见波形反相,通过Level可以调节初始相位。

对Time Base进行操作,可以看到随着时基的变换,波形的形状不变但是显示在图形中的疏密程度随之变化。

点击MORE INFO… [F5],可以看到信息框。

对V olts/Div 进行操作,可以看到波形随着幅度刻度的变换而变动。

点击STOP之后停止运行,并且使Soure、Slope和Level处于能用状态。

2. 对程序框图进行分析:未运行时,通过顺序结构对三个开关进行属性的赋值0使之能用,定义的Soure 局部变量的值送入移位寄存器中;在大的while循环中:通过改变Soure的值来控制Slope和Level的属性--能用与否;通过CASE结构来对事件CHNNELA、B、A &B进行选择从而选择波形发生器的波形再与起始值、步进值进行捆绑之后通过GRAPH输出;延时为500ms即每500ms前面板采集一次数据,进行数据的刷新;时基和幅度刻度的变换是通过CASE结构来实现的,首先通过旋钮选择时间基准或者幅度刻度值从而选择对应的CASE,用捆绑函数对起始值、最大值、步进值进行捆绑之后输出到对应的时基轴或者幅度轴上;STOP为局部变量,按下之后停止运行程序,并且通过顺序结果将Soure 、Slope、Level三个按键的属性变为能用,且STOP 本身为弹起的状态。

Labview课程设计报告

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LabVIEW课程设计:吴勃班级:建电122学号:1212062053指导老师 :朱海荣学院:电气工程学院基础题1、用LabVIEW的基本运算函数编写以下算式的程序代码:该程序要求用labview基本运算函数编写算式的程序代码,在前面板上我添加了两个数值显示控件用以显示两个算式的运算结果;在程序框图中运用软件自带的加、减、乘、除运算进行组合从而表示算式,再结果的后面加上一个双精度浮点数函数将程序运算结果强制转换后输入到显示控件中得到结果。

2. 利用摄氏温度与华氏温度的关系°C= 5(°F−32)/9编写一个程序,求华氏温度(F)为32°, 64°, 4°, 98.6°, 6°,104°, 212°, 时的摄氏温度。

该程序要求转换华氏度对应的摄氏度,本质上是对数据进行运算。

在前面板上创建两个数组一个是数值输入数组用以输入华氏度的值,一个是数值显示数组用以显示对应的摄氏度的值。

在程序框图中加入For循环将公式节点放入For循环中在公式节点上添加一个输入和一个输出分别连接两个数值控件,最后在公式节点中编辑二者运算关系完成设计。

3. 用数组创建函数创建一个二维数组显示件,成员为:2 3 4 5 63 4 5 6 14 5 6 1 25 6 1 2 3编程将上述创建的数组转置为:2 3 43 4 54 5 65 6 16 1 21 2 3先在前面板中创建二维数组用以存放生成的数组元素数组为显示型控件,通过观察我们发现题目中的数组第一行为1-6顺序的六个元素从一开始后逐一加一,第二行则是5个数组元素平移,第三行为4个以此类推第四行3个所以我们在程序框图中用For循环和加一来生成第一行数组For循环的循环次数为六次,第二行数组则在第一行数组的基础上运用一维数组平移函数平移5位的到,以此类推生成四行数组,再使用数组生成函数生成二维数组输出到显示数组中显示出来,至于数组的转置直接运用数组转置函数得到,在该函数的输出端口右键创建显示控件。

Labview课程设计报告交通灯

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虚拟仪器课程设计报告学年:2023-2102(下)任课教师:***学号:*名:***班级:自动化093专业:自动化系:自动化学院:信息工程与自动化学院2023年6月12Labview交通灯综合设计报告一、前言虚拟仪器(Virtual Instrumention)是基于计算机的仪器。

计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。

粗略地说这种结合有两种方式,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。

随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器。

另一种方式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。

虚拟仪器重要是指这种方式。

虚拟仪器的重要特点有:1、尽也许采用了通用的硬件,各种仪器的差异重要是软件。

2、可充足发挥计算机的能力,有强大的数据解决功能,可以发明出功能更强的仪器。

3、用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。

LabVIEW是一种程序开发环境,由NI公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW 使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。

LabVIEW提供很多外观与传统仪器(如示波器、万用表)类似的控件,可用来方便地创建用户界面。

用户界面在LabVIEW中被称为前面板。

使用图标和连线,可以通过编程对前面板上的对象进行控制。

这就是图形化源代码,又称G代码。

LabVIEW的图形化源代码在某种限度上类似于流程图,因此又被称作程序框图代码。

为了便于使用,LabVIEW还集成了大量的函数库以及子程序来帮助完毕绝大多数的编程任务。

在使用这些子函数的时候,可以忘掉传统编程语言中的令人头痛的指针操作、内存分派等编程问题。

除此之外,LabVIEW还包含了针相应用的数据采集(DAQ)、GPIB、串口、数据分析、数据显示、数据存储以及Internet网络通信的函数库。

labview课程设计文件

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labview课程设计文件一、教学目标本课程旨在通过 LabVIEW 的学习,让学生掌握数据采集与处理的基本技能,培养学生解决实际问题的能力,并提高学生对工程实践的兴趣。

具体目标如下:知识目标:使学生了解并掌握 LabVIEW 的基本功能,包括数据采集、数据显示、数据处理等;理解虚拟仪器的基本概念及其在工程实践中的应用。

技能目标:培养学生利用 LabVIEW 进行数据采集与处理的能力,能够独立搭建简单的虚拟仪器,并熟练使用 LabVIEW 进行实验操作。

情感态度价值观目标:通过课程学习,使学生对工程实践产生浓厚兴趣,培养学生的创新意识和团队协作精神,提高学生解决实际问题的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括LabVIEW的基本操作、数据采集与处理方法、虚拟仪器的构建等。

具体安排如下:bVIEW的基本操作:包括LabVIEW的安装与启动、界面设计、控件的使用、数据的导入与导出等。

2.数据采集与处理:包括模拟数据的采集、数字信号的处理、波形的显示与分析等。

3.虚拟仪器的构建:包括虚拟仪器的设计原理、构建方法、功能实现等。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体方法如下:1.讲授法:用于讲解LabVIEW的基本操作、数据采集与处理原理等理论知识。

2.案例分析法:通过分析具体案例,使学生掌握虚拟仪器的设计与构建方法。

3.实验法:让学生亲自动手进行实验,加深对数据采集与处理方法的理解。

4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的团队协作能力和创新意识。

四、教学资源为了保证教学效果,我们将为学生提供丰富多样的教学资源。

具体包括:1.教材: LabVIEW 入门与实践教程。

2.参考书: LabVIEW 官方文档、虚拟仪器设计手册等。

3.多媒体资料:教学PPT、实验操作视频等。

4.实验设备:计算机、传感器、数据采集卡等。

5.在线资源: LabVIEW 学习、论坛、教程等。

labview课程设计报告

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labview课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解LabVIEW编程基础,掌握基本的数据类型、结构以及运算符的使用。

2. 学会使用LabVIEW进行数据采集、处理和展示,掌握常见的数据分析方法。

3. 掌握LabVIEW的子VI创建与调用,能够实现程序模块化设计。

技能目标:1. 培养学生运用LabVIEW解决实际问题的能力,能够独立设计并实现简单的数据采集与分析系统。

2. 提高学生的程序调试和优化能力,培养良好的编程习惯。

3. 培养学生团队协作能力,能够与他人共同完成复杂的LabVIEW项目。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对LabVIEW编程的兴趣,激发学生的学习积极性。

2. 增强学生的自信心,使他们在面对编程挑战时勇于尝试,不怕困难。

3. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性和准确性。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在通过LabVIEW编程软件,使学生掌握虚拟仪器的设计与实现。

学生特点:本课程针对的是高年级学生,他们已经具备一定的编程基础和实际操作能力,对于LabVIEW编程有一定了解。

教学要求:结合学生特点,课程注重理论与实践相结合,强调动手实践,培养学生解决实际问题的能力。

教学过程中,教师应引导学生自主学习,培养他们的创新意识和团队协作能力。

通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。

二、教学内容1. LabVIEW基本概念与操作- 数据类型与运算符- 前面板与后面板设计- 控件与指示器的使用2. 数据采集与处理- 数据采集卡的使用- 数据读取与存储- 数据处理与分析(滤波、统计等)3. 程序设计方法- 子VI创建与调用- 程序结构(顺序、循环、条件结构)- 数据流编程思想4. 程序调试与优化- 调试工具的使用- 性能优化方法- 编程规范与技巧5. 实践项目- 简单数据采集与分析系统设计- 复杂数据处理与分析项目- 团队合作项目(综合运用所学知识解决实际问题)教学内容安排与进度:第一周:LabVIEW基本概念与操作第二周:数据采集与处理第三周:程序设计方法第四周:程序调试与优化第五周:实践项目(个人项目)第六周:实践项目(团队合作项目)教材章节关联:本教学内容与教材中第1-4章内容相关,涉及LabVIEW基础、数据采集、程序设计、调试与优化等方面的知识。

labview使用课程设计

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labview使用课程设计一、教学目标本课程的目标是让学生掌握LabVIEW的基本使用方法,能够运用LabVIEW进行数据采集、处理和显示。

具体目标如下:知识目标:使学生了解LabVIEW软件的基本功能和界面布局,理解虚拟仪器的基本概念。

技能目标:培养学生使用LabVIEW进行数据采集、处理和显示的能力,能够编写简单的LabVIEW程序。

情感态度价值观目标:培养学生对科学实验的热爱,提高学生动手实践的能力,培养学生团队协作的精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括LabVIEW软件的基本功能、界面布局、数据采集、数据处理和数据显示等方面。

具体安排如下:第一课时:LabVIEW软件的基本功能和界面布局。

介绍LabVIEW软件的功能和界面布局,使学生熟悉软件的操作。

第二课时:数据采集。

讲解如何使用LabVIEW进行数据采集,包括虚拟仪器的创建和使用。

第三课时:数据处理。

讲解如何使用LabVIEW进行数据处理,包括数学函数、信号处理等功能。

第四课时:数据显示。

讲解如何使用LabVIEW进行数据显示,包括图表、曲线等展示方式。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

讲授法:用于讲解LabVIEW软件的基本功能和操作方法,使学生掌握软件的使用。

讨论法:用于探讨数据采集、处理和显示的方法和技巧,促进学生之间的交流。

案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解 LabVIEW 在实际中的应用。

实验法:让学生亲自动手操作LabVIEW软件,进行数据采集、处理和显示的实践。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:教材:《LabVIEW教程》参考书:《LabVIEW编程实例解析》多媒体资料:LabVIEW软件教学视频实验设备:计算机、数据采集卡、传感器等五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果,我们将采用以下评估方式:平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,评估学生的学习态度和理解程度。

labview课程设计文库

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labview课程设计文库一、教学目标本课程旨在通过学习LabVIEW软件的使用,使学生掌握数据采集、处理和显示的基本方法,培养学生运用虚拟仪器技术进行实验设计的能力。

具体目标如下:1.知识目标:使学生了解LabVIEW软件的基本功能和操作方法,理解虚拟仪器的概念及其在数据采集与处理中的应用。

2.技能目标:培养学生熟练使用LabVIEW进行数据采集、处理和显示的能力,能够独立设计并实现简单的虚拟仪器。

3.情感态度价值观目标:培养学生对科学探究的兴趣,提高学生运用现代技术手段解决实际问题的能力,培养学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括LabVIEW软件的基本操作、数据采集、数据处理和显示等方面。

具体安排如下:bVIEW软件的基本操作:介绍LabVIEW软件的界面布局、菜单栏功能、工具箱使用等基本操作。

2.数据采集:讲解如何通过LabVIEW软件进行数据的采集、传输和接收,包括模拟数据的采集和数字信号的采集。

3.数据处理:教授如何使用LabVIEW软件对采集到的数据进行处理,包括数学运算、信号处理、数据分析等。

4.数据显示:讲解如何利用LabVIEW软件对处理后的数据进行可视化显示,包括图形、图表、动态曲线等。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学,包括:1.讲授法:讲解LabVIEW软件的基本操作、数据采集、数据处理和显示等理论知识。

2.案例分析法:通过分析具体案例,使学生掌握LabVIEW软件在实际应用中的操作方法和技巧。

3.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作,巩固所学知识,提高实际操作能力。

4.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得和经验,培养学生的团队合作精神。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用《LabVIEW教程》作为主讲教材,系统介绍LabVIEW软件的基本操作和应用。

labvIEW课程设计报告(双通道虚拟信号发生器设计)

labvIEW课程设计报告(双通道虚拟信号发生器设计)

电气与自动化工程学院课程设计评分表课程名称:虚拟仪器技术课程设计设计题目:双通道虚拟信号发生器设计2012年7 月13 日目录1、课程设计任务书 (4)2、总体设计方案 (8)2.1、虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别 (8)2.2、虚拟仪器labvIEW图形化程序的组成和特点 (9)2.3、为什么选择虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台来设计双通道虚拟信号发生器 (13)2.4、双通道虚拟信号发生器的总体结构图 (13)3、双通道虚拟仪器信号发生器的工作原理、功能以及使用说明 (14)3.1、双通道虚拟仪器信号发生器的工作原理 (14)3.2、双通道虚拟仪器信号发生器的前面板操作说明 (14)3.2.1、信号发生器的开启与关闭 (15)3.2.2、通道选择 (15)3.2.3、波形选择与波形参数设置 (15)3.2.4、噪声的选择与参数设置 (15)3.2.5、正弦波的有效值和相位差显示 (16)4、程序流程图、框图程序的设计及功能实现方法 (16)4.1、程序流程图 (16)4.2、框图程序的设计及功能实现方法 (17)4.2.1、波形的选择与产生 (17)4.2.2、选择是否加入噪声以及噪声的参数设置 (19)4.2.3、正弦波的有效值和相位差的测量与显示 (20)4.2.4、通道选择与显示 (21)5、调试、运行及其结果 (22)5.1、调试 (22)5.2、源程序 (23)5.3、运行结果: (27)6、收获、体会 (30)7、参考文献 (31)《虚拟仪器技术》课程设计任务书(一)题目:双通道虚拟信号发生器设计一、课程设计任务对于任何测试来说,信号的生成非常重要。

例如,当现实世界中的真正信号很难得到时,可以用仿真信号对其进行模拟。

常用的测试信号包括:正弦波、三角波、方波、锯齿波、各种噪声信号以及由多种正弦波合成的多频信号。

信号发生器在测量中应用非常广泛,它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波等,其输出的幅值和直流偏置也可以根据需要进行调节。

虚拟仪器——LABVIEW课程设计报告

虚拟仪器——LABVIEW课程设计报告

课程设计任务书课程名称:虚拟仪器题目:基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计学院:环化学院系:化工系专业:测控技术与仪器班级:学号:学生姓名:起讫日期:17 ~ 18 周指导教师:职称:中级系分管主任:刘雷审核日期:一、课程设计的要求和内容(包括原始数据、技术要求、工作要求)虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物,它融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形化软件编程技术于一身,实现了测量仪器的集成化、智能化、多样化及可编程化,本课程设计的任务是帮助学生学习和了解虚拟仪器的原理及开发技术,掌握虚拟仪器软件平台LabVIEW的基本的编程方法及调试技术,并结合计算机声卡来完成一个信号发生器与时频分析仪的设计。

具体要求与内容:1. 具备数字存储示波器、信号发生器和信号分析仪三个主要功能模块;2. 可以通过前面板交互界面实现示波器与信号发生器功能切换;3. 采集数据可以在单次和连续两种方式进行切换,采集的数据可以进行存储,类型可以在WAV、BIN和TXT三种类型进行切换,数据存储要求用子VI 实现;4. 对于信号发生器,要求可以叠加各种噪声,要求可以改变信号相关参数,同时能够实现两个以上信号叠加为一个复合信号;5. 时频分析仪应该能够完成大部分时域和频域分析,可实现信号分析前的加窗或滤波器操作,可以对原始数据和结果数据进行保存,示波器的各个参数灵活可调并且可以将已存数据重新载入进行分析观察。

对于音频信号可以选择性的进行播放。

基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计:摘要:要在LABVIEW环境中进行对声卡采集编程,就是运用常用周期信号及测试领域特殊信号的双通道模拟输出。

由于专用数据采集卡成本比较昂贵、而且和计算机兼容性比较差等缺点,这个论文就是应用性能良好、价格低廉的计算机声卡设计一套基于LabVIEW 的信号采集分析系统。

该系统具有双通道、高保真、22K 甚至44KHz 的采样率,实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析(时域分析和频域分析)等多种功能。

labview课程设计总结

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labview课程设计总结一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握LabVIEW的基本概念、操作方法和编程技巧,培养学生运用LabVIEW进行数据采集、处理和显示的能力,提高学生实验技能和科学研究水平。

具体目标如下:1.知识目标:(1)理解LabVIEW的起源、发展及其在科学实验领域的应用;(2)掌握LabVIEW的基本编程环境、编程元素和编程语法;(3)了解LabVIEW的数据类型、数据结构和相关算法。

2.技能目标:(1)能够熟练使用LabVIEW搭建虚拟仪器界面;(2)能够利用LabVIEW进行数据采集、处理和显示;(3)能够运用LabVIEW编写简单的子程序和宏程序;(4)能够运用LabVIEW进行数据文件的读写操作。

3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对科学实验的兴趣和热情,提高学生参与实验的积极性;(2)培养学生团队协作精神,提高学生沟通交流能力;(3)培养学生创新意识,激发学生探索科学奥秘的欲望。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:bVIEW概述:介绍LabVIEW的起源、发展及其在科学实验领域的应用;bVIEW基本编程环境:学习LabVIEW的编程界面、编程元素和编程语法;3.数据类型和数据结构:掌握LabVIEW中的基本数据类型、数组、矩阵等数据结构;4.数据采集与处理:学习LabVIEW中的数据采集、信号处理、数学运算等基本操作;5.虚拟仪器界面设计:掌握LabVIEW中图形控件的使用、界面布局与设计;6.文件读写操作:学习LabVIEW中文件的基本操作,包括打开、关闭、读取、写入等;7.子程序与宏程序:了解子程序的概念,学习如何创建和使用子程序,以及宏程序的运用;8.实验与实践:通过实际操作,巩固所学知识,提高实验技能。

三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解LabVIEW的基本概念、操作方法和编程技巧;2.案例分析法:分析实际案例,让学生了解LabVIEW在科学研究中的应用;3.实验法:让学生亲自动手操作,培养实际操作能力和实验技能;4.讨论法:学生进行小组讨论,促进学生沟通交流,激发创新意识。

labview课程设计报告

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labview课程设计报告虚拟信号功率谱测量仪的设计一、设计内容我的题目是虚拟信号功率谱测量仪的设计,此系统可以可以产生正弦信号和白噪声时域信号波形,以及混杂噪声的正弦波波形,信噪比可调并可进行上述三种不同信号的FFT功率谱及FFT功率谱密度测量。

二、主程序框图图2-1 虚拟信号功率谱测量仪程序框图三、主要器件及其作用⒈While循环创建While循环后,可使用移位寄存器将值从上一个循环传递到下一个循环。

如果将一个数组连接到While循环,则启用自动索引可读取和处理数组中的各个元素。

⒉条件结构包括一个或多个子程序框图,或分支,当结构执行时,仅有一个子程序框图或分支在执行。

连接至选择器接线端的值可以是布尔、字符串、整数,或枚举类型,它决定了执行哪个分支。

右键单击结构边框,可添加或删除分支。

可使用标签工具来输入条件选择器标签的值,并配置每个分支处理的值。

单击选择器标签中的递减和递增箭头可滚动浏览已有的条件分支。

创建条件结构后,可添加、复制、重排或删除子程序框图。

对于每个分支,使用标签工具在调节结构上方的条件选择器标签中输入一个值、值列表或值范围。

可为条件结构创建多个输入输出通道并指定一个默认条件分支。

四、主要模块介绍1.信号生成模块图4-1 信号生成模块通过一个分支结构,产生三种波形信号:正弦波形,均匀白噪声信号以及混杂噪声正弦波信号。

通过下拉列表选择这三种波形。

2.功率谱测量模块图4-2 功率谱测量模块通过在程序框图中单击右键,选择信号处理中FFT功率谱/功率谱密度测量函数,然后通过显示控件波形图显示。

3.显示模块波形显示图4-3 波形显示模块功率谱及功率谱密度波形显示图4-4 功率谱及功率谱密度波形显示4.前面板设计图4-5 前面板设计模块通过波形选择下拉列表来选择三种波形,通过旋转按钮来调节信噪比,三个波形分别显示选择的波形以及其功率谱密度和功率谱波形。

五、设计总结这次课程设计,是我们对本学期这门课程所学知识的综合运用,是我们将本学期学习的理论应用到实践中的过程。

labview课程设计报告

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摘要随着电子技术、计算机技术和数字信号处理技术的发展,以及它们在测量领域中的广泛应用,新的测试理论、测试方法以及测试仪器的不断出现。

仪器的概念及其设计理论正在发生着巨大的变化,虚拟仪器受到越来越多的关注。

虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种计算机操纵的模块化仪器系统。

主要由通用的计算机资源、应用软件和仪器硬件等构成。

它是按照信号的处理与采集,结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理硬件平台。

本文就是在这个通用信号处理硬件平台上,进行了基于LabVIEW的虚拟函数发生器的设计,设计基于LabVIEW软件的虚拟函数信号发生器(能够产生实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号),在函数信号的输出中加入相应的噪声信号,并在已设计好的虚拟信号发生器的基础上对产生的信号做相应的频谱分析。

关键词:虚拟仪器,LabVIEW,虚拟函数信号发生器,频谱分析目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 函数信号发生器发展概况 (3)1.3 频谱分析仪发展概况 (5)2 虚拟仪器技术 (7)2.1 虚拟仪器的概念 (7)2.2虚拟仪器的硬件系统 (10)2.3 虚拟仪器的软件系统 (13)3 LabVIEW图形化开发环境 (14)3.1 LabVIEW简介 (14)3.2 LabVIEW 的优点 (15)3.3 LabVIEW编程模块 (17)4 虚拟函数发生器与虚拟频谱分析仪的设计 (19)4.1 基本原理 (19)4.2 模型的建立 (20)4.3 系统设计 (20)4.4 运行结果 (22)4.4.1 正弦波运行结果图 (22)4.4.2三角形波运行结果图 (23)4.4.3锯齿波运行结果图 (24)4.4.4方波运行结果图 (24)4.4.5正弦波加噪后运行结果图 (25)4.4.6方波加噪后运行结果图 (26)5 心得体会 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 课题背景虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代。

昆明理工Labview课程设计实验报告

昆明理工Labview课程设计实验报告

三.验证型实验1. 数学模型的创建使用Labview控制设计与仿真工具包中的模型创建函数完成了如下的程序框图构建及仿真。

实验1_exp1.vi程序框图:使用创建传递函数模型,在其分子分母多项式连接端子上连接两个数组(数组常量中拖入数值常量),在Transfer Function Model端子上连接CD Draw Transfer Function Equation.vi函数,并右键创建一个Equation,即通过方程指示器可以将结果显示在前面板上。

仿真结果:实验1_exp2.vi程序框图:使用状态空间模型创建函数,在A.B.C.D端子上接入四个数组常量,在Transfer Function Model端子连接方程指示器,即可把模型显示在前面板。

仿真结果:实验1_1.vi程序框图:使用传递函数模型创建函数,在其分子分母多项式端子上接入两个数组常量,并按要求,输入分子分母多项式的系数,在通过连接方程指示器,将创建的模型显示在前面板上。

仿真结果:实验1_2.vi程序框图:使用传递函数模型创建函数,在其分子分母多项式端子上接入两个数组常量,按要求输入分子分母多项式的系数,并通过方程指示器将创建的模型显示在前面板上。

仿真结果:2.系统时域分析在使用传递函数模型创建函数建立好系统模型后,通过时间选板上的函数(如上图所示),如控制设计阶跃响应、控制设计脉冲响应函数、CD Parametric Time Response Data.vi可以进行系统的时域分析,包括绘制响应曲线,以及暂态性能指标分析。

实验2_exp1.vi程序框图:使用传递函数模型创建函数(CD Construct Transfer Function Model.vi)建立好系统模型,并通过连接控制设计阶跃响应函数(CD Step Response.vi)和控制设计脉冲响应函数(CD Impulse Response.vi)进行时域分析,再通过在该两个函数的输出端子上创建指示器(右键-创建-显示控件)即可在前面板上显示时间响应曲线图。

LabVIEW课程设计-课程设计报告模板

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目录1 目的及基本要求 (1)2 □□□原理 (1)2.1 □□□原理 (1)2.2 流程图 (1)2.3 设计步骤 (1)3 □□□设计和仿真 (1)3.1 总体程序设计 (2)3.2 各功能模块详细设计 (3)4 结果及性能分析 (4)4.1 运行结果 (4)4.2 性能分析 (5)参考文献 (5)1 目的及基本要求熟悉LabVIEW开发环境,掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧,运用专业课程中的基本理论和实践知识,采用LabVIEW开发工具,实现□□□设计和仿真。

基本要求:×××2 □□□原理在熟悉虚拟仪器的设计思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术的同时,结合信号与系统,数字信号处理,通信原理等课程,以教学和实践相结合的原则安排课程设计内容。

课程设计安排:一周内完成。

2.1 ×××原理在熟悉虚拟仪器的设计思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术的同时,结合信号与系统,数字信号处理,通信原理等课程,以教学和实践相结合的原则安排课程设计内容。

课程设计安排:一周内完成。

2.2 流程图在熟悉虚拟仪器的设计思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术的同时,结合信号与系统,数字信号处理,通信原理等课程,以教学和实践相结合的原则安排课程设计内容。

课程设计安排:一周内完成。

2.3 设计步骤3 □□□设计和仿真在熟悉虚拟仪器的设计思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术的同时,结合信号与系统,数字信号处理,通信原理等课程,以教学和实践相结合的原则安排课程设计内容。

课程设计安排:一周内完成。

3.1 总体程序设计在熟悉虚拟仪器的设计思想、图形化编程语言的原理、方法和应用技术的同时,结合信号与系统,数字信号处理,通信原理等课程,以教学和实践相结合的原则安排课程设计内容。

课程设计安排:一周内完成。

(1)主程序前面板图1 无线通信系统前面板(2)主程序后面板程序图2 无线通信系统后面板程序3.2 各功能模块详细设计(1)发送模块图3 发送模块前面板图4 发送模块后面板程序(2)信道模块图5 信道模块前面板图6 信道模块后面板程序(3)接收模块图7 接收模块前面板图8 接收模块后面板程序4 结果及性能分析4.1 运行结果不同参数下的运行结果如图9-10。

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摘要随着电子技术、计算机技术和数字信号处理技术的发展,以及它们在测量领域中的广泛应用,新的测试理论、测试方法以及测试仪器的不断出现。

仪器的概念及其设计理论正在发生着巨大的变化,虚拟仪器受到越来越多的关注。

虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种计算机操纵的模块化仪器系统。

主要由通用的计算机资源、应用软件和仪器硬件等构成。

它是按照信号的处理与采集,结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理硬件平台。

本文就是在这个通用信号处理硬件平台上,进行了基于LabVIEW的虚拟函数发生器的设计,设计基于LabVIEW软件的虚拟函数信号发生器(能够产生实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号),在函数信号的输出中加入相应的噪声信号,并在已设计好的虚拟信号发生器的基础上对产生的信号做相应的频谱分析。

关键词:虚拟仪器,LabVIEW,虚拟函数信号发生器,频谱分析目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 函数信号发生器发展概况 (2)1.3 频谱分析仪发展概况 (4)2 虚拟仪器技术 (6)2.1 虚拟仪器的概念 (6)2.2虚拟仪器的硬件系统 (8)2.3 虚拟仪器的软件系统 (10)3 LabVIEW图形化开发环境 (11)3.1 LabVIEW简介 (11)3.2 LabVIEW 的优点 (11)3.3 LabVIEW编程模块 (13)4 虚拟函数发生器与虚拟频谱分析仪的设计 (15)4.1 基本原理 (15)4.2 模型的建立 (15)4.3 系统设计 (16)4.4 运行结果 (17)4.4.1 正弦波运行结果图 (17)4.4.2三角形波运行结果图 (18)4.4.3锯齿波运行结果图 (19)4.4.4方波运行结果图 (19)4.4.5正弦波加噪后运行结果图 (20)4.4.6方波加噪后运行结果图 (21)5 心得体会 (22)参考文献 (23)致谢 (24)1 绪论1.1 课题背景虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代。

“虚拟”的含义主要强调了软件在这类仪器中的作用,体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。

LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境,它面向的是广大的普通工程师而非编程专家。

自美国国家仪器公司于1986年正式推出以来,目前LabVIEW 在测控领域的影响越来越大,逐步奠定了NI在虚拟仪器方面的领导地位。

现在该软件已广泛应用于航空、航天、通信、电力、汽车、电子半导体、生物医学等众多领域。

一些著名高校在内的许多学校不仅建立了基于虚拟仪器的实验室,而且还开设了LabVIEW 编程的课程。

例如清华大学汽车系利用虚拟仪器技术构建的汽车发动机检测系统,用于汽车发动机的出厂检验,主要检测发动机的功率特性、负荷特性等华中理工大学机械学院工程测试实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示,供远程教育使用四川联合大学基于虚拟仪器的设计思路,研制了“航空电台二线综合测试仪”,将台仪器集成于一体,组成虚拟仪器系统复旦大学、上海交通大学、广州暨南大学等一批高校,也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。

作为现代仪器仪表发展的方向, 虚拟仪器已迅速发展成为一种新的产业. 美国是虚拟仪器的诞生地,也是全球最大的虚拟仪器制造国. 到1994 年底, 虚拟仪器制造厂已达95 家, 共生产1000 多种虚拟仪器产品, 销售额达2. 93 亿美元, 占整个仪器销售额73 亿美元的4%。

到1996 年, 虚拟仪器已在仪器仪表市场中占有10%的份额生产虚拟仪器的主要厂家NI、HP 等公司, 目前都生产数百个型号的虚拟仪器产品. 这些产品在国际市场上有较强的竞争力, 已进入中国市场.国内虚拟仪器研究的起步较晚, 最早的研究也是从引进消化NI 的产品开始. 但经过多年研究, 我国已经在虚拟仪器开发方面形成了自己的特色,国家自然科学基金委员会已将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一, 并被列为十五期间优先资助领域,我国国民经济的持续快速发展, 加快了企业的技术升级步伐, 先进仪器设备的需求更加强劲; 虚拟仪器赖以生存的个人计算机最近几年以极高的速度在中国发展, 这些都为虚拟仪器在我国的普及奠定了良好的基础. 据专家预测,到本世纪初我国将有的仪器为虚拟仪器。

发达国家虽然在此领域比我国起步较早,但差距并不是很大,我们应当充分把握时机,取长补短,学习国外先进经验,将我国的虚拟仪器产业水平逐渐向先进国家靠拢。

1.2 函数信号发生器发展概况信号发生器是一种最悠久的测量仪器,早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。

随着通信和雷达技术的发展,40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器,使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。

同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。

由于早期的信号发生器机械结构比较复杂,功率比较大,电路比较简单,因此发展速度比较慢。

自60年代以来信号发生器有了迅速的发展,出现了函数发生器,这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术,由分立元件或模拟集成电路构成,其电路结构复杂,且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形,正弦波发生电路能产生正弦波输出,它是在放大电路的基础上加上正反馈而形成的它是各类波形发生器和信号源的核心电路方波是通过电压比较器产生的,比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小,方波电压作为积分运算电路的输入,积分运算电路的输出得到三角波电压,直接数字合成(DDS)技术信号源的任意波产生方法:直接从波表提取N个点,这N个点是用户自定义的点,同传统的频率合成技术相比,DDS技术具有极高的频率分辨率,极快的变频速度,变频相位连续,相位噪声低,易于功能扩展和便于全数字化集成,容易实现对输出信号的多种调制。

由于模拟电路的漂移较大,使其输出的波形的幅度稳定性差,而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点,并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。

自从70年代微处理器出现以后,利用微处理器、模数转换器和数模转换器,硬件和软件使信号发生器的功能扩大,产生比较复杂的波形。

这时期的信号发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单的波形。

软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的频率低,这主要是由CPU的工作速度决定的,如果想提高频率可以改进软件程序减少其执行周期时间或提高CPU的时钟周期,但这些办法是有限度的,根本的办法还是要改进硬件电路。

随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展,极大促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用,使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替,从而扩充了仪器信号的处理能力,提高了信号测量的准确度、精度和变换速度,克服了模拟信号处理的诸多缺点,数字信号发生器随之发展起来。

信号发生器的应用非常广泛,种类繁多。

首先,信号发生器可以分通用和专用两大类,专用信号发生器主要为了某种特殊的测量目的而研制的,如电视信号发生器、脉冲编码信号发生器等。

这种发生器的特性是受测量对象的要求所制约的。

其次,信号发生器按输出波形又可分为正弦波信号发生器、脉冲波信号发生器、函数发生器和任意波发生器等。

再次,按其产生频率的方法又可分为谐振法和合成法两种。

一般传统的信号发生器都采用谐振法,即用具有频率选择性的回路来产生正弦振荡,获得所需频率。

1.3 频谱分析仪发展概况频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量仪器。

它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。

现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。

仪器内部若采用数字电路和微处理器,具有存储和运算功能;配置标准接口,就容易构成自动测试系统。

频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器,面板上布建许多功能控制按键,作为系统功能之调整与控制,实时频谱分析仪与扫瞄调谐频谱分析仪。

实时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅,其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器,再经由同步的多任务扫瞄器将信号传送到CRT 屏幕上,其优点是能显示周期性杂散波的瞬间反应,其缺点是价昂且性能受限于频宽范围、滤波器的任务与最大的多任务交换时间。

在量测高频信号时,外差式的频谱分析仪混波以后的中频因放大之故,能得到较高的灵敏度,且改变中频滤波器的频带宽度,能容易地改变频率的分辨率,但由于超外差式的频谱分析仪是在频带内扫瞄之故,因此,除非使扫瞄时间趋近于零,无法得到输入信号的实时反应,故欲得到与实时分析仪的性能一样的超外差式频谱分析仪,其扫瞄速度要非常之快,若用比中频滤波器之时间常数小的扫瞄时间来扫瞄的话,则无法得到信号正确的振幅,因此欲提高频谱分析仪之频率分辨率,且要能得到准确之响应,要有适当的扫瞄速度。

由以上之叙述,可以得知超外差式频谱分析仪无法分析瞬时信号或脉冲信号的频谱,而其主要应用则在测试周期性的信号及其它杂散信号的频谱。

2 虚拟仪器技术2.1 虚拟仪器的概念所谓虚拟仪器(Virtual Instruments),就是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。

使用者用鼠标或键盘操作的,而虚拟仪器面板控件是外形与实物相像的图标,设计虚拟面板的过程就是在面板设计窗口中摆放所需的控件,然后编写相应的程序。

大多数初学者可以利用虚拟仪器的软件开发工具,如Windows/CVI、LabVIEW等编程语言,在短时间内轻松完成美观而又实用的虚拟仪器前面板的设计;由软件编程来实现的虚拟仪器测量功能,在以PC为核心组成的硬件平台支持下,虚拟仪器不仅可以通过软件编程设计来实现仪器的测试功能,而且可以通过不同测试功能的软件模块的组合来实现多种测试功能。

因此在硬件平台确定后有“软件就是仪器”的说法。

这也体现了测试技术与计算机深层次的结合。

传统的电子仪器是自封闭的系统,它具有信号输入、输出的能力,并有固定的用户界面,比如:输入、输出信号接插件、旋钮、按钮、显示仪表、显示面板等。

一个仪器包括传感器、信号处理器、A/D转换器、微处理器、存储器和内部总线等专门化的电路。

通过这些电路来转换、测量、分析实际信号,并将结果以各种方式显示。

但是传统的仪器功能是由制造商决定的,用户不能任意更改,现在的虚拟仪器有更多的优点,以下是传统测试仪器和虚拟仪器的一个比较:表2-1 传统仪器与虚拟仪器对照表2.2虚拟仪器的硬件系统虚拟仪器的硬件系统主要由传感器、信号调理电路、数据采集设备以及计算机组成。

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