虚拟仪器技术课件第10章

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虚拟仪器技术课件第1章

虚拟仪器技术课件第1章

函数模板功能说明
应用控制
文件I/O 图形与声 音
外部程序或VI调 用、打印菜单, 帮助管理
仪器接口的驱动 程序
3D图形、绘图及 声音处理
报表生成
报表的创建、存 储、打印设置
同步
同步功能
随机数产生
前面板设计窗口
随机数产生
流程图编辑窗口
随机数产生
流程图编辑窗口
随机数产生:
产生0-1之间的双精度浮点数。产生的数字 大于等于0,小于1,呈均匀分布。
摄氏温度转换华氏温度的数学关系为
F C 1.8 32
(1-1)
华氏温度转换摄氏温度的数学关系为
C (F 32) 5
9
(1-2)
温度转换对应关系


0℃ →
32 ℉
100 ℃ →
212 ℉
每一份 ℃= (212-32)/100 ℉=(180)/100 ℉=9/5 ℉
结论: 1℃=9/5 ℉
文本编辑 创建文本
用于弹出对象的属性 对象菜单 菜单,作用与鼠标右
键一样
滚动工具 实现窗口漫游功能
工具模板功能
断点工具
在调试程序时,为程 序设置断点
在数据线或节点上设 探针工具 置探针来观察数据变

取色工具 提取对象当前颜色
着色工具 用于给对象定义颜色
控制模板功能说明
在进行前面板设计时, 使用控制模板。
固定的,仪器间相互配合较差
开发与维护费用降至最低
开发与维护开销高
技术更新周期短(0.5—1年)
技术更新周期长(5—10年)
编程软件 显示选项 时间记录 自动化
自己编程硬件,二次开发强 无限显示选项 完整的时间记录和测试说明 自动化的测试过程

虚拟仪器设计.pptx

虚拟仪器设计.pptx
➢ (4)虚拟仪器之“虚拟”含义: ✓ 虚拟仪器面板; ✓ 软件实现仪器功能。如:基于高速数据采集硬件, 通过计算机软件编程可实现“虚拟示波器”、“虚 拟频谱仪”、“虚拟交流数字电压表”、“虚拟频 率计”、“虚拟相位计”等不同仪器。
➢ (5)因此,软件是虚拟仪器的核心,NI 提出“软件即 仪器”(The software is the instrument)。
第6页
《虚拟仪器技术》
➢ 与传统仪器相比,虚拟仪器技术特点: ➢ (1)功能强、性价比高、开放性(可扩充性)好;
✓ 充分利用计算机丰富的软硬资源。 ✓ 仪器功能可通过软件灵活设计(基于相同的硬件,
通过软件设计可实现不同的虚拟仪器)。 ✓ 仪器升级方便,性价比高(一机多用)。 ✓ 基于计算机网络技术,可实现“网络化虚拟仪器”。 ➢ (2)操作方便; ✓ 通过图形用户界面(GUI)操作虚拟仪器面板。 ➢ (3)硬件模块化、系列化; ✓ 基于仪器总线技术,设计出模块化、系列化硬件。
第四代仪器系统 虚拟仪器
模拟式自动测试系统 第一代测试系统 第二代测试系统 第三代测试系统
数字化
标准化
模块化
扫描 测试系统
专用 测试系统
GPIB 仪器系统
模块化 仪器系统
及系统
软件仪器自定义 型
特定设计专用型 台式仪器积木型 模块仪器集成型
第9页
《虚拟仪器技术》
(2)仪器与自动测试系统总线技术
➢ 总线(bus):信号或信息传输的公共路径。
Vi 输入电路
D
RAM
控制系统
《虚拟仪器技术》
PC机
第3页
➢ 虚拟数字电压表
➢ 基于虚拟仪器的 温度检测与控制
《虚拟仪器技术》

第10章 LabVIEW数字信号处理

第10章 LabVIEW数字信号处理

一维插值
例4 在工程上使用较多的是样条插值,样条插值 能够保证三次插值多项式在各点的一阶和二阶导 数连续,即使在数据点也是连续的。
• 除了获得插值曲线外,很多情况下需要获得某个 插值点的值,在使用样条插值时,可首先通过样 条内插函数计算曲线在各个插值节点的二阶导数, 然后通过样条插值完成插值。
本章内容
• 数学分析
图形化编程与数学分析 基本数学函数 线性代数 曲线拟合 插值 数值积分与微分 概率与统计 最优化 常微分方程
• 数字信号处理
信号发生 波形测量 频域分析 数字滤波器 逐umeric Elementary & Special Functions Linear Algebra 描述 数值:最基本的数学操作,例如加减乘除、类型转换和数据 操作等。 初等和特殊函数:一些常用的数学函数,例如正余弦函数、 指数函数、双曲线函数、离散函数和贝塞尔函数等。 线性代数:主要是矩阵操作的相关函数
第10章 数字信号处理
用于测量的虚拟仪器执行的典型测量任务有: (1)计算信号中存在的总的谐波失真; (2)决定系统的脉冲响应或传递函数; (3)估计系统的动态响应参数,如超调量、上升时 间等; (4)计算信号的幅频特性和相频特性; (5)估计信号中含有的直流成分和交流成分。 这些任务都要求在数据采集的基础上进行信号处理。
例 最小二乘法曲线拟合举例
利用最小二乘法拟合曲线,将因变量y与自变量x的关系表达 为 n y f (a, x) ai f i ( x) a0 f 0 ( x) a1 f1 ( x) an f n ( x)
4x y sin( x ) 3 cos( x) Noise x 1 假设猜测函数为: y a0 f0 ( x) a1 f1 ( x) a2 f 2 ( x) a3 f3 ( x) a4 f 4 ( x)

虚拟仪器技术资料

虚拟仪器技术资料

G

Uo Ui1 Ui2


1

2
R1 Rg

很显然,调节Rg可以很方便地改变测量放大器的增益大小。
第15页
2.测量放大器主要技术指标
测量放大器的主要技术指标有下面六个方面 1)共模抑制比
共模抑制比CMRR可表示为
CMRR 20 lg Uoc (dB) Uic
2)温度漂移 3)非线性度 4)建立时间 5)恢复时间 6)电源引起的失调
4.2.2 采集信号调理的主要功能 1、被采集信号的特点
传感器感应物理现象并生成与被检测的物理量成比例的电信号。传 感器输出信号的类型,主要有电阻、电压、电流和频率等四类信号。
2、信号调理功能 信号调理功能主要有:
1)放大功能 2)隔离功能 3)多路复用功能 4)滤波功能 5)激励功能 6)线性化功能
直接型
反馈型
采样保持器电路原理
第22页
《虚拟仪器技术》
3.采样保持器的主要性能指标 主要性能指标如下
(1)捕获时间tAC (2)孔径时间tAP (3)保持建立时间tHS (4)孔径抖动 (5)衰减率
采样保持器的动态特性
第23页

《虚拟仪器技术》
4.3.2 A/D转换器的分类和指标
1.A/D转换器分类
DAQ虚拟仪器又称PC-DAQ仪器系统,其组成如 下图所示。它由一台PC机和基于标准总线的采集 卡(仪器卡)构成,同时还配备有仪器驱动软件 来支持硬件工作。
第2页
《虚拟仪器技术》
4.1 数据采集(DAQ)及数据采集系统(DAS)
4.1.1 数据采集的基本概念

“数据采集”(Data Acquisition,DAQ)是指将模拟

虚拟仪器第10章

虚拟仪器第10章

10.1 数据采集卡设置与测试
3、数据采集卡的相关参数
(5) 建立时间——从输入的数字量发生突变时开始,直到输入电压 进入与稳态值相差正负1/2LSB范围以内的这段时间。 该参数反映DAC的转换从一个稳态值到另一个稳态值的过度过程 的长短。
12
10.2 多通道的采样方式
通用的数据采集卡一般都有多个模入通道,但多数采集卡并非每 个通道配一个ADC,而是各通道共用一个ADC,在ADC之前一般 要配置多路开关(MUX)、仪器放大器(Inst Amp)和采样保持器(S/H) 这样,通过采样保持和多路开关的切换,可以实现多通道的数据 采集。 当对多个通道的数据进行采样时,在一次扫描中,数据采集卡将 对所有用到的通道进行一次采样。 扫描速度是数据采集卡每秒进行扫描的次数。 多通道采样方式有3种——循环采样、同步采样和间隔采样。 间隔采样最为常用。 采样方式的选择——一般选择间隔采样,如果要求信号准确同步, 选择同步采样,如对同步没有要求,可选择循环采样。
2
10.1 数据采集卡设置与测试
1、数据采集卡(DAQ)的功能简介
DAQ的功能——包括模拟输入(“模入”)、模拟输出(“模出”)、 数字I/O、计数器/定时器等。 模拟输入——是数据采集卡的基本功能。 一般由:放大器(Amplifier)、多路开关(MUX)、采样 保持电路(S/H)、模/数转换器(ADC)组成。经过这几个部分,将模 拟信号转化为计算处 理的数字信号。 ADC的性能和参数直接影响着采集数据的质量,应根据实际测量 所需精度来选择合适的ADC。 模拟输出——通常是为采集系统提供激励。 数据采集卡的模拟输出信号受其数/模转换器(DAC)的建立时间、 分辨率等因素影响,根据实际需要考虑DAC的参数指标。
4

虚拟仪器10

虚拟仪器10

第四章
数据采集
2 输出脉冲信号

方脉冲的一些主要术语

时段1(phase1):脉冲的第一个时段或延时。 时段2( phase2):脉冲的第二个时段或幅宽。 周期Period:延时与幅宽之和。Period= phase1+ phase2。 频率frequency:周期的倒数。Frequency=1/Period。 占空比duty cycle:时段2/周期。duty cycle=phase2/Period。

1. DAQmx Create Task

创建一个DAQmx数据采集任务。这个VI在“测量I/O—>DAQmx Data Acquisition—>DAQmx Advanced Task Options”函数子选 板中。 新建虚拟通道VI。这是DAQmx数据采集系统中使用非常普遍的 一个VI,在“测量I/O—>DAQmx Data Acquisition”函数子选板顶 层。这是一个多态VI,它有许多子VI,每个子VI可以创建一种类 型的虚拟通道,并将其加入到一个数据采集任务中。 DAQmx定时VI。这个VI在“测量I/O—>DAQmx Data Acquisition” 函数子选板顶层,也是一个多态VI,它可以设置采样时钟的源、 频率,以及采集或生成的采样数量,并在必要时设置缓冲区。
第四章
数据采集
2)异步通信协议
起始位 1 0 0/1 0/1 低位
字符 数据位
校验位停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 高位 1

起始位 —— 每个字符开始传送的标志, 数据位 —— 数据位紧跟着起始位传送。 校验位 —— 用于校验是否传送正确;可 停止位 —— 表示该字符传送结束。停止 空闲位 传送字符之间的逻辑 1电平, 起始位采用逻辑 0 电平 由 5 ~ 8 个二进制位组成,低位先传送 选择奇检验、偶校验或不传送校验位 位采用逻辑 1电平,可选择1、1.5或2位 表示没有进行传送

Multisim仿真-电路分析PPT演示课件

Multisim仿真-电路分析PPT演示课件
•4
5.1 基尔霍夫定律
注意电流的方向、参考方向 电流表内阻在表旁;双击可以更改Mode(DC/AC)
•5
5.1 基尔霍夫定律
2. KVL
•6
5.2 节点电压法
节点电压法:对所有独立节点列KCL方程组,求解。 当电路结构复杂时,计算困难!
•7
5.2 节点电压法
用仿真方法可以顺利解决这一问题。
等效电阻为二者之比。
•12
5.6 RC一阶电路
方波作为信号源。
•13
5.6 RC一阶电路
示波器上读时间常数。
•14
5.7 谐振电路仿真
作业:
进行RLC串联电路频响仿真 要求: (1)参数自定(提示:交流信号源不必设置) (2)仿真内容包括幅频、相频特性,给出相应图示 (3)实验分析品质因数与选频作用 (4)仿真独立写一个报告,A4打印,不得超过4页 (5)若发现雷同则雷同报告一律计零分
•2
第5章 Multisim应用于电路分析
5.1 基尔霍夫定律 5.2 节点分析法 5.3 叠加原理 5.4 戴维南及诺顿等效电路 5.5 最大功率传输 5.6 过渡过程仿真 5.7 谐振电路仿真 5.8 三相电路仿真 5.9 二端口网络
•3
5.1 基尔霍夫定律
1. KCL 电压表和电流表:Place/Component/Indicators
•16
5.8 三相电路仿真
三相星形联结电路仿真
•17
5.8 三相电路仿真
电流表、电压表模式更改:AC 仿真
开关设置
•18
5.8 三相电路仿真
各表显示的数值:线电压、相电压、线电流=相电 流、中性线电流(约等于零)
•19
添加直流电压表,仿真。

虚拟仪器实验ppt课件

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。
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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
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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;

Multisim虚拟仪器仪表的使用(共127张PPT)

Multisim虚拟仪器仪表的使用(共127张PPT)
Multisim虚拟仪器仪表的使用
第1页,共127页。
第1章
Multisim 10概述
第2章
Multisim 10的元器件库与虚拟元器件
第3章
元器件创建与元器件库管理
第4章
Multisim 10虚拟仪器仪表的使用
第5章 电路原理图的设计
第6章
电路仿真分析
第7章 仿真分析结果显示与后处理
第8章
电工基础仿真实验
偏置电压上输出,其可选范围为 -999~999 kV。
⑤ Set Rise/Fall Time按钮:设置输出信号的上升时间与下降时间,而
该按钮只有在产生方波时有效。单击该按钮后,即可打开图4-11所示的
对话框。此时,在栏中可以设定上升时间(或下降时间),再单击按钮即
可。如单击按钮,则恢复为默认值。
图4-11
4.10
逻辑分析仪
4.11
逻辑转换仪
第4页,共127页。
第4章
4.12
Multisim 10虚拟仪器仪表的使用
伏安特性分析仪
4.13 失真分析仪
4.14 频谱分析仪
4.15 网络分析仪
4.16
安捷伦函数信号发生器
4.17
安捷伦数字万用表
4.18
安捷伦示波器
4.19
泰克示波器
4.20
测量探针
4.21 电流探针
连接。
图4-3 电压表的连接
第8页,共127页。
电流表
4.2
图4-
4 电流表
的图标
电流表在使用前,一般应对其属性进行设置。
第9页,共127页。
4.2 电流表
图4-5 电流表属性对话框
(1)Label(标号)选项卡
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  3. 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)。
辑。 更改密码按钮:更改程序的密码。
VI属性介绍
4. 修订历史 (用户可以在这里设置当前VI的修改 历史选项。)
使用选项对话框中的默认历史设置:使用系统默认的设置,取消它可 以进行自定义。
每次保存VI时添加注释:选择此项将在用户改变程序或保存时,自动 在历史窗口中产生记录信息。
关闭VI时提示输入注释:在程序关闭时给出提示,记录自上次程序打 开时所有的改变。
LabVIEW很重要的一个优势就是界面编辑的所见即所得。 LabVIEW前面板包含了大量形象逼真的控件,用户还可以创建自定义 控件。前面板的窗口形式也可以以不同的方式显示以满足不同的需求。 在用户交互方面,用户可以通过按钮、播放声音、对话框、菜单和键 盘输入等多种方式与程序进行交互。
10.1 VI属性设置
、日期和页码等。 用边框包围前面板:在前面板的四周加上一个边框。 缩放要打印的前面板以匹配页面:根据打印纸的大小自动调
整前面板的大小。 缩放要打印的程序框图以匹配页面:根据打印纸的大小自动
调整程序框图的大小。 执行时打印:在程序运行结束时自动打印前面板。
10.2 对话框与用户界面
对话框与用户界面子模板位于函数选板的编 程下,包含有对话框、错误处理、菜单、鼠 标指针等函数,能够帮助我们编辑对话框和 用户界面。
容量的大小,它不包含程序当中所用到的子VI。在程序编辑和运 行时,VI对内存的使用情况变化特别大,特别是流程图占用较大 的内存,因此用户可以在不用时要及时保存并且关闭流程图。
VI属性介绍
3. 说明信息(用户可以在这个属性页对程序VI进行描述,将程序链接 到HTML文档或者帮助文档。)
VI说明:在这里输入VI描述信息,以后当鼠标在程序图标上移动时,在即时帮助对话框 中会出现描述信息。
使用不同分辨率显示器时保持窗口比例:选择此项后,程序将在 不同显示器分辨率下进行等比例放大。
调整窗口大小时缩放前面板上的所有对象:前面板上的所有控件 对象随着面板的大小变化而进行同等比例的变化。
7.窗口运行时的位置 该属性用来设置程序运行时窗口界面在显示器屏幕上的位置。
可使位置不改变、居中、最大化或最小化。
保存VI时提示输入注释:在程序保存时给出提示。 记录由LabVIEW生成的注释:当程序被改动后,自动在历史窗口里添
加记录信息。 查看当前修订历史按钮:显示当前程序的历史记录。
VI属性介绍
5.窗口外观
窗口外观属性用来设定程序运行时的窗口界面。包括如下几项:
窗口标题:VI窗口标题,取消“与VI名称相同”选项可以编辑窗口标题 ,否则使用程序名称作为窗口的标题。
VI属性设置对话框
VI属性介绍
1.常规属性 常规属性设置页包含以下几个部分: 编辑图标:弹出VI程序图标编辑窗口。 位置:显示程序保存的当前路径。 列出未保存的改动:列出自上次保存程序至今的程序改动记录。 修订历史:显示当前程序的所有注释和标识。 2. 内存使用 内存使用属性页主要显示当前程序使用系统内存以及占用磁盘
2.用户自定义对话框
除了LabVIEW提供的简单的对话框,用户还能
通过设置子VI的调用方式实现用户自定义的对话框。具
体的做法就是将子VI的VI属性设置中的窗口外观属性
改为自定义,然后勾选上“调用时显示前面板”和“如
之前未打开则在运行后关闭”两选项,如图所示。
设置子VI的调用方式
错误处理
LabVIEW通过错误输入和错误输出簇来携带错误信息,并可以将错误 信息从底层VI传递到上层VI
VI属性介绍
8.执行
该属性主要用来设置程序运行时的一些特性。包括如下几项:
优先级:设定程序在LabVIEW执行机制中的优先权,可以在应用程序中 把重要的程序的优先权设置高于其他的程序。
允许调试:允许用户调试程序。
重入执行:允许程序在两个或两个以上的系统环境下同时运行。
首选执行系统:设置优先执行系统。LabVIEW编程环境支持多线程执行 机制。
VI有很多属性是可以设置的,这其中包括:VI图标、VI修改历史、VI帮 助文档、密码保护、前面板显示内容、窗口大小、执行控制和打印属性等 。通过配置这些属性可以让我们的VI适合在不同的场合运行。
选择菜单文件>VI属性或在VI图标处右键打开下拉列表选择VI属性, 打开属性对话框。缺省为常规选项,在该选项下可以编辑VI图标,查看 VI修改历史等。
启用自动错误处理:程序运行时启用自动错误处理系统。
打开时运行:设定当程序打开时即可运行。
调用时清空显示控件:不论当前显示器的数值是多少,当程序运行时,显 示的数值都复位到初始默认值。
运行时自动处理菜单:选中此项可以在程序运行时自动操作菜单。
VI属性介绍
9.打印选项 用户可以在这里对打印属性进行设置。包括如下几项: 打印页眉(名称、日期和页码):打印头信息,包括文件名
顶层应用程序窗口:窗口具有标题条和菜单条,允许用户关闭窗口,可以 最小化窗口但是不能改变窗口的大小。
对话框:运行时,程序以Windows对话框的形式显示,用户不可以打开 其他的LabVIEW窗口。
默认:系统默认的工作环境。
自定义:用户可自定义窗口外观属性,选中自定义按钮后打开如图所示窗 口外观设置对话框。
第10章 对话框与用户界面
用户界面
有些软件,一打开来就让人眼前一亮,可能是它的界面设计的非 常新颖、华丽。但漂亮视觉感只能是作为锦上添花,评判一个界面好 坏的最基本指标首先还是要看这个界面是否完成了它的交互功能-用户 可以通过界面为程序提供必要的信息;用户可以通过界面接受到需要 的信息。其次的指标是通过这个界面用户是否可以简单直观的输入或 获取信息。最后才是界面的美观程度。
(1)对话框
对话框VI函数在函数选板的编程>对话 框与用户界面子模板下。按类型分为两种对 话框:一种是信息显示对话框,另一种是提 示用户输入对话框。
1.信息显示对话框 LabVIEW提供了三种简单的对话框,分别为单按钮
、双按钮和三按钮,用户只需编辑该函数的消息内容和
按钮名称,如图所示。
信息显示对话框
帮助标识符:包含HTML文档的路径和需要链接的帮助文档的关键词。 帮助路径:包含上下文菜单窗口链接的路径。 浏览按钮:在搜索文件对话框中选择一个需要链接的文件。
5. 保护(用户可以在这里设置程序的安全性。)
未锁定(无密码):允许任何用户查看和编辑程序的前面板和流程图。 已锁定(无密码):用户必须开启程序后才能编辑程序。 密码保护:对程序进行密码保护,用户只有在输入正确的密码之后才可以对程序进行编
错误输入、错误输出簇的使用
3 菜单
(1)菜单编辑器 在主菜单中选择编辑-运行时菜单…会弹
出如图所示的菜单编辑器。该编辑器可以帮 助我们编辑程序运行时显示的菜单,刚打开 菜单编辑器时菜单类型下拉列表中显示默认 选项,表示使用LabVIEW标准菜单,编辑 器中各项功能都不可用。
菜单编辑器
2. 菜单操作相关VI函数
LabVIEW函数 选板中提供如图 10-10所示菜单 子模板来帮助用 户用程序代码进 行运行菜单设置 ,调出路径为: 函数选板〉编程 〉设置对话框
VI属性介绍
6.窗口大小 该属性用来设置程序运行时窗口的大小。包括如下几项: 前面板最小尺寸:设置前面板最小尺寸,如果用户设置了能够改
变前面板的大小,则前面板的尺寸不可以小于所设置的最小尺寸 ,包括宽度和高度。
设置为当前前面板大小按钮:以当前面板的大小设置最小宽度和 最小高度。
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