虚拟仪器测试系统课件.ppt

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1、第一章虚拟仪器测试系统虚拟仪器基于虚拟仪器的测试系统LabVIEW开发环境1.1虚拟仪器虚拟仪器是计算机硬件资源、仪器与测控系统硬件和虚拟仪器软件资源三者的结合。1、测量仪器的发展历程2、虚拟仪器的基本概念3、虚拟仪器与传统仪器的比较4、虚拟仪器的基本功能5、虚拟仪器的基本组成部分测量仪器的发展历程虚拟仪器的基本概念什么是虚拟仪器?所谓虚拟仪器,即是以计算机为基础,配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出的接口,完成信号的采集、测量与调理,从而完成各种测试功能的一种计算机化仪器系统。虚拟仪器（VI，VirtualInstrumenta

2、tion）：是一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板，以及由计算机所完成的仪器功能，都可由用户软件来定义的计算机仪器。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。虚拟仪器与传统仪器的比较比较内容虚拟仪器传统仪器系统构成软件和通用硬件。软件是关键专用硬件系统开发周期开发时间短、技术要求低、系统通用性强开发时间长、技术

3、要求高、系统功能较专一开发费用软件使得开发和维护费用降至最低开发与维修开销高技术更新周期短（1~2年）长（5~10年）价格价格低、可复用与可重配置性强价格昂贵功能可塑性用户定义仪器功能，柔性厂商定义仪器功能，刚性系统开放性开放、灵活，与计算机技术同步发展封闭、固定构成复杂系统能力易与网络及其他周边设备互连功能单一的独立设备人机交互无限的显示选项、界面友好有限的显示选项虚拟仪器的基本功能虚拟仪器的内部功能，可划分为信号采集与控制、数据分析与处理、结果表示与输出三大功能模块。信号采集与控制主要由虚拟仪器的通用硬件平台，并配合仪器驱动程序

4、共同完成，而数据分析与处理、结果表达与输出则主要由用户应用软件完成。虚拟仪器的基本功能组成虚拟仪器的基本组成部分硬件和软件两大部分构成。硬件是基础，软件是核心。（1）基于PC总线的虚拟仪器内置PC总线（如ISA、PCI、PC/104）的通用数据采集卡（DAQ，DataAcQuisition）。（2）基于GPIB通用接口总线的虚拟仪器国际标准（IEEE488.1和IEEE488.2），技术成熟；但其数据传输速度一般低于500Kb/s，对测试速度要求很高的场合不太适用。（3）基于VXl总线的虚拟仪器具有模块化、系列化、通用化、“即插即用

5、”及VXI仪器的互换性和互操作性。但价格相对较高，适合于高端的测试领域。（4）基于PXI总线的虚拟仪器兼容PCI总线产品。集CompactPCI的高性能和VXI可靠性，性价比最好。软件（一套完整的虚拟仪器系统的软件结构一般分为四层）1、测试管理层用户使用虚拟仪器生产厂商开发的测试管理程序，组成自己的一套测试仪器，这是虚拟仪器的优点之一，它可以方便地使用用户根据自己的需要，建立自己的测试仪器。2、应用程序开发层用户使用应用程序开发软件进行深层开发，以扩展以其原有的功能。3、仪器驱动层连接上层应用程序与底层I/O接口仪器的纽带和桥梁。是

6、完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序集合。4、I/O接口软件I/O接口软件存在于仪器设备（即I/O接口设备）与仪器驱动程序之间，是一个完成对仪器寄存器进行直接存取数据操作，并为仪器设备与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件。1.2基于虚拟仪器的测试系统被测对象传感器信号调理模块数据采集卡计算机显示、输出、打印基于虚拟仪器的测试系统结构框图虚拟仪器测试系统的硬件系统传感器：它的作用是将被测信号转换为与之有对应关系电信号。如测速发电机、流量传感器等。信号调理模块：信号调理就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信

7、号，包括功率放大、电气隔离等。NI公司的仪器信号调理板卡SCXI是LabVIEW软件直接支持的一个信号调理板卡，LabVIEW环境中调用非常方便.数据采集卡：它是外界信号进入计算机的通道，在这个通道中要实现A/D转换、放大或缩小、光电隔离等。选择数据采集卡时，需要注意以下一些问题：数据分辨率、精度、最高采样速度、通道数、总线接口类型。美国NI公司的数据采集卡很好，但价格贵，这里选用声卡价格便宜，功能也够用。计算机（LabVIEW）：它的作用是数据采集，分析，显示和记录。计算机虚拟仪器测试系统的软件系统Labview总结虚拟仪器的概念

8、虚拟仪器的基本功能虚拟仪器的基本组成部分基于虚拟仪器的测试系统作业：1、测试测量仪器经历了哪几个阶段2、什么是虚拟仪器？特点？3、虚拟仪器的系统组成？1.3LabVIEW开发环境什么是LabVIEW前面板和程序框图菜单栏（自学）数据流