测试技术基础第九章

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1、武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 测试技术基础测试技术基础武汉理工大学 机电工程学院武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大

2、学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 与传统仪器相比，虚拟仪器最大的特点是其功能由软件定义，可以由用户根据应用需要进行调整，用户选择不同的应用软件就可以形成不同的虚拟仪器。 传统仪器与虚拟仪器比较传统仪器与虚拟仪器比较 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 虚拟仪器虚拟仪器(VI(VI，Virtual Instrument)Virtual Instrument)是

3、计算机技术同仪器技术深层次是计算机技术同仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破，是仪器领域结合产生的全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破，是仪器领域内的一次革命。内的一次革命。 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 主要内容主要内容9.1 概述9.2 现代测试系统的基本概念9.3 现代测试系统的基本组成9.4 现代测试系统的特点9.5 虚拟测试仪器技术9.6 智能仪器9.7 现代测试系统实例9.8 小结武汉理工大学机电工程学院武

4、汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 9.5 9.5 虚拟测试仪器技术虚拟测试仪器技术1 1、虚拟仪器含义、虚拟仪器含义2 2、虚拟仪器的组成、虚拟仪器的组成3 3、虚拟仪器的特点、虚拟仪器的特点4 4、基于、基于LabVIEWLabVIEW的虚拟仪器的虚拟仪器5 5、 LabVIEWLabVIEW应用实例应用实例武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 1、

5、虚拟仪器含义、虚拟仪器含义 所谓虚拟仪器（Virtual Instrument ,简称VI），就是计算机技术介入仪器领域所形成的一种新型仪器，它是利用计算机强大的图形环境，组合相应的硬件，编制不同的测试软件，建立界面友好的虚拟仪器面板（即软面板），通过友好的图形界面及图形化编程语言（G语言）控制仪器运行，构成多种仪器，完成对被测量的采集、分析、判断、显示、存储及数据生成的仪器。 “软件就是仪器”是虚拟仪器概念最简单，也是最本质的表述。用户可以根据自己的需求，设计自己的仪器系统，充分利用计算机技术来实现和扩展传统测试系统与仪器的功能。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan U

6、niversity of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 用LabVIEW设计的虚拟示波器如图为虚拟示波器，其功能比传统的示波器更完善，界面更友好。 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 虚拟仪器由通用仪器硬件平台和应用软件两个部分构成。 虚拟仪器的硬件平台 虚拟仪器的硬件平台一般分为计算机硬件平台和测控功能硬件（I/O接口设备）。计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如PC、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机

7、等。计算机管理着虚拟仪器的硬件资源，是虚拟仪器的硬件支撑。 I/O接口设备主要完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换。不同的总线有其相应的I/O接口硬件设备，如利用PC总线的数据采集卡（DAQ）、GPIB(General Purpose Interface Bus)总线仪器、VXI总线仪器模块、串口总线仪器等。2 2、虚拟仪器的组成、虚拟仪器的组成 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 虚拟仪器的软件 虚拟仪器的软件主要由两部分组成，即应用程序和I/O接口仪器

8、驱动程序。应用程序主要包括现实虚拟面板功能的软件程序和定义测试功能的流程图软件程序两类；I/O接口仪器驱动程序主要完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信。 目前的虚拟仪器软件开发工具有以下两类： 文本式编程语言，如Visual C+、Visual Basic、LabWindows/CVI等。 图形化编程语言，如LabVIEW、HPVEE等。 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 虚拟仪器可以分为下面几种形式。虚拟仪器可以分为下面几种形式。(1) PC-DAQ测试

9、系统：以数据采集卡(DAQ卡)、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。(2) GPIB系统：以GPIB标准总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。(3) VXI系统：以VXI标准总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。(4) 串口系统：以RS-232标准串行总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。 (5) 现场总线系统：以现场总线仪器、计算机和虚拟仪器软件构成的测试系统。 虚拟仪器是计算机化仪器，由计算机、信号测量硬件模块和应用软件三大部分组成。 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础

10、第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 虚拟仪器组成虚拟仪器组成 1）硬件功能模块 (1) C-DAQ数据采集卡 (2) GPIB总线仪器 (3) VXI总线模块(4) RS-232串行接口仪器(5) 现场总线模块武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 2）驱动程序 驱动程序通常由硬件功能模块的生产商提供随硬件功能模块一起提供。驱动程序通常由硬件功能模块的生产商提供随硬件功能模块一起提供。 3）应用软件 虚拟仪器示波器虚拟仪器示波器 武汉理工大学机电工程学院武汉理

11、工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 被测信号信号调理GPIB接口仪器串口接口仪器VXI模块现场总线设备其他计算机硬件数据采集卡GPIB接口卡LabviewLabWindows其他软件开发平台PC/工作站图2 虚拟仪器基本构成框图武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 虚拟仪器典型单元模块虚拟仪器典型单元模块 信号分析模块的功能主要是完成各种数学运算，在工程测试

12、中常用的信号分析模块。包括：(1) 信号的时域波形分析和参数计算；(2) 信号的相关分析；(3) 信号的概率密度分析；(4) 信号的频谱分析；(5) 传递函数分析；(6) 信号滤波分析；(7) 三维谱阵分析。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 仪 器 传统仪器 虚拟仪器 关键技术 硬件 软件 费用 开发与维护费用高 开发与维护费用低 技术更新周期 长 短 价格 高 低，可重用性强 功能定义 厂商定义 用户定义 开放性 系统封闭、固定 系统开放、灵活 连接性 不

13、易与其他设备连接 易与其他设备连接3 3、虚拟仪器的特点、虚拟仪器的特点武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 采用虚拟仪器技术是对传统仪器概念的重大突破，通过两者比较有一下几个特点：用户定义功能：不使用厂商定义的、预封装好的软件和硬件，设计者获得了最大的用户定义灵活性；软件是核心：VI的功能主要通过软件实现；良好的人机界面：用户可通过编制软件来定义自己所喜爱的版面形式；性价比高：可重用性和可配置性强；扩展性强：软件扩展、硬件扩展、网络扩展；开发时间短：基于图形的

14、编程，与文本语言相比，大大 降低了开发门槛，缩短了开发时间。集成与组合性能：虚拟仪器的各个功能实现都是清晰的模块化组合方式，选择不同的软件模块、进行不同的组合即可达到不同的目的。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 由于LabVIEW易学易用，它所提供的工具使创建测试和测量应用变得非常轻松，使用LabVIEW开发应用系统的速度比使用其他编程语言快410倍，因此LabVIEW被工程师们广泛接受和推崇。4 4、基于、基于LabVIEWLabVIEW的虚拟仪器的虚拟仪

15、器武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 4.1 什么是LabVIEW LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。它采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序，用图标表示函数，用连线表示数据流向。 LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument)，即虚拟仪器，这是因为它的很多界面控件与操作都

16、模拟了现实中的仪器，例如示波器与万用表等。 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。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering)是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了满足GPIB、VXI、

17、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通信的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数 所有的LabVIEW应用程序，即虚拟仪器(VI)，包括前面板(front panel)、流程图(block diagram)以及图标/连接器(icon/connector)三部分。 控制对象 (输入) 显示对象 (输出) 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 (1)(1)、采集功能、采集功能 (2)(2)、 分析功能分析功能 (3)(

18、3)、 显示功显示功能能 LabVIEW是一个开放式的开发环境，用户可以将其与任何测量硬件轻松连接。LabVIEW的交互式测量助手 (assistant) 、自动代码生成以及与成千上万个设备的简易连接功能，使它能够如此轻而易举地完成数据采集。LabVIEW带有超过450个内置函数，专门用于从采集到的数据中挖掘有用的信息，用于分析测量数据及处理信号。 LabVIEW提供一系列工具用于数据显示、用户界面设计、Web信息发布、报告生成、数据管理及软件连接。 主要功能主要功能: :武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测

19、试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 在任何平台上进行数据采集在任何平台上进行数据采集 使用LabVIEW，您可以从插入式板卡、USB接口设备及以太网系统中快速采集并生成信号。这些I/O功能结合了特殊的数据类型和测量分析VI程序，旨在为帮助您从物理传感器中以最快的速度获得测量数据。温度、张力 、振动、声音 、电压 、电流 、频率、光 、阻抗 、脉冲 、周期 、数字信号 、压力 、力 、更多. 仪器控制和连接仪器控制和连接 LabVIEW简化了与数百家仪器厂商的数千种仪器设备的连接和通信。使用LabVIEW中的仪器驱动程序、交互式仪器I/O助手(Instrument I/O Assi

20、stant)和内置仪器I/O函数库，可以从GPIB、串口、以太网、PXI、USB接口仪器及VXI仪器中快速采集数据。 机器视觉机器视觉 为测量应用系统添加机器视觉组件，并快速开发带自动代码生成和内置图像分析库的应用软件。将图像采集与NI数据采集和运动控制设备集成使用以组建一套完整的系统。(1)(1)、采集功能、采集功能武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 运动控制运动控制 LabVIEW可将各种运动控制软件与运动控制器及动力驱动器简单集成到自动化测试和机器控制应

21、用系统中。包括从简单的重复运动控制到复杂的多轴运动控制，从实验室试验台到实际生产线，LabVIEW都可以为应用程序的开发提供解决方案。 模块化仪器模块化仪器 使用最新的PC和标准商业科技开发混合信号测试应用系统。要它包含RF(射频信号)仪器、高速数字化仪、信号发生器、数字万用表、高速数字I/O等。 工业监控工业监控 LabVIEW为分布式监控系统提供一套功能强大的工具，它可与各种各样的分布式I/O设备连接，包括PLC和NI Compact FieldPoint。Compact FieldPoint提供工业级的工作性能，且与LabVIEW RT (实时) 模块完美集成。 开关开关(Switchi

22、ng)(Switching)方案方案 LabVIEW集成了各种高质量的开关方案，包括通用的继电器、多路复用器和矩阵开关。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 (2)(2)、 分析功能分析功能测量和分析测量和分析 包括许多测量分析工具。例如曲线拟和，信号生成、峰值探测及概率和统计。测量分析函数可以决定信号特征，如脉冲响应，频率响应，功率谱等。可以解决微分方程、优化计算、求根及其它各种数学问题。 此外，可以将各种工业标准数学应用软件与LabVIEW集成使用，包括Ma

23、thsoft Mathcad, MathWorks MATLAB等。让复杂的测量变得轻而易举让复杂的测量变得轻而易举 LabVIEW分析工具却简单易用。例如，一组内置的测量函数直接从DAQ硬件读取真实时域信号，随即为用户提供结果以供进一步绘图或信号分析之用。 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 (3)(3)、 显示功能显示功能显示数据显示数据 包括图表绘制工具和内置2D和3D显示工具，可以在程序用户界面上轻松显示数据。可以重新配置数据显示的特征，如颜色、文字大

24、小、图表类型，以及动态旋转、缩放等。重复使用现有代码重复使用现有代码 可以使用LabVIEW获取C语言代码、调用ActiveX与.NET汇编程序 ，创建独立的可执行程序或共享库(如DLL)以发布应用程序。设计专业的界面设计专业的界面 可以利用专用于测量的用户界面设计工具设计界面，简单地从控件选板中拖放内置的控制件和显示件，然后点击鼠标即可利用交互式的属性页面轻松自定义它的功效和外观。快速创建专业的快速创建专业的HTMLHTML格式的报告格式的报告 使用内置的报告生成工具，从应用系统中获取数据，将它排成HTML各式的报告，并发布到Web上。使用使用Microsoft OfficeMicrosof

25、t Office工具创建报告工具创建报告 可以使用为Microsoft Office设计的LabVIEW Report Generation Toolkit (报告生成工具包) ，您可以使用标准的工具快速创建自定义的、专业的报告 。 将程序发布到将程序发布到WebWeb上并对其加以控制上并对其加以控制 可以将LabVIEW应用程序发布到Web上。使用LabVIEW远程面板(remote panel)，通过Web获得您的VI程序，甚至对其加以控制，并使用安全设置保护您的数据。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测

26、试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 LabVIEW程序的前面板与程序框图举例一个LabVIEW程序实例，该例模拟了一个正弦波发生器。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 4.2 LabVIEW的特点 提供了丰富的图形控件，并采用图形化的编程方法，彻底把工程师们从复杂枯涩的文本编程工作中解放出来。 内建的编译器在用户编写程序的同时在后台自动完成编译，用户在编写过程中如有语法错误，会立即显示出来。 实现了自动的多线程，从而充分利用处理器的处理能力。 通

27、过应用程序生成器可以轻松发布EXE、动态链接库或安装包。 提供了大量的驱动与专用工具，能与很多接口轻松连接 。 内建了600多个分析函数，用于数据分析和信号处理。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 4.3 LabVIEW的使用 labview安装 .武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 Labview环境 武汉理工大学机电工程学

28、院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 点击新建VI，即可打开一个新的Labview程序 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 工具条 标签 数值控件 标尺 图标 旋钮 图例 XY图

29、前面板工具条：武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 程序框图数值输入控件旋钮控件For循环结构数据连线捆绑函数数值常量乘XY图控件子VI程序武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 选项板 工具选项板控件选项板 函数选项板 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试

30、技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 例：创建一个VI 目的：将两个输入数字相加并显示结果 将同样的两个输入数字相乘并显示结果 比较两个输入数字，如果数字相等，则LED指示灯变亮 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 步骤：1.从“文件”菜单中选择“新建”VI打开新的前面板 2.创建数字控件和指示器。使用两个前面板控件输入数字，使用两个指示器输入数字加和乘的结果。 从控件选项板的数值子选项板中选择数值输入控件 单击数值输入控件，然后拖拽控件

31、到所希望的位置，然后单击鼠标将控件放下： 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 在标签框（在控件上方）内键入字母，按前面板工具条上的Enter按钮。 重复以上过程创建第二个数字控件和第二个数字指示器。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 3 创建布尔LED。如果两个输入数字相同，指示灯打开；如果不是，则保持关闭。 从控件选项板的布

32、尔子选项板中选择圆形知识灯。在标签框内键入“Round LED”，键入完毕，单击标签框外边的任何地方，或单击Enter按钮。： 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 4 从窗口下拉菜单中选择显示程序框图，切换到程序框图。 5 先在在框图上放置“加”和“乘”函数。从框图选项板，编程选项板的数值子选项板中选择“加”函数。按照同样的步骤，将“乘”函数放置到框图上并显示标签。 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Tec

33、hnology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 6 从框图选项板，编程选项板的子选项板中选择“等于？”函数，并放到框图上，如果他们相等，返回“真”，如果不相等，则返回“假“ 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 7 连线，在工具选项板中选择连线工具，当把鼠标移到各个控件的上方时，能够参与连线的节点便会自动闪烁，提示用户，此处可以连线。连线完成后如图： 8 连线完成后，单击运行按钮，便可在前面板上看到运行的结果。 武汉理工大学机电工程

34、学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 4.4 LabVIEW的应用 由于LabVIEW的以上特点，在各个领域得到广泛应用。 嵌入式设计与原型构造 使用LabVIEW可以在更早阶段引入真实测试数据与仿真模型进行比较，从而进行有效的设计，以减少产品设计的周期往复，并提高产品质量。进而使用LabVIEW进行快速设计、原型构造并发布到最终的嵌入式设备。 常见应用： 嵌入式系统设计、数字滤波器设计、算法工程、控制设计、机电设计、通信设计。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuh

35、an University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 采用LabVIEW设计的数字滤波器 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 工业测量与控制 将LabVIEW构建的NI可编程自动化控制器（PAC），无缝集成到现有的系统，以实现附加的测量与控制功能。 常见应用： 集成的测试与控制、机器自动化、机器视觉、机器运行状况监测、分布式监控、电源监控。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan

36、 University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 采用LabVIEW模拟的混流器过程监控系统。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 自动化测试与测量 利用LabVIEW的数百个内置的分析函数获取有用的信息，并通过典型测试与企业工具的集成扩展应用。 常见应用： 制造测试、便携式现场测试、验证/环境测试、RF与通信测试、机械/结构测试、图像采集测试。 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wu

37、han University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 采用LabVIEW设计的手机蓝牙功能测试系统。武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 LabVIEW在科研院校应用 用于提升教育与学术研究水平通过基于实践的项目学习，将理论课程与真实应用联系起来，将理论概念转变为可实现的项目设计。 常见应用： 构建测试实验台、测量与仪器控制、电路设计、信号与图像处理、控制设计与仿真、嵌入式系统。 武汉理工大学机电

38、工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 采用LabVIEW模拟的振动分析系统，用于研究振动的波形和振幅武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 应用领域：机械/结构特性测试 解决的问题：双质量飞轮的减振弹 簧的特性是影响双质量飞轮使用性 能的主要因素，如何在不破坏双质 量飞轮结构的情况下，对减振弹簧 的静态弹性特性进行测试。 测试的对象：减振弹簧受到的

39、扭矩 和该扭矩作用下弹簧的变形量。例、基于例、基于LabVIEWLabVIEW的机械的机械/ /结构特性测试结构特性测试5 5、 LabVIEWLabVIEW应用实例应用实例武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 应用方案：采用NI公司的PXI平台和硬件模块，结合多功能数据采集模块以及数据通讯转换卡，对产生的模拟信号进行调理、采集和转换，使用NI的图形化编程软件LabVIEW对采集到的数据进行处理和编写用户界面，最终得到减振弹簧的静态弹性特性曲线。扭矩传感器角度传

40、感器数据通讯转换卡P XI6259采集卡LabVIEW计算机PXI总线系统硬件结构图PXI机箱武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 测试系统武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试

41、技术现代测试技术 PXI 机箱武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 数据通讯转换卡武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 用LabVIEW进行数据采集的过程数据采集卡（控制信号计算机计算机总线数据信号各个通道多路开关图10模拟信号的数据采集过程示意图武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University o

42、f Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 第一、数据采集卡的属性配置 和LabVIEW配套一个专用的管理软件Measurement & Automation Explorer ,用来对所有硬件进行管理。利用这个软件可以完成数据采集卡的检测、性能测试、属性配置和删除功能。操作步骤如下：武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Techn

43、ology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 第二、给数据采集卡配置虚拟通道武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 第三、设计用户界面武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 第四、构建程序框图武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术

44、基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 用LabVIEW对采集到的数据进行处理a, 编写数据处理VI用户界面武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 b,构建数据处理程序框图武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 小结小结 在LabVIEW环境下，利用LabVIEW提供的各种数据采集函数，并结合NI公司提供的M系列的数据

45、采集硬件，设计了一个简单的虚拟仪器，对由扭矩传感器和角位移传感器产生的电压信号进行了检测。再利用LabVIEW自带的数据处理函数（线性拟合函数），并结合被测对象与电压值的换算关系式，生成了弹簧的静态特性曲线以及该曲线的拟合方程式。 数据采集和仪器控制是LabVIEW最具有竞争力的核心技术之一，其应用遍布电子、机械、通信、汽车制造、生物、医药、化工、科研和教育等各个行业领域。基于LabVIEW的虚拟仪器有着巨大的优越性，可以预见，它必将得到更为广泛、深入的应用。虚拟测试仪器技术原理、组成及应用实例虚拟测试仪器技术原理、组成及应用实例武汉理工大学机电工程学院武汉理工大学机电工程学院Wuhan University of Technology测试技术基础测试技术基础第九章第九章 现代测试技术现代测试技术 谢 谢！