没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
测控技术与仪器 范文——基于LabVIEW的实验平台设计.doc
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 140 浏览量
2023-07-04
22:14:08
上传
评论
收藏 3.89MB DOC 举报
温馨提示
试读
39页
测控技术与仪器 范文——基于LabVIEW的实验平台设计.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
基于 LabVIEW 的实验平台设计
摘 要
物理实验室是院校教学体系的重要组成部分,在培养学生科学素质、实验技能
和创新能力方面具有不可替代的作用。随着计算机技术的发展,传统仪器开始转向
计算机化。虚拟仪器技术是当今新计算机技术和新仪器技术相结合的产物,是现代
测试技术与系统的发展趋势。利用虚拟仪器技术进行物理实验,将有助于传统的实
验教学的改革,增强学生的创新能力,提高学生的综合素质。
本文探讨了虚拟仪器技术和 LabVIEW 的发展情况及其前景,介绍了当前实验室
使用虚拟仪器的情况。本课题将虚拟仪器技术引入应用物理实验室,使虚拟仪器技
术与传统实验相结合,分别对归一化频率仿真仪、虚拟仿真信号发生器、自相关函
数演示仪、钟摆运动模拟仿真仪进行研究开发,并进行实际的实验测试,得到与实
际情况相符的虚拟仪器。通过模块化设计的方法,将所有实验整合到实验平台上。
使用者可以通过实验平台方便地登陆,使用实验平台对各个实验进行调用。
推广虚拟仪器的应用,无论对加速发展我国自己的电子仪器工业,还是提高我
国的测试技术水平都是极其有益的。
关键词:LabVIEW 编程,虚拟仪器,综合实验台,实验教学
Experimental Platform Based on LabVIEW
ABSTRACT
With the development of computer traditional instrument has developed into
computerize instrument. Virtual Instrument is a perfect combination of modern
computer technology instrument technology and other new technology. Its strong
function is beyond the instrument itself. Physical lab is important component of teaching
system in colleges and universities and plays the key role in training the students"
scientific characters, experimental skills and creative capabilities. This project has
established the example to introduce the virtual instrument technique into traditional
practical physical lab. Using virtual instruments in the physical experiments will help to
reform traditional experimental teaching. The virtual physical lab can train the students"
ability to master the scientific and technological knowledge and experimental skill,
strengthen the students" creativity and eventually improve the students" comprehensive
quality. I use modular method and many papers to describe the whole building process,
analyze and solve issues which come forth during the design and realization process。As
the conclusion, I offer the theories, panels and diagrams of eight virtual instruments,
such as virtual sine wave generator, autocorrelation function demonstrator, phase
difference demonstrator based on phase method, virtual sine wave frequency spectrum
analytical instrument, and a example program which used in the practice.These virtual
instruments form the teaching test system。Which can be used in experimental courses,
for example, circuit theory, electronic technical basis, signal and system ,automation
control theory and soon.
Keywords: LabVIEW programme, comprehensive experimental platform,
experimental teaching
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
目前国内高等院校机械类专业普遍开设机械工程测试技术课程,该课程的主要
内容是机械工程领域常见的各种物理量的测试与分析方法。机械工程测试技术作为
一门具有丰富的实践性的课程,它的一个重要教学环节是实验课。工程测试实验教
学的目的不仅在于对理论教学的验证,更重要的是训练学生工程测试实际应用能力。
但是随着科学的进步和更高的教学要求,传统的测试实验方法已不能满足现在的教
学要求。使用传统仪器进行测试实验教学,主要存在以下问题:
1)仪器功能单一,传统测控设备一般只能独立完成一项具体的测控任务。
2)仪器功能是封闭的,学生难以了解其工作原理,影响对实验内容的理解。
3)学生只能按照教师事先设计好的实验方案被动的进行操作,没有体现出学
生在实验课中的主体地位。
在这种情况下,虚拟仪器技术被引入到测试实验教学中。无论是测量、测试、
计量或是工业过程控制和分析处理,还是更为广泛的测控领域,虚拟仪器都是理想
的高效率的解决方案。基于计算机的自动化实验室大大提高了研究人员的工作效率
并改进了学生的学习方式。与以往注重费时的采集数据的过程不同,现在,老师和
同学都可以集中精力分析结果并得出结论;学生们可以将大部分时间花在实验工作
的执行上,而非实验系统设备的搭建中。
虚拟仪器
传统仪器
软件使得开发与维护费用低
开发与维护费用高
关键是软件
关键是硬件
价格低,可重复用,可重配置性强
价格昂贵
用户定义仪器功能
厂商定义仪器功能
技术更新周期短(1 至 2 年)
技术更新周期长(5 至 10 年)
开放,灵活,与计算机同步发展
封闭、固定
与网络及外设互联方便
功能固定、互联有限
表 1-1 虚拟仪器与传统仪器的比较
图 1-1 虚拟仪器技术
虚拟仪器技术是当今新计算机技术和新仪器技术相结合的产物,是现代测试技
术与系统的发展趋势。虚拟仪器系统的设计和开发十分便利,在丰富的虚拟仪器软
硬件产品的支持下,尤其是在LabVIEW的支持下,组建一个测试系统正在变得越来
越容易。
1.2 国内外研究现状
上个世纪八十年代初,美国国家仪器公司(NATIONAL INSTRUMENTS,简称
NI)提出了“软件就是仪器”的口号,将日益普及的计算机技术与仪器仪表技术结
合起来,使用户在操作计算机时,如同在操作自己定义的仪器,方便灵活,不仅精
简了单个传统仪器的成本,更是提高了用户的工作效率。
现在,NI公司开发的软件平台已经成为了虚拟仪器软件技术事实上的标准。NI
公司的软件工具由测量驱动程序和仪器驱动软件、高阶测试与数据管理工具和应用
开发环境(如LabVIEW, LabWindows/CVI和Measurement Studio)三部分共同组成。
近年来,虚拟仪器因其强大的性能价格比优势得到了广泛的应用。虚拟仪器的
发展主要取决于三个重要因素:计算机的发展是动力,软件是主宰,高性能的A/D
采集卡及调理放大器与传感器是关键。随着微电子技术、计算机软硬件技术、通信
技术和网络技术的飞速发展,虚拟仪器技术日新月异。虚拟仪器虽然是新兴的仪器
仪表技术,但因为其区别于传统仪器的突出优点,并且由于在昂贵的精密高档仪器
方面国内主要依靠进口,因此虚拟仪器已经在国内各个领域得到了越来越广泛的应
用。
虚拟仪器在发达国家中设计、生产、使用已经十分普及。在美国,虚拟仪器系
统及其图形编程语言,已成为各大学理工科学生的一门必修课程。
清华大学利用虚拟仪器技术构建汽车发动机检测系统,成功用于汽车发动机出
厂前的自动检测。清华大学基于CompactPCI/PXI技术建设的实验室热工水利学测控
平台,研制成功了先进的热工测量技术和热工仿真技术,成功地完成了海水淡化等
重要课题研究。北京航空航天大学完成了航空发动机压气机管道声模态及非定长特
性测量的数据采集和分析课题。国防科技大学基于LabVIEW的分布式VXI仪器教学
实验系统的研制为VXI仪器广泛进入大学实验室创造了条件。重庆大学开发了虚拟
实时噪声倍频程分析仪,实现了对噪声总声压级、各种计权声压级及相应倍频程的
实时测量和分析。唐山大学基于CompactPCI/PXI研制的锅炉供热自动控制系统,成
功地应用在唐山市热力总公司项目上。天津大学研制的原油管道泄漏远程监测系统,
在胜利油田和华东石油管理局集输管线和长输管线得到应用。
虚拟仪器技术经过近二十年的发展,正沿着总线与驱动程序的标准化、软硬件
的模块化,以及编程平台的图形化和硬件模块的即插即用(Plug&Play)化等方向发展。
现在,虚拟仪器技术在发达国家的应用已非常普及,而我国基本上还处于传统测试
仪器与计算机互相分离的状态。因此,从引进国外先进的虚拟仪器技术和产品入手,
大力推广虚拟仪器的应用,无论对加速发展我国自己的电子仪器工业,,还是提高
我国的测试技术水平都是极其有益的。
1.3 本课题研究内容
本设计通过LabVIEW环境,使用虚拟仪器的思想设计一个有关电子类的教学实
验平台。通过这个平台可以利用虚拟仪器的虚拟仿真仪器进行实验。
第二章简要介绍了虚拟实验室的基础虚拟仪器。主要介绍了虚拟仪器的概念、
结构和特点,并且分析了虚拟仪器在高校教学中的应用的优势。
剩余38页未读,继续阅读
资源评论
oligaga
- 粉丝: 52
- 资源: 2万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功