虚拟仪器技术课件.pptVIP

第9章虚拟仪器技术;9.1虚拟仪器的基本知识;20多年前，美国国家仪器公司NI（NationalInstruments）提出了虚拟仪器（VI）概念，由此引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量，控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。从发展史看，电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器，;虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势，但它并不否定传统仪器的作用，它们相互交叉又相互补充，相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域，独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域，虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作，但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿手好戏，是传统的独立仪器难以胜任的。

;图9.1虚拟仪器组成;软件;

虚拟仪器是利用计算机显示器的显示功能模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析、处理，由I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。;虚拟仪器软件由两大部分构成。

1．应用程序:它包含两个方面的程序：

（1）实现虚拟面板功能的前面板软件程序。

（2）定义测试功能的流程图软件程序。

2．I/O接口仪器驱动程序:这类程序用来完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信。

开发虚拟仪器，必须有合适的软件工具。目前已有多种虚拟仪器的软件开发工具。

（1）文本式编程语言：如C、VisualC＋＋、VisualBasic、Labwindows/CVI等。

（2）图形化编程语言：如LabVIEW、HPVEE等。

这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器应用软件提供了最大限度的方便条件与良好的开发环境。本书要介绍的是LabVIEW图形化编程语言。;波形测量的三种方式：模拟、数字、虚拟;虚拟仪器方式;;;;;;9.1.3虚拟仪器的特点

虚拟仪器与传统仪器有着很大差别，传统仪器主要由硬件组成，需要操作者操作面板上的开关旋钮完成测量工作。其测试功能是由具体的电子电路来实现的。而在虚拟仪器中，其测试功能主要有软件完成，其操作面板变成了与实物控件对应的图标。所以，虚拟仪器具有以下特点：;1．虚拟仪器的面板是虚拟的

虚拟仪器面板上的各种“控件”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的，它的外形是与实物相像的“图标”。对虚拟仪器的操作只需用鼠标点击相应图标即可，设计虚拟面板的过程就是在前面板窗口中选取、摆放所需的图形控件的过程。所以，虚拟仪器具有良好的人机交互界面，使用LabVIEW图形化编程语言，可在短时间内轻松完成一个美观而又实用的“虚拟仪器前面板”的设计，使整个设计过程变得轻松而有趣。;9.1.4虚拟仪器的应用领域

1.应用于电子工程、机算机工程、机械工程、生物工程、物理系、化学工程等工程领域中的测试测量和自动化应用。

2.应用于实验室科学研究

3.可以非常灵活地为教学中的原理设计实验并进行直观的演示。

;期刊网检索情况统计

“虚拟仪器”;理工类;LabVIEW具有如下特点：

（1）图形化的编程方式，设计者无需写任何文本格式的代码，是真正的工程师的语言。

（2）提供了丰富的数据采集、分析及存储的库函数。

（3）既提供了传统的程序调试手段，如设置断点、单步运行，同时提供有独到的高亮执行工具，使程序动画式运行，利于设计者观察程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷。

（4）提供大量与外部代码或软件进行连接的机制，诸如DLLs(动态连接库)、DDE(共享库)、ActiveX等。

（5）强大的Internet功能，支持常用网络协议，方便网络、远程测控仪器的开发。;9.2.2LabVIEW编程环境

以LabVIEW7Express为例，介绍LabVIEW系统安装、基本组成、编程环境。

1．LabVIEW系统安装

将LabVIEW7Express光盘插入CD驱动器后，只需运行安装光盘中的Setup程序，按照屏幕提示，选择必要的安装选项即可完成。为了控制DAQ、VXI、GPIB等硬件设备，在LabVIEW系统安装完成后，还必须安装NI公司提供的仪器驱动程序。;图9.2LabVIEW7Express启动界面;3．窗口工具条

在前面板和框图程序窗口，设有编辑对象用的工具条，工具条各图标的功能如表9.2.1所示。;④停止按钮，终止程序运行。

⑤暂停按钮，暂停程序运行。

⑥指示灯按钮，点击该按钮