了得網工業技術_現代虛擬儀器測量技術

內容簡介

本書主要從項目開發的視角介紹了基於LabVIEW虛擬儀器的測控繫統的構建和編程，從硬件平臺到本書主要從項目開發的視角介紹了基於LabVIEW虛擬儀器的測控繫統的構建和編程，從硬件平臺到LabVIEW編程形成了完整的內容鏈條，目的是使讀者能獨立、快速地開發自己的測控繫統。全書包含9個模塊，模塊一和模塊二介紹虛擬儀器和數據采集基礎；模塊三和模塊四介紹虛擬儀器的通用硬件平臺；模塊五介紹LabVIEW基礎；模塊六至模塊九介紹各類現代測量技術的項目開發和實踐，提供的項目實例由能力目標、知識目標、項目特點與分析和項目實施等部分組成，並有詳細的操作步驟。

模塊一虛擬儀器概述
1.1虛擬儀器的概念
1.2虛擬儀器的繫統構成
1.2.1虛擬儀器繫統總體結構
1.2.2通用儀器硬件平臺
1.2.3虛擬儀器軟件結構
1.3虛擬儀器軟件開發平臺
1.3.1常用的虛擬儀器軟件開發平臺
1.3.2LabVIEW簡介
模塊二數據采集基礎
2.1輸入信號類型
2.1.1數字信號和模擬信號
2.1.2接地信號和浮動信號
2.2數據采集的過程模塊一虛擬儀器概述

1.1虛擬儀器的概念

1.2虛擬儀器的繫統構成

1.2.1虛擬儀器繫統總體結構

1.2.2通用儀器硬件平臺

1.2.3虛擬儀器軟件結構

1.3虛擬儀器軟件開發平臺

1.3.1常用的虛擬儀器軟件開發平臺

1.3.2LabVIEW簡介

模塊二數據采集基礎

2.1輸入信號類型

2.1.1數字信號和模擬信號

2.1.2接地信號和浮動信號

2.2數據采集的過程

2.3采樣頻率與信號頻率

模塊三數據采集設備

3.1數據采集設備的主要功能

3.2數據采集設備常見I／O信號描述

3.3數據采集設備的分類

3.4數據采集設備的技術指標

3.5數據采集設備的選擇

3.6數據采集設備的配置與測試

3.6.1安裝DAQ設備驅動程序

3.6.2DAQ設備配置與測試工具：MAX

3.6.3創建NI—DAQmx仿真設備

3.6.4在MAX中配置和測試DAQ設備

3.7測量信號時的連線

3.7.1測量信號的三類連線方式

3.7.2測量接地信號時的連接

3.7.3測量浮動信號時的連接

模塊四數據采集中的信號調理

4.1信號調理的類型

4.1.1放大

4.1.2隔離

4.1.3濾波

4.1.4傳感器激勵

4.1.5線性線

4.1.6數字信號處理

4.2常用的信號調理設備形式

4.3信號調理器與數據采集設備的通信

4.4信號調理設備安裝與設置

模塊五LabVIEW基礎

5.1啟動LabVIEW

5.2LabVIEW程序的基本構成

5.2.1前面板和程序框圖

5.2.2子VI、圖標和連接器

5.3LabVIEW的選板

5.3.1工具選板

5.3.2控件選板

5.3.3函數選板

5.4示例演示

5.4.1NI範例查找器

5.4.2溫度繫統示例

5.4.3頻率響應示例

5.4.4更多完美示例

5.5使用LabVIEW在線幫助繫統

5.6溫度監視器練習

5.6.1創建一個溫度計

5.6.2創建溫度計子VI

5.6.3溫度監視器

模塊六測量模擬輸入信號

項目一快速模擬數據單點采集

項目特點與分析

項目實施

項目拓展

項目二硬件定時多通道模擬信號N采集

項目特點與分析

項目實施

方案一：使用NI—DAQmx API編程實現

方案一拓展：波形圖顯示控件

方案二：在MAX中創建NI—DAQmx任務編程實現

方案二拓展：通過DAQmx任務常量快捷生成配置和範例

方案三：利用DAQ助手生成NI—DAQmx代碼編程實現

項目三硬件定時多通道模擬信號連續采集

項目特點與分析

項目實施

方案一：使用NI—DAQmx API編程實現

方案一拓展：確定合理的緩衝區讀寫速度

方案二：在MAX中創建NI—DAQmx任務編程實現

方案二拓展：通過DAQmx任務常量快捷生成代碼

方案三：利用DAQ助手生成NI—DAQmx代碼編程實現

項目四多通道模擬信號連續采集數據存儲與讀取

項目特點與分析

項目實施

方案一：以文本文件格式存取數據

方案一拓展：提高文本文件的可讀性

方案二：以二進制文件格式存取數據

方案三：以數據記錄文件格式存取數據

方案四：以波形文件格式存取數據

方案五：以TDMS二進制測量文件格式存取數據

項目五信號觸發的模擬信號采集

項目特點與分析

子項目1：數字邊沿觸發的多通道模擬信號N采集

子項目2：模擬邊沿觸發的多通道模擬信號N采集

子項目3：模擬窗觸發的多通道模擬信號N采集

模塊七產生模擬輸出信號

項目一輸出多通道直流電壓信號

項目特點與分析

項目實施

項目二輸出一段模擬波形數據

項目特點與分析

項目實施

項目三連續輸出模擬波形數據

項目特點與分析

項目實施

模塊八使用數字I／O

項目一讀取DAQ設備N位數字線

項目特點與分析

項目實施

方案一：使用DAQ助手快捷VI編程讀取

方案二：使用DAQmx API編程讀取

項目二從多位數字線讀取N采樣

項目特點與分析

項目實施

項目三連續讀取多位數字線

項目特點與分析

項目實施

項目四輸出N位數字線

項目特點與分析

項目實施

方案一：使用DAQ助手快捷VI編程輸出

方案二：使用DAQmx API編程輸出

項目五從多位數字線輸出N采樣

項目特點與分析

項目實施

項目六連續輸出多位數字線

項目特點與分析

項目實施

模塊九使用計數器

項目一數字脈衝計數

項目特點與分析

項目實施

方案一：使用DAQ助手快捷VI編程實現

方案二：使用DAQmx API編程實現

項目二脈衝寬度測量

項目特點與分析

項目實施

項目三數字脈衝信號頻率測量

項目特點與分析

子項目1：低頻脈衝頻率測量

子項目2：高頻雙計數器頻率測量

子項目3：大範圍雙計數器頻率測量

項目四生成脈衝序列

項目特點與分析

項目實施

術語表

參考文獻

前言

前言
虛擬儀器在實際應用中表現出傳統儀器無法比擬的優勢，虛擬儀器技術是現代
測控技術的關鍵組成部分。虛擬儀器由計算機和數據采集設備等硬件與專用軟件構成，實現了工業測量與控制和計算機的完美結合，既有傳統儀器的特征，又有一般儀器不具備的特殊功能，在現代測控領域有著廣闊的應用前景。
作為測試工程領域的強有力工具，近年來，虛擬儀器軟件LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺）得到了業界的普遍認可，並在測控領域得到了廣泛應用，它是美國National Instruments公司為虛擬儀器設計的圖形化軟件開發環境，作為業界秀的虛擬儀器軟件開發平臺，具有簡單直觀、易於理解和開發效率高等特點。
本書定位為虛擬儀器課程的入門教材及教學參考書，在內容編寫上具有以下特色。前言

虛擬儀器在實際應用中表現出傳統儀器無法比擬的優勢，虛擬儀器技術是現代

測控技術的關鍵組成部分。虛擬儀器由計算機和數據采集設備等硬件與專用軟件構成，實現了工業測量與控制和計算機的完美結合，既有傳統儀器的特征，又有一般儀器不具備的特殊功能，在現代測控領域有著廣闊的應用前景。

作為測試工程領域的強有力工具，近年來，虛擬儀器軟件LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺）得到了業界的普遍認可，並在測控領域得到了廣泛應用，它是美國National Instruments公司為虛擬儀器設計的圖形化軟件開發環境，作為業界秀的虛擬儀器軟件開發平臺，具有簡單直觀、易於理解和開發效率高等特點。

本書定位為虛擬儀器課程的入門教材及教學參考書，在內容編寫上具有以下特色。

1. 本書主要從項目開發的視角介紹了基於LabVIEW虛擬儀器的測控繫統的構建和編程，從硬件平臺到LabVIEW編程形成了完整的內容鏈條，目的是使讀者能獨立、快速地開發自己的測控繫統。

2. 遵循當下大力倡導的項目教學法，以項目為單位進行內容編寫。

3. 理論知識的介紹以滿足項目實踐需求為目的，充分貫徹了教、學、做一體化的教學模式。

4. 書中提供的項目實例均由能力目標、知識目標、項目特點與分析和項目實施等部分組成，並有詳細的操作步驟。書中項目都具有實際參考價值，讀者可以直接使用或者稍加修改後用於自己的設計中。

考慮到LabVIEW各版本向下兼容而不向上兼容，且各版本編程環境及用法基本相同，本書選用了LabVIEW 85中文版作為設計平臺，LabVIEW 85以上版本均能運行本書程序。

本書內容豐富，有較強的實用性和參考價值，可供測控儀器、計算機應用、電子信息、機電一體化、自動化等專業的大學生、研究生以及虛擬儀器研發的工程技術人員學習和參考。

由於編者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請廣大讀者批評指正。

編者

2015年6月

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