电动机性能虚拟仪器测试系统的设计与实现
摘要：将现代虚拟仪器技术应用于电动机性能并测试领域，可充分发挥虚拟仪器技术开发效率高、灵活性和兼容性强以及可重用度高的特点。设计并实现了多路并行电动机的在线测试系统；使用PID控制算法控制定标参量，通过TCP／IP协议实现了测试数据的远程共享和用户对测试系统的远程操控。关键词：虚拟仪器电动机测试PID TCP／IP
随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助测试(CAT)系统在电机行业得到了普及[1]。现代虚拟仪器技术引入电动机测试领域后，通过虚拟仪器应用软件将计算机与标准化虚拟仪器硬件结合起来，实现了传统仪器功能的软件化与模块化，从而达到了自动测试与分析的目的[2]，大大缩短了系统开发周期，降低了系统开发成本。
本文设计的电动机性能虚拟仪器测试系统采用Na—tional Instruments公司的LabVIEW和LabVIEW RT虚拟仪器软件平台以及与其配套的PCI、SCXI和compactFieldPoint(cFP)虚拟仪器硬件来完成。该系统实现了多路电动工具性能的并行测试；可自动完成电动工具负载控制以及对扭矩、转速、功率及机体温度的实时监控；并且通过TCP／IP协议实现了测试数据的远程共享和用户对测试系统的远程操控。
1 系统组成及工作原理
1．1 系统组成
电动机性能虚拟仪器测试系统主要由主控机、实时监控模块、测功机以及待测电机四部分组成，如图1所示。
主控机为一台工作站，用于提供图形化用户界面，完成对系统软硬件的配置和设置，并实时更新各指标参量对时间的波形显示和经曲线拟合后的电动机特性曲线，最后完成测试数据的记录工作。与此同时，主控机还通过嵌入式PCI数据采集卡完成对非控制参量(如输入电压和工作电流)的测量工作。
实时监控模块由两套cFP分布式I／O系统组成，通过TCP／IP协议与主控机通信，从主控机获得控制命令控制测功机，并将从测功机采集来的数据交由主控机处理。其中，模块A用于完成实时自动加载和控制指标参量的测量，并提供过载保护、紧急停车以及非法停机后的系统重建等应急措施；模块B用于对待测电机体表温度进行实时监测。
测功机有磁滞和磁粉两类，用于为待测电机提供负载，并由其内部的传感设备将待测电机在该负载下的扭矩、转速以及输出功率等待测指标参量转换为cFP实时监控模块A可以接收的电压信号。
1．2 工作原理
电动机性能虚拟仪器测试系统可在两种工作模式下运行：自动工作模式和手动工作模式。主要测试项目有：输入电压、输入电流、输入功率、扭矩、转速、输出功率、机体表面温度、机体内部温度等。
自动工作模式下，主控机首先等待用户完成软硬件的设置和配置，然后提请用户选择负载测试或定参数测试。负载测试下，用户需要设置负载曲线、负载时间、循环时间以及测试时间等测试参数；定参数测试下，用户可以选择指定扭矩、转速或者功率，并设置相应的定标参数、控制参数以及测试时间。完成以上步骤以后，就可以启动测试程序，测试系统即按照用户制定的负载自动加载，同时完成对待测电机的性能测试；或者通过一定的控制算法保持定标参数的稳定，并对该状态下的待测电机进行自动测试。系统运行的同时，用户可以在实时监测图表中观察各指标参量对时间的波形显示和经过曲线拟合后得到的电动机特性曲线，并可将感兴趣的图表导出存盘。当测试时间到时，系统自动终止测试。
手动工作模式下，系统工作原理与自动工作模式基本类似，只是系统不进行循环测试，而是提供一种交互式的测试环境；完成指定的测试项目后，等待用户的进一步操作。
2 硬件结构
电动机性能虚拟仪器测试系统硬件组成框图如图2所示。
2．1 主控机
主控机选用一台工作站，内嵌了一块PCI-6052多功能数据采集卡和一块PCI-4070高精度柔性数字万用表卡。PCI-6052多功能数据采集卡前置了两块SCXI—1120信号调理卡和配套的SCXI-1327衰减终端，用于采集
虚拟仪器实验报告四 专业年级电信081姓名李冬祥学号08808003成绩 一、实验目的：LabVIEW中字符串、数组、簇和矩阵 二、实验内容：LabVIEW基础学习 三、实验步骤：启动LabVIEW，创建VI程序，在前面板（用户界面）和后面板（程序框图）中进行试验。 三、实验结果： 练习1：组合字符串 练习2：字符串子集和数值的提取 练习3：Build Text Express VI
练习4：用循环创建数组 练习5：创建二维数组
练习6：多图区图形 练习7：使用创建数组功能函数 练习8：多态化练习
练习9：簇排序 练习10：簇 四、实验总结： 通过本次实验通作业了解Labview中的字符串、数组、簇和矩阵的用法掌握字符串及其函数在编程中的应用、列表和表格中创建字符串、利用字符串的功能函数组合新的字符串，同时掌握了字符串格式的编辑和Build Text Express VI的建
立与配置。掌握数组的建立和初始化，以及数组之间的基本算术运算。掌握簇的创建及簇操作函数的应用及使用簇与子VI传递数据。 五、实验作业： 1、为第3章的习题2连续温度采集监测添加报警信息，如下图所示，当报警发生时输出报警信息，例如“温度超限！当前温度78.23℃”，正常情况下输出空字符串。 思路：用第三章的 部分程序就可以 实现。 2、对字符串进行加密，规则是每个字母后移5位，例如A变为F，b变为g，x 变为c，y变为d… 思路：按照字母表实现这一加密功能，程序如下图：
3、产生一个3×3的整数随机数数组，随机数在0到100之间，找出数组的鞍点，即该位置上的元素在该行上最大，在该列上最小，也可能没有鞍点。如下图。 思路：按要求产生一个3×3的整数随机数数组，随机数在0到100之间，找出数组的鞍点，即该位置上的元素在该行上最大，在该列上最小，也可能没有鞍点。 4、利用簇模拟汽车控制，如右图所示，控制面板可以对显示面板中的参量进行控制。油门控制转速，转速＝油门*100，档位控制时速,时速＝档位*40，油量随VI运行时间减少。 思路：利用簇模拟汽车控制，如右图所示，控制面板可以对显示面板中的参量进行控制。油门控制转速，转速＝油门*100，档位控制时速,时速＝档位*40，油量随VI运行时间减少。
1、Build a VI that generate a random number between zero and ten,and then divides it by an input number and diaplays the result on the front panel.If the input number is zero,the VI lights an LED to flag a “divide by zero”error 2、3-1，P43 3、Try create a VI to compute n！ 4、求500个随机数中的最大值和最小值。 5、3-3，P44 6、3-4，P46 7、3-5，P49 If implement this equation using regular G arithmetic functions,the block diagram looks like the one in the following illustration.Please imolement the same equation using a Formula Node,and add event to control when the VI executes.
8、设计一个简单信号源，能选择正弦波、三角波和方波并用Waveform Graphe显示。 9、4-1，P68 10、4-5，P72 11、（1）显示一个二维数组的行数和列数（2）查找一个二维数组中最大值,以及最大值在数组中的位置。
12、5-2，P89 13、6-1，P100 14、6-3，P103 15、7-4，P120 16、7-5，P121 17、双边傅里叶
成都理工大学工程技术学院 虚拟仪器技术实验报告 专业: 学号: 姓名: 2015年11月30日
1 正弦信号的发生及频率、相位的测量实验内容： ●设计一个双路正弦波发生器，其相位差可调。 ●设计一个频率计 ●设计一个相位计 分两种情况测量频率和相位： ●不经过数据采集的仿真 ●经过数据采集〔数据采集卡为PCI9112〕 频率和相位的测量至少有两种方法 ●FFT及其他信号处理方法 ●直接方法 实验过程： 1、正弦波发生器，相位差可调 双路正弦波发生器设计程序：
相位差的设计方法：可以令正弦2的相位为0，正弦1的相位可调，这样调节正弦1的相位，即为两正弦波的相位差。 2设计频率计、相位计 方法一：直接读取 从调节旋钮处直接读取数值，再显示出来。 方法二：直接测量 使用单频测量模块进行频率、相位的测量。方法为将模块直接接到输出信号的端子，即可读取测量值。 方法三：利用FFT进行频率和相位的测量 在频率谱和相位谱上可以直接读取正弦信号的主频和相位。 也可通过FFT求得两正弦波的相位差。即对信号进行频谱分析，获得信号的想频特性，两信号的相位差即主频率处的相位差值，所以这一方法是针对单一频率信号的相位差。 前面板如下：
程序框图： 2幅频特性的扫频测量 一、实验目的 1、掌握BT3 D扫频仪的使用方法。 2、学会用扫频法测量放大电路的幅频特性、增益及带宽。 二、工作原理 放大电路的幅频特性，一般在中频段Ｋ中最大，而且基本上不随频率而变化。在中频段以外随着频率的升高或降低，放大倍数都将随之下降。一般规定放大电路的频率响应指标为3dB，即放大倍数下降到中频放大倍数的70.7%，相应的频率分别叫作下限频率和上限频率。上下限频率之间的频率范围称为放大电路的通频带，它是表征放大电路频率特性的主要指标之一。如果放大电路的性能很差，在放大电路工作频带内的放大倍数变化很大，则会产生严重的频率失真，相应的
西华大学实验报告 实验课程名称：虚拟仪器 开课学院及实验室：机械工程与自动化学院 2005年 4 月16 日 1 实验目的 （1）学习用声卡作为数据采集装置的LabVIEW 编程方法； （2）从设计中深入理解虚拟仪器的组成，理解数据采集、数据分析的重要性，用LabVIEW 实现测试系统的优点； （3）实验的应用：目前的测试教学实验中常常要用到A/D 采集卡，而A/D 采集卡价格不菲，以实验室有限的经费，不能较多地购置以供同学们实验使用。进而考虑计算机中的声卡本身就是一个A/D 、D/A 的转化装置，而且造价低廉，性能稳定，在教学实验中完全可以满足实验的需求，可以进一步开发研制了一个广泛应用的测试教学实验系统。 2 实验设备、仪器 计算机、声卡、LabVIEW 软件 3 设计一个基于声卡的频谱分析仪，数据 4 实验原理 4.1声卡的基本常识 声卡是现在计算机中非常常见的一个组件，是多媒体的标准配置。 目前市场上的一般声卡按照其位数可以分成8位和16位： 8位：8位声卡把音频信号的大小（音量）分成256个等级（0～255）。 16位：16位声卡把音频信号的大小分成为65536个等级（0～65535）。 在LabVIEW 软件中，对于声卡的声道可以分为mono 8-bit （单声道8位）、mono 16-bit （单声道
16位）、stereo 8-bit（立体声8位）、stereo 16-bit（立体声16位）。其中，16位声道比8位声道采样的信号质量好，立体声(stereo)比单声道(mono)采样信号好，采样的波形稳定，而且干扰小。另外，用单声道采样，左右声道信号都相同，而且每个声道的幅值只有原来幅值的1/2；用立体声采样，左右声道信号互不干扰，可以采两路不同的信号，而且采样的信号幅值与原幅值相同。 声卡的采样频率（rate）有4种选择，即8000Hz、11025 Hz、22050 Hz、44100 Hz，采样频率不同，采到波形的质量也不同，应该根据具体情况而采用合适的频率。 4.2 LabVIEW中有关声卡的函数简介 LabVIEW中提供了一系列使用Windows底层函数编写的与声卡有关的函数。这些函数集中在下图所示的Sound VI下。 图 Sound VI Sound Input函数简介
实验二、程序结构的使用 一、实验目的 掌握条件结构、循环结构、移位寄存器、顺序结构的使用； 二、实验内容 设计使用循环结构、条件结构、顺序结构控制程序运行的虚拟仪器。具体内容如下：1．求一个数的平方根，当该数大于等于0时，输出开方结果；当该数小于0时，用弹出式对话框报告错误，同时输出错误代码-99999。 2．产生100个随机数并求其最小值和平均值。 3．用随机数（0-1）连续产生0~1的随机数,计算这些随机数平均值达到所用时间。 三、实验步骤 1．求一个数的平方根 启动LabVIEW，打开一个空白的VI。 在前面板窗口适当位置放置一个数值型控制件和一个数值型显示件，并把它们的标签分别修改为“x”和“sqrt(x)”。用编辑文本工具在适当位置，用适当的字体、字号填写实验名称、班级和姓名，图所示前面板供参考。 在框图程序窗口中，从函数模板上找到“大于等于”、“单按钮对话框”，“平方根”和“条件结构”并放置到适当位置，设计框图程序如图所示。 用“姓名实验2-1”为文件名保存你所做工作，如：李红实验。输入x值，运行程序并记录程序运行结果。 图虚拟仪器1的前面板
图虚拟仪器1的框图程序 2．产生100个随机数并求其最小值和平均值 启动LabVIEW，打开一个空白的VI。 在前面板窗口适当位置放置两个数值型显示件，并把它们的标签分别修改为平均值和最小值。用自由“编辑文本”工具在适当位置，用适当的字体、字号填写实验名称、班级和姓名，图所示前面板供参考。 在框图程序窗口中从函数模板上找到“For 循环”并放置到适当位置，为记数端口连接一个32位整型数100；创建两个移位寄存器分别用来从一次循环向下一次循环传递当前最小值和当前随机数累加值；初始化移位寄存器即为移位寄存器左侧端口赋值，设置当前最小值移位寄存器初值为1，当前随机数累加值移位寄存器初值为0，所对应的程序框图如图所示。创建移位寄存器的方法是在循环的左边框或右边框上弹出快捷菜单，然后选择“添加移位寄存器”。 在框图程序窗口中从函数模板上找到“最大值与最小值”、“除”、“加”、“随机数(0~1)函数”，设计框图程序如图所示。
现代仪器设计LabVIEW实验报告 实验内容： 1.熟悉LabView软件操作方法 2.了解LabView的一般编程方法 3.虚拟信号发生器制作
1.熟悉LabView软件操作方法 虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器。虚拟仪器主要是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器的研究中涉及的基理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。 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。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程基本上不写程序代码，取而代之的是流程图。 前面板的设计需用控制模板。控制模板（Control Palette）用来给前面板设置各种所需的输出显示对象和输入控制对象。每个图标代表一类子模板。可以在前面板的空白处，点击鼠标右键，以弹出控制模板。 程序框图的设计需用功能模板。功能模板(Functions Palette)是创建流程图程序的工具，只有打开了流程图程序窗口，才能出现功能模板。功能模板该模板上的每一个顶层图标都表示一个子模板。可以点击“窗口”—“显示程序框图”打开，也可以在流程图程序窗口的空白处点击鼠标右键以弹出功能模板。
流程图上的每一个对象都带有自己的连线端子，连线将构成对象之间的数据通道。不是几何意义上的连线，因此并非任意两个端子间都可连线，连线类似于普通程序中的赋值。数据单向流动，从源端口向一个或多个目的端口流动。不同 的线型代表不同的数据类型。下面是一些常用数据类型所对应的线型和颜色：
LabVIEW 程序设计步骤 下面通过一个设计实例来详细介绍虚拟仪器软件LabVIEW 的程序设计步骤。 设计目标：假设有一台仪器，需要调整其输入电压，当调整电压超过某一设定电压值时，需通过指示灯颜色变化发出警告。 1 建立新VI 启动LabVIEW 程序，单击VI 按钮，建立一个新VI 程序。 这时将同时打开LabVIEW 的前面板和后面板（框图程序面板）。在前面板中显示控件选板，在后面板中显示函数选板。在两个面板中都显示工具选板。 如果选板没有被显示出来，可以通过菜单查看（View ）/工具选板（Tools Palette ）来显示工具选板，通过查看（View ）/控件选板（Controls Palette ）显示控件选板，通过查看（View ）/函数选板（Functions Palette ）显示函数选板。 也可以在前面板的空白处，单击鼠标右键，以弹出控件选板。 2 前面板设计 输入控制和输出显示可以从控件选板的各个子选板中选取。 本例中，程序前面板中应有1个调压旋钮，1个仪表，1个指示灯，1个关闭按钮共4个控件。 1）往前面板添加1个旋钮控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ） → 数值（Numeric ） → 旋钮（Knob ），如图2-14所示，标签改为“调压旋钮”； 2）往前面板添加1个仪表控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ） → 数值（Numeric ） → 仪表（Meter ），如图2-14所示，标签改为“电压表”。 3）往前面板添加1个指示灯控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ）→ 布尔（Boolean ） → 圆形指示灯（Round LED ），如图2-15所示，将标签改为“上限灯”。 4）往前面板添加1个停止按钮控件：控件（Controls ）→ 新式（Modern ）→ 布尔 图2-15 添加指示灯、按钮控件 图2-14 添加旋钮、仪表控件
虚拟仪器试卷（满分100分） 一、填空题。（本题共10小题，15个填空，每空1分，共15分。） 1、一个完整的VI包括三个部分：( )。 2、LabVIEW有四种类型的节点：（）、（）、结构和代码接口。 3、因为For循环的常用来处理数组，所以数据出口的自动索引默认为（）。 4、而While循环的数据出口的自动索引默认为（）。 5、使用两个For循环，把其中一个嵌套在另一个中可以生成一个二维数组。外层的For循环产生（）元素，而内层的For循环产生（）。 6、利用（）可以方便地从复杂的待测信号中分离出某一特定频率的信号。采样间隔是指（）。 7、虚拟仪器最核心的思想是（），从而降低系统成本，增强系统功能与灵活性。8、如果没有现成的数据采集卡，我们也可以利用LabVIEW中的 （）功能实现数据采集。 9、Sequence结构有（）两种方式。 10、框图程序是由（）、（）和（）组成的可执行代码。 二、单项选择题。（本题共5小题，每个小题有四个选项，从中选出正确的选项，每小题2分，共10分。） 1、当一个函数的error in带有错误信息时，下列哪种说法是正确的。（） A、该函数会对错误信息进行处理 B、该函数不会作任何操作，而是直接将错误信息传递给error out，且不会将自身函数发生的错误加进去。 C、该函数将会发出错误信息警告，且使程序终止运行。 D、该函数会直接将错误信息传递给error out。且会将自身函数发生的错误也一并加进去。 2、下列哪种说法是错误的？（） A、虚拟仪器采用的是面向对象和可视化编程技术。 B、在程序运行的过程中波形的可见性是不可以改变的。 C、在LabVIEW中，VI程序的运行是数据流驱动的。 D、在创建子程序时，可以使用连线工具给前面板的控制器和指示器分配端口。 3、下列说法中哪种说法是正确的？（） A、While循环只有在条件端口接收到的值为True时才停止循环 B、While循环不满足条件，1次也不执行 C、For循环当N<1时，1次都不执行 D、For循环可以嵌套，而While循环不可以嵌套 4、当数据采集卡组态成DIFF模式时，将使用差分连接方式，使用这种连接方式下列哪种说法是错误的？（） A、可以减少尖峰噪声 B、增加噪声抑制 C、增大了尖峰噪声 D、增加共模信号抑制 5、下列哪种总线产品对PCI总线产品完全兼容。（） A、PXI总 线 B、GPIB 总线 C、VXI总 线 D、 RS-232串口总线 三、简答题。（本题共三个小题，每个小题5分，共15分。）
虚拟仪器实验报告 姓名：肖阿德班级：测控0801 学号：118 时间：地点：电气院楼305 实验一VI程序的创建、编辑和调试 1.熟悉LabVIEW环境。 新建一个VI，进行如下练习： ?任意放置几个控件在前面板，改变它们的位置、名称、大小、颜色等等。 ?在VI前面板和后面板之间进行切换 ?并排排列前面板和后面板窗口 2.创建一个VI。 发生一个值为0.0～1.0的随机数a，放大10倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求：①编程实现；②单步调试程序；③应用探针观察各数据流。 3.创建和调用子VI。 创建一个子VI，子VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。 编一个VI调用上述子VI。 4.编写一个VI求三个数的平均值。 要求： ?对三个输入控件等间隔并右对齐。 ?添加注释。 ?分别用普通方式和高亮方式运行程序，体会数据流向。 ?单步执行一遍。 5.实验个人总结： 前面板中控件的颜色、大小、名称等都可以在控件的属性中设置； 其中颜色可以使用工具选版的”设置颜色”来设置，并且比在属性中设置更灵活、简便； 探针设置后配合单步调试能清楚的展示程序运行的具体过程，便于明白程序和差错； 创建子VI时，图标的选择最好有针对性和个性，如可以自行绘制图标，便于在调用图标时快速了解子VI的功能作用；
虚拟仪器实验报告 姓名：肖阿德班级：测控0801 学号：118 时间：地点：电气院楼305 实验二数据操作 1、写一个VI判断两个数的大小，如右图所示：当A>B时，指示灯亮。 2. 写一个VI获取当前系统时间，并将其转换为字符串和浮点数。这在实际编程中会经常遇到。 3. 写一个温度监测器，如右图所示，当温度超过报警上限，而且开启报警时，报警灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。 4.给定任意x, 求如下表达式的值 5.实验个人总结： 在获取系统时间的VI中，通过对格式化日期/时间字符串中的格式字符串的设置可选择需要输出的日期/时间的格式 当一些控件要求的数据格式与当前的输入/输出数据格式不相符时，可通过相应的转换函数进行强制转换； 在输入一些数学表达式时，注意一些特定的数学符号在LabVIEW中的规定表示法；
成绩：《虚拟仪器设计》课程设计 题目：基于LabVIEW的音乐播放器设计 学院精密仪器与光电子工程学院 专业生物医学工程 年级2013级 班级一班 姓名凌伟 学号3013202225 2015年12月26日
目录 1设计目的 (3) 2实施方案 (3) 2.1总体规划 (3) 2.2软件结构设计 (4) 3实验结果 (9) 4总结 (13)
1设计目的 本课题的想法来源于大二第一学期的一门课，叫“面向对象程序设计”，主要内容是应用C++语言编写程序，那时候的期末课程设计我就做的音乐播放器，虽然花费了很多时间，但是最后自己的播放器能运行也是很满足的。于是这次的LabVIEW课程设计打算尝试用另一种编程方式做一个音乐播放器。 本音乐播放器能实现的一些基本功能：打开本地音乐文件、播放音乐、暂停、停止、进度条显示并拖动、音量控制、快进快退、显示当前播放曲目、显示音乐文件路径以及“爱心”流水灯、实时显示当前系统时间等。 另外还有一些功能没能实现，例如将多首歌曲添加到播放列表中，实现上一首、下一首切换；播放音乐时显示歌词；自动切换墙纸等，原因一方面是临近期末时间不够，另一方面是编程能力有限，而且对LabVIEW还比较陌生，不能自如地运用，希望以后有机会能加以改善。 2实施方案 2.1总体规划 该音乐播放器的功能都可以通过软件程序来实现，所以不需要设计硬件结构，只需要一台自带Windows Media Player和LabVIEW应用程序的PC机。在编程时先实现最基本的功能，如打开文件，调用Windows Media Player播放，并将路径和播放曲目显示在前面板上，之后再逐步添加控件实现暂停，停止，音量控制等功能，而流水灯，系统时间和用户指南按钮是在修饰前面板时临时想到的，于是最后就再加入了这些小功能。 主程序流程大致为：点击打开文件按钮→弹出文件对话框→选择音乐文件→显示文件路径和播放曲目→调用Windows Media Player播放歌曲，同时流水灯开始工作→暂停、播放、音量控制等→停止播放，同时流水灯停止工作，文件路径
实验报告 课程名称虚拟仪器技术分析与设计 专业测控技术与仪器 班级1301 学号20 姓名郭鹏 实验一 LabVIEW虚拟温度检测系统 一、实验目的 1．了解LabVIEW的编程环境。
2．掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序。 3．学习建立子程序的过程 二、实验内容 1.建立一个测量温度的VI。 a.实验步骤 1)选择File?New，打开一个新的前面板窗口。 2)从Controls?Numeric中选择Tank放到前面板中。 3)从“结构”里选择一个for循环，用一个随机数乘与100输出到温度计 b.实验结果 前面板图： 程序框图： 三、实验总结 1．总结VI基本编程的快捷操作。 答：显示程序框图或前面板ctrl+E 框图中，对象的移动：shift+鼠标选择移动；对象的复制：ctrl+鼠标选择移动； 对象的删除：鼠标选择，按<退格>；前面板与框图并排：ctrl+T 工具（Tools）模板：在前面板或框图中按住
虚拟仪器设计 一：填空题（３０分，３０个空）： 1.虚拟仪器的分类：按照构成虚拟仪器的接口总线不同，分为PCI总线接口虚拟仪器、串行总线虚拟仪器、并行接口虚拟仪器、USB总线接口虚拟仪器、GPIB 总线接口虚拟仪器、VXI总线接口虚拟仪器、PXI总线接口虚拟仪器和LXI总线接口虚拟仪器等。 2.虚拟仪器设计步骤和过程：①确定虚拟仪器的类型②选择合适的虚拟仪器软件开发平台③开发虚拟仪器应用软件④系统调试⑤编写系统开发文档 3.数据采集系统通常由传感器、信号调理设备、数据采集设备、计算机等组成。 4.A╱D转换器的主要参数：①分辨率②量化误差③精度④转换时间 5.模拟输入通道的组成：多路开关、放大器、采样╱保持电路以及A╱D转换器 6.多通道的采样方式：循环采样、同步采样和间隔采样。 7.总线的性能指标：①总线宽度②寻址能力③总线频率④数据传输速率⑤总线的定时协议⑥热插拔⑦即插即用⑧负载能力 8.GPIB总线的每个设备按三种基本工作方式进行：“听者”功能、“讲者”功能、“控者”功能 https://www.doczj.com/doc/d12514730.html,B特点：①支持多设备连接，减少了PC的I╱O接口数量②能够采用总线供电③第一次真正实现了即插即用，外部设备的安装变得十分简单④对一般外部设备有足够的带宽和连接距离⑤传输方式灵活，可以适应不同设备的需要 10.ＯＳＩ体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 １１.ＴＣＰ＼ＩＰ体系结构：应用层、传输层、网络互连层、网络接口层。 １２.网络化虚拟仪器系统的组网模式：客户机╱服务器（Ｃ╱Ｓ）、浏览器╱服务器（Ｂ╱Ｓ）、客户机╱服务器╱浏览器（Ｃ╱Ｂ╱Ｓ）。 １３.程序结构：①ｆｏｒ循环组成：循环框架、重复端口、计数端口等 ②ｗｈｉｌｅ循环组成：循环框架、重复端口及条件端口 ③选择结构：选择框架、选择端口、框图标识符及“递增╱递减”按钮 ④顺序结构：单框架顺序结构和多框架顺序结构。最基本的由顺序框架、框图标识符、“递增╱递减”按钮组成 ⑤事件结构⑥公式节点 14, 数组，簇，字符串，波形 二、名词概念解释（３０分，１０个，一个三分）： １.虚拟仪器：多种形式输是利用计算机显示器模拟传统仪器控制面板，以出检测结果，利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理，利用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。２.数据采集：指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成为数字量后，由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程，相应的系统成为数据采集系统。３.采样：通过对连续的模拟信号按一定的时间间隔，抽取相应的瞬时值，这个过程称为采样。 ４.量化：把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整倍数比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来代替该幅值。 ５.编码：把量化信号的电平用数字代码来表示，编码有多种形式，最常见的是
虚拟仪器实验报告一 一、实验目的： LabVIEW编程软件入门学习 二、实验内容： 1.利用局部变量写一个计数器，每当VI运行一次计数器就加一。当VI关闭后重新打开时，计数器清零。 2.写一个温度监测器，如图所示，当温度超过报警上限，而且开启报警时，报警灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。 3创建一个VI，比较两个数，如果一个数不大于另一个数，则点亮指示灯。
4产生一个值为0.0～100.0之间的随机数，然后除以一个在程序前面板中输入的数。当输入的数值为零时，前面板上放置的指示灯点亮，提示除法无效。 5.比较前面板中输入的三个数，并输出其中最大值。 6.在前面板输入一个三位整数，将其百位数值和个位数值对调后在前面板输出此新数。
7.输入一个自然数n ，求1~n 之间的所有自然数之和。 8.生成10～20之间随机数，并将每次生成的随机数组成的曲线显示在波形图表中。 10. 用LabVIEW 的基本运算函数编写以下算式的程序代码。 28572100768310225631563+?-+-÷+?25317813817.28.132++?-÷
11.利用华氏温度与摄氏温度的关系：华氏度＝9×摄氏度/5+32编写一个程序，求摄氏温度为32、0、-15时的华氏温度。 12.输入一个数，判断其能否同时被3和5整除。 13.从键盘输入一个大写字母，要求改用小写字母输出。 14.输入一个数，判断这个数是否在10~100之间。
15.输入一个数，若此数大于0，则输出1，若此数小于0，则输出-1，若此数等于0，则输出0。 16.设圆半径为r=1.5，圆柱高h=3，求圆周长，圆面积，圆球表面积，圆球体积，圆柱体积。 17.输入三角形的三边长，求三角形的面积。
实验一 实验要求： 一、熟悉LabVIEW环境 二、创建一个VI,发生一个值为0~1的随机数a，放大十倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求： 1、编程实现； 2、单步调试程序； 3、应用探针观察各数据流。 三、创建和调用子VI 1、创建一个字VI，子VI功能；输入3个参数后，求其和，再开方。 2、编一个VI调用子VI。 程序框图：
1、 2、子VI调用： 实验现象：
实验小结： 实验一主要熟悉了软件的使用，用了一些计算以及子VI的调用，为后面的实验打下基础。 实验二 实验要求： 一、在程序的前面板上创建一个数值型控件，为它输入一个数值；把这个数值乘以一个比例系数，再由该控件显示出来。 二、创建一个3行4列的数组，（1）求数组的最大于最小值；（2）求出创建数组的大小；（3）将数组转置；（4）将该2二维数组改为一个一维数组。 三、创建一个簇软件，成员为字符型姓名，数值型学号，布尔型注册。从该控件中提取簇成员注册，并显示在前面板上。 程序框图： 一、 二、
创建数组。三、 创建一个簇。实验现象：一、
二、 三、
实验三 实验要求： 一、产生100个0.0~100.0的随机数，求其最小值，最大值、平均值，并将数据在Graph 中显示。 An=An-1+1/n（An-An-1）An是前n个数据的平均值。 二、产生100个0.0~100.0的随机数序列，求其最小值、最大值、平均值，并将随机数序列和平均值序列显示在Chart波形图中，直到人为停止。 三、程序开始运行后，要求用户输入一个口令，口令正确时，滑键显示一个0~100的随机数，否则程序立即停止。 四、编写一个程序测试自己在前面板输入一下字符串用的时间：A virtual instrument is a program in the graphical programming luanguage. 程序框图： 一、
课 程 设 计 L a b v i e w 虚拟仪器课程设计 2013 年 7 月 13 日 设计题目 Labview 虚拟仪器课程设计 成绩 设计题目 学 号 专业班级 生物医学工程10-1班 学生姓名 指导教师 付静
合肥工业大学课程设计任务书 虚拟心电图仪的设计 课 程 设 计 主 要 内 容 了解虚拟仪器的概念，并通过基本习题掌握Labview 软件的使 用方法及虚拟仪器的设计流程， 在此基础上完成虚拟心电图仪的设计，实现心电信号的显示、保存、R-R 间期及心率等参数的计算。 指 导 教 师 评 语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签名： 20 年 月 日
一、虚拟心电图仪设计主要内容 心电图仪的前面板及框图程序的设计，要求实现心电信号的回放显示、保存、R-R间期及心率等参数的计算。 二、实验设备 装有Labview的PC一台 三、设计思路 1、心电图仪前面板的设计 (1) 考虑到设计的心电图仪能够实现对心电信号波形显示，以及回放显示功能，所以设置了两个Wave Graph 面板，一个用于实时显示，一个用于回放显示，如下图示： 实时显示面板： 回放显示面板： 注释：在设计的过程中考虑过将实时显示和回放显示放在一个Wave Graph 中，但是由于这种分开设计的方法更加简单明了，所以最终选择了这种设计. (2) 考虑到设计有要求能够显示R-R间期及心率等参数,还要有保存功能键,再结合实际需要,所以,最后的完整面板如下图示: (因为图太大,所以把整张图截成了两部分)
实验二十九虚拟仪器在物理实验中的应用 物理学院130061311 二下六组3号 2015.4.9 一．实验目的 1.了解虚拟仪器的概念 2.了解图形化编程语言LabVIEW，学习简单的LabVIEW编程 3.完成伏安法测电阻的虚拟仪器设计 二．仪器用具 计算机(含操作系统)，LabVIEW软件，数据采集卡，电阻箱(用作标准电阻)，导线，开关，待测电阻，二极管。 三．实验原理 虚拟仪器的硬件系统由PC机和数据采集卡(DAQ卡)组成.数据采集卡(DAQ卡)包括多路开关、放大器、采样/保持器、习D转换器以及其他有关电路组成.这些部分共同配合完成对信号数据的采集、放大以及模/数转换任务。 本实验中利用接口卡的一个通道为整个测量电路供电，利用两个输人通道分别测量总电压和标准电阻上的电压;利用测量得到的电压数值和标准电阻数值就可以得到电路中的电流以及待测电阻上的电压.在程序控制下，电路电压由OV开始逐渐增加到5V，电压每改变一次测量获得一组电压电流值，最后得到一个数组，经过线性拟合后就可以得到待测电阻值。 测量原理如图： 四．实验内容 1.初步熟悉LabVIEW 整个软件分为前面板和程序框图两部分。 前面板可以加入开关，旋钮各种控件和各种显示元件；在前面板添加的元件相应的子端
和图标会出现在程序框图上，可以在程序框图进实验编辑，另外，在程序框图内还有可控选择的大量函数模块以及各种实现程序的功能，例如循环，数字运算，比较，以及各种公式等。 2.创建一个模拟温度测量程序 前面板：开关（用于控制显示摄氏度/华氏度），温度计，温度值 程序框图：放入Demo V oltage Read 子程序，设计用开关切换摄氏/华氏度的逻辑程序，使温度计和温度值按需显示。 3.用虚拟仪器测量伏安特性 1）编写程序 前面板： 放入一个用于设置设备号的控制数、一个设定标准电阻值的控制数、一个用于设定测量间隔的控制数和一个显示测量电阻值的显示数。放人三个控制字符串，将名字分别改成“供电电压通道”、“测量总电压通道”、“测量电流通道”.分别用于设置输出输人的通道。 放上一个Express XY Graph，将名字改成“电阻的伏安曲线图”，并将纵坐标和横坐标分别改成“电压(V)”和“电流(A); 加人一个二维数组，把名字改成“数据”，用于显示测量的电压和电流。放人一个开关，用于控制程序进程. 程序框图： 设计一个循环程序，让程序不断改变电压，每次改变0.25V测20组电流电压数据，每次改变之后都使程序等待1s后测量，测量20组后循环停止，并画出电阻的伏安特性曲线图，计算出电阻R（斜率）。 2）连接口卡和外部电路 3）运行程序，记录结果，保存并退出 五．思考题 1.虚拟仪器与传统仪器有什么区别 传统仪器：数据显示形式单一，数据处理功能比较简单，不容易按需改装，不能共享数
LABVIEW回声探测器实验作业 安 徽 工 业 大 学 电气信息学院 自动化093
回声探测器 LabVIEW是由美国国家仪器公司创立的功能强大而又灵活的仪
器和分析软件应用开发工具。它是一种基于图形化的、用图标来代替文本行创建应用程序的计算机语言。在以PC为基础的测量和工控软件中，LabVIEW的市场普及率仅此次于C++/C语言。LabVIEW已经广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件，LabVIEW使用的编程语言是G语言。G语言用图表表示函数，用连线表示数据流向。这次编程所用的是较新版本的LabVIEW 8.5。 一.设计目的：该实验基于labview8.5虚拟平台，使用图形语言编程，由回声发生器子VI产生回声信号，通过回声探测器进行探测分析。本实例利用两个波形图来分别显示回声信号和回声探测信号，并对这两个信号进行比对分析。 本实验设计主要内容包括三个部分：回声产生部分，回声探测部分，和结果显示部分。 回声探测器实例的前面板如图1：
图1 1.程序框图主要功能模块介绍：如图2回声探测器实例的程序框图 主要有四个功能模块组成，分别为回声产生子Vi功能模块，回声探测功能模块，结果显示功能模块，While循环功能模块，下面对每个功能块实现的具体处理功能和任务进行详细介绍。 图2 1>.回声产生子VI功能模块 回声产生子VI功能模块用来产生回声信号，此子VI命名为 回声产生器.vi， 图3给出了回声 产生子VI功能图
回声信号 图3 该子Vi主要用来产生回声信号，可将该模块产生的信号输入相应的波形图和回声探测功能模块中。另外，该子VI可以通过改变输入控件的参数来产生不同的信号。 2>.回声探测功能模块 回声探测功能模块的功能是通过“快速希尔伯特变换”，“实部虚部至极坐标转换”和“自然对数”等一系列函数节点的运算，将回声产生子VI功能模块产生的回声信号信息特征探测出来，“快速希尔伯特变换”函数变换是在FFT函数进行傅立叶变换的基础上执行离散希尔伯特变换的。其调用路径是“函数——信号处理——变换——快速希尔伯特变换”。 “实部虚部至极坐标转换”函数是将一复数坐标的直角坐标形式转换成极坐标形式，本例利用该函数将两个直角坐标系的数组转换为极坐标形式，其调用路径是“函数——编程——数值——复数——实部虚部至极坐标转换”。 “自然对数”函数是计算输入数值的自然对数值，其调用路径是
` 标准计算器的设计 一、设计思想： .创建3个字符串显示控件num1，num2，num3，其中： 1、第一个输入数据存储在num1中 2、第二个输入数据存入num2中 3、将其赋给 num3，并使num2为空，以便输入的数据存入num2 4、所有的运算是在num1和 num3间进行 5、运算结果都赋给result，同时赋给num1，用于下一次的运算 .创建4个布尔开关按钮change，change1，change2，change3，其中： 1、Change的真假用来判断是第一个数据还是第二个数据 2、change1的功能是在输入=，运算完后，不需要初始化即可进行下一次运算 3、change2用来去掉数据小数末尾的0 4、change3用来保证backspace键仅对输入的数据有效，对运算结果无效 .创建2个数值显示控件type1，type2，并分别在其后面板的属性——数据类型——表示法中选择U8其中： 1、type1用来存储运算符号 2、type2用来保证连续“+、-、*、/”的正确性 3、所有的运算结果都赋给result 4、result经过去零处理后得到result1，将数据显示在前面板上。 二、实现过程 1、面板按键的设计及感应 首先，在前面板上建立一个簇 然后在簇中再建立布尔量，复制20个以满足键的需求（0--9十个数字键，一个小数点键，一个等号键，四则运算键，一个开方键，一个倒数键，一个反号键，一个清零键及一个退出键并注意按键的顺序）。 将按键给值并作适当的美化处理 文档Word `
在后面板过将簇中元素按产生的顺序组成一个一维数组，这样就实现了每个键 与数字(0--20)之间的对应。每次按下一个键时，通过查找出对应的键并把结果(对应的数字)连接到一个case结构，然后执行对应case结构中的程序，至此就完成了对一个键文档Word ` 的感应过程。
1．实验目的： 熟悉LabVIEW软件的基本编程环境。 2．实验内容： 创建一个VI程序，并将此程序保存为子VI。此VI要实现的功能是：当输入发动转速时，经过一定运算过程，输出发动机温度和汽车速度值。 3．实验步骤 （1）启动LabVIEW，创建一个VI。 （2）在前面板中放置一个温度计控件，并修改控件标签名为发动机温度和设置最大值为100。该控件从“控件—经典—经典数值”子选项板中获得。 （3）按同样的方法在前面板中放置一个仪表控件，并修改仪表控件的标签名为汽车速度，标尺刻度范围为0～150。 （4）按同样的方法在前面板中放置一个数值输入控件，并修改控件标签名为发动机转速。 （5）从“窗口”下拉菜单中选择“显示程序窗口”切换到程序框图窗口。 （6）在程序窗口中创建乘法函数，该函数中函数选项板中的“函数—编程—数值”子选项板中选择，并和发动机转速输入控件连线，为乘法函数创建一个常量，修改为图中所示值。 （7）按同样的方法创建加法函数、平方根函数和除法函数，并按图中所示修改常量值和连好线。 （8）切换至前面板，在发动机转速控件中输入数值，点击运行按钮，运行VI程序。 （9）修改图标为T/V以表示该子VI输出量为发动机温度和汽车速度，并保存为vi.vi。 前面板： 程序框图：
1．实验目的： 熟悉子VI的调用。 2．实验内容： 创建一个VI程序，并在编写程序过程中调用实验一中创建的子VI。此VI要实现的功能是：通过旋钮控件来控件输入的发动机转速值，中间调用实验一中创建的子VI作为计算过程，从子VI输出的值分别输出至不同的数值显示发动机的温度以及当前汽车速度，同时判断当汽车速度超过100时，系统将产生蜂鸣声，报警提示。 3．实验步骤： （1）启动LabVIEW，创建一个VI。 （2）在前面板中创建一个旋钮控件，修改标签名为发动机转速，设置数值范围为0～5000，从旋钮控件中调出一个数字显示控件来同步显示旋钮控件当前值。 （3）在前面板创建两个数值显示控件，并修改标签名为汽车速度和发动机温度。 （4）切换至程序框图窗口。 （5）在程序框图中创建一个大于或等于函数。 （6）在程序框图中调用实验一的子函数，从函数选板中的“函数—选择VI”选在实验一创建的子vi.vi。 （7）在程序框图中创建一个蜂鸣器函数，并按图示连线情况连线。 （8）切换至前面板，在发动机转速中输入数值，点击运行按钮运行。 前面板： 程序框图：
科目： 姓名：学号： 院系：类别：（学术、专业）
实验一Labview 计算器 一、实验目的 通过利用labview设计一个简易计算器熟练的掌握labview基本功能和基本操作方法。 二、实验要求 利用设计的计算器可以进行简单的四则运算、可以进行平方、开根号和倒数运算、计算器可以进行清零和关闭计算器操作、在输入数据时不慎将某个数字输错可以运用BackSpace清除该值等一些基本简单的运算。 三、实验原理和框图 1、前面板设计 前面板是LabVIEW的图形用户界面，在LabVIEW环境中可以对这些对象的外观和属性进行设计，LabVIEW提供了非常丰富的界面对象，可以方便地设计出生动、直观、操作方便的用户界面。本系统中前面板显示程序的输入和输出对象，即，控件和显示器。本程序中控件主要是按钮，显示器主要是文本显示。 在前面板设计过程中先在前面板整齐排列放置22个确定按钮，将这22按钮的标签隐藏，然后修改这22个确定按钮的名字分别为：0～9十个数字、小数点、正负号、加、减、乘、除、等号、倒数、根号、清零、退格和X的Y次方。 前面板还包括一个文本显示控件用于显示计算的结果和计算器的某些提示，通过改变显示控件的大小使之于计算器的大小相适应。计算器的前面板还有程序框图中while循环的停止按钮，当按钮按下时计算器停止工作退出到LabVIEW的编辑界面。 为了前面板的美观和防止按钮的移动，分别将前面板的各个按钮和文字进行组合和对前面板进行装饰，装饰采用修饰中的平面框。如下图所示：
2.后面板设计 程序框图对象包括接线端和节点，将各个对象连线连接便创建了程序框图，接线端的颜色和符号表明了相应输入控件或显示控件的数据类型。程序框图是程序的核心，程序要实现的功能都是通过程序框图反应出来的。本课程设计的程序框图主要运用了while循环、时间结构、条件结构和平铺顺序等结构。