虚拟仪器2

测量仪器发展至今，大体可以分为四个阶段：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。

模拟仪器：这类仪器是以电磁感应基本定律为基础的指针仪器仪表。基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果，如指针式万用表、三级管电压表等。这类仪器在某些实验室仍能看到。

数字化仪器：这类仪器目前相当普及，如数字电压表、数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号测量，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量。

智能仪器：这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理功能。智能仪器的功能模块全部是以硬件和固化的软件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。

虚拟仪器：是现代计算机软、硬件技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器发展的一个重要方向。

虚拟仪器技术是美国国家仪器公司（National Instruments，NI）在1986年提出的一种构成仪器系统的新概念，其基本思想是：用计算机资源取代传统仪器中的输入、处理和输出等部分，实现仪器硬件核心部分的模块化和最小化；用计算机软件和仪器软面板实现仪器测量和控制功能。

所谓虚拟仪器，就是以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来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、分析和处理；利用I/O接口设备完成信号的采集、测量和调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。使用者利用鼠标或键盘操作虚拟面板，就如同使用一台专用测量仪器一样。因此，虚拟仪器的出现，使测量仪器和计算机的界限模糊了。

虚拟仪器的“虚拟”两字主要包含以下两方面的含义：

（1）虚拟仪器的面板是虚拟的。虚拟仪器面板上的各种“图标”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的。由各种开关、按钮、显示器等图标实现仪器电源的“通”、“断”，被测信号的“输入通道”、“放大倍数”等参数的设置，及测量结果的“数值显示”、“波形显示”等。

虚拟仪器实验报告二

专业年级 电信101班 姓名 学号 成绩

一、实验目的： Labview数据操作学习

二、实验内容：

1.了解并熟悉各种数据类型；

2.学会创建局部变量和全局变量及其调用的方法；

3.学会数据的各种运算。

三、实验步骤：启动Labview，创建VI,根据老师所给的实验指导，搭建程序， 在前面板或程序框图面板调试程序，体验程序的设计思想。

四、实验结果：

练习2-1：编一个VI判断两个数的大小，如右图所示：当A>B时，指示灯亮。

实验结果如下图所示：

练习2-2：编一个VI获取当前系统时间，并将其转换为字符串和浮点数。

实验结果如下图所示：

练习2-3：给定任意x, 求如下表达式的值

实验结果如下图所示：

五、实验总结：

这次实验的主要内容是Labview数据操作的学习，具体是学习数据类型，学会数据的基本运算，学会创建局部变量和全局变量并对其进行调用。此次实验也还较为简单，我们根据老师所给的实验指导，然后进行程序的搭建，最后调试成功，并体会编程的思想，达到举一反三、学以致用的目的。

总的来说，这次实验还是有好多收获的，我们不只学到的知识，而且还学到的遇到困难不退缩，迎难而上的学习精神。 六、实验作业：

作业2-1：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。

思路：用一个数值显示控件，创建其局部变量读取显示控件的值，局部变量进行加1操作，再送给数值显示控件。程序见作业2-1，结果如下图所示：

作业2-2：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。

思路：随机产生的温度，用数值输入控件输入一个报警上限，用随机产生的温度与输入的报警上限进行比较，再用比较产生的布尔量与开启报警的布尔量相与，送给超过上限的布尔显示控件，从而达到题目要求的效果。程序见作业2-2，结果如下图所示：

虚拟仪器实验二

1 石家庄铁道大学

实验报告

课程名称：Labview 班级：电1104 姓名：郭一鸣 学号：20112619

实验二：分支结构，顺序结构

练习1：设计一评分程序，输入不同的分数会得到不同的评论，分数小于60，“警告”指示灯会亮起来，同时显示字符串“你没有通过考试！”；分数在60～99之间，“通过”指示灯会亮起来，同时显示字符串“你考试通过了！”；分数为100，“恭喜”指示灯会亮起来，同时显示字符串“你是第一名！”；如果输入为0～100以外的数字，会有错误提示，同时显示字符串“错”。

虚拟仪器实验二

2

虚拟仪器实验二

3 练习2：用顺序结构实现数值匹配：输入1～100之间的任意1个整数，然后系统随机产生1～100之间的整数，直到和预先输入的整数一样，然后输出匹配的次数和匹配的时间。

练习3：设计一个VI，用移位寄存器对连续产生的随机数进行100次累加，用累加值除以循环次数100，求这些随机数的平均数。再用判断平均数是否在0.45～0.55范围内，如果在此范围内则点亮指示灯，并计算程序运行所耗的时间。提示：可以用„比较‟子模板中的„判定范围并强制转换‟函数判断数的范围

２００７．０７　

（接上一期）　点击此函数图标，将其拉到前面板上如图１１　所示。　

图１１　按快捷键“Ｃｔｒｌ＋Ｅ”将界面切换到后面板．可以　从后面板上看到已经自动生成一个图标“波形图”　如图１２所示。　

圈１２　在后面板上右击鼠标，将弹出“函数”模板．点　击下拉菜单（注意：图１３中共有两处鼠标箭头，左　下角鼠标箭头所指就是“函数”模板的下拉菜单符　号，因“函数”模板已被复盖在下面看不见）中的“信　号处理／波形生成／基本函数发生器”见图１３中鼠标　箭头所指，将“基本函数发生器”图标放置在后面板　上如图１４左侧所示。　将鼠标移到“基本函数发生器”图标上．在它四　周会出现许多接线端口，见图１５中左侧图，如将鼠　标移到“基本函数发生器”图标的左上角这个端口　上，显示这是“基本函数发生器”的“频率”数据设置　屯三　测　亘　ＥＬＥｃＴＲｏ　Ｃ　１１三ｓＴ　输入端口，如图ｌ５所示。　■黄晓艳　

图１３　

图１４　

图１５　在“基本函数发生器”的“频率”数据设置输入　端口上右击鼠标，在下拉菜单中选取“创建／输入控　件”，这样就能在“基本函数发生器”图标的频率数　据设置输入端口接上频率数据设置控件（Ｆｒｅｑｕｅｎ．　ｃｖ）如图１６所示。　用上述相同的方法和步骤给“基本函数发生　器”图标的“幅值（ａｍｐｌｉｔ

ｕｄｅ）”、“相位（ｐｈａｓｅ）”、“信　维普资讯 基础学堂　２００７．０７　

图１６　号类型（ｓｉｇｎａｌ　ｔｙｐｅ）”等端口接上控件，并将“基本函　数发生器”图标的信号输出端口与波形图相连后如　图１７所示。　

图１７　然后在后面板上右击鼠标，再次弹出“函数”模　皈．选取模板中的“执行过程控￥１Ｊ／Ｗｈｉｌｅ循环”，虫ｌ１图　ｌ８鼠标箭头所指，将鼠标移到后面板的左上角按住　鼠标左键向右下角拉出虚线框，将后面板上所有对　象都置于框内，完成后点击鼠标左键变成实线框如　图１９所示。　再次按快捷键“Ｃｔｒｌ＋Ｅ”，将后面板切换到前面　板．可以看到以上编写的一个“Ｇ”语言程序，在前面　板上都有与之对应的直观真实的虚拟仪器可操作　和设置的按钮，如图２０所示。　从完成的前而板图２０左上角可以看到频率的　默认值是１０．００Ｈｚ；幅值是１Ｖ；相位是０．００；信号类　型　正弦波。用鼠标点击工具条的“运行”按钮，见　图２０鼠标箭头所指。　运行结果，通过屏幕的时间轴（ｘ轴）上的刻度　可以读得正弦波周期是０．１秒，与左上角设置的默　８８　ｆ二］　图１８