第3章虚拟仪器的测试信号分析

绪论单元测试【单选题】（2 分）仪器结构不完善所引起的误差属于（）A.过失误差过失误差过失误差引用误差引用误差引用误差引用误差C. 系统误差D. 随机误差2【单选题】（2 分）判断下列语句正确的是（）A.精度就是指精密度B.准确度高则正确度不一定高C.精确度高则正确度一定高D.正确度高而精密度不一定高3【单选题】（2 分）现有0~300°C、0.5 级和0 ～120°C 、1 级的两支温度计，预测两量精度高的是（）A.A 、B 均可A 、B 都不对C. 用0~300° C、 0.5 级D.用 0～120°C、 1 级4【单选题】（2 分）通常用来表征仪器本身精度、而不是测量的精度。

（）A.相对误差B.量化误差C.引用误差绝对误差100°C 左右的温度，测D.【单选题】（2 分）系统误差具有的性质是（）A.偶然性B.不可消除或减弱性C.规律性D.随机性【判断题】（2 分）测量结果不可避免地存在误差，任何观测值都存在误差（）错B.【判断题】（2 分）观测条件好，则成果精度就高；观测条件差，则成果精度就低（）A.错B.对8【判断题】（2 分）观测误差与观测成果精度成反比（）A.错B.对9【判断题】（2 分）产生系统误差的主要原因是测量仪器和工具构造不完善或校正不完全准确（）A.对B.错10【判断题】（2 分）系统误差和偶然误差通常是同时产生的，是偶然误差（）当系统误差消除或减弱后，决定观测精度的主要A.错B.对第一章测试1【单选题】（2 分）周期信号的频谱是（）A.离散的，个频率成分的频率比不是有理数B. 离散的，只发生在基频整数倍的频率C.连续的，只在有限区间有非零值D.连续的，随着频率的增大而减小2【单选题】（2 分）瞬变信号的频谱是（）A.离散的，个频率成分的频率比不是有理数B.连续的，随着频率的增大而减小C.离散的，只发生在基频整数倍的频率D.连续的，只在有限区间有非零值3【单选题】（2 分）对于x （t）=2sin （2πt+0.5 ）+cos （πt+0.2 ）和y（t）= sin（πt+0.5）两个信号，下面描述正确的是（）A.都是瞬变信号B.x（t）是周期信号， y（t）是瞬变信号C.y（t）是周期信号， x（t）是瞬变信号D.都是周期信号4【单选题】（2 分）若F[x（t）]=X（f）,k 为大于零的常数，则有A.1/kx （ kf）B.x（f/k）1/kx ( f/k )5【单选题】（2 分）描述周期信号的数学工具是（）A.傅氏变换相关函数C.傅氏级数拉氏级数kx（kf）D.F[x(kt)]=B.6【判断题】（2 分）非周期变化的信号就是随机信号（）A.错B.对7【判断题】（2 分）脉冲信号的频谱等于常数（）A.对B.错8【判断题】（2 分）单边频谱和双边频谱是信号等价的描述方法（）A.对B.9【判断题】（2 分）非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系（）A.错B.对10 【判断题】（2 分）周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲（）A.对B.错第二章测试1【单选题】（2 分）在一测试系统中，被测信号的频率为1000HZ ，幅值为5V ，另有两干扰信号分别为2000 HZ ，7V 和800HZ ，4V ，则利用（）提取有用信息A.比例性B.频率保持性C.幅值保持性D.叠加性2【单选题】（2 分）信噪比越大，则（）A.有用信号成分越大，噪声的影响越大B.有用信号成分越小，噪声影响越小C.有用信号成分越大，噪声的影响越小D.有用信号成分越小，噪声影响越大3【单选题】（2 分）传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为传感器的（A.静态B.幅频4【单选题】（2 分）传感器的静态特性中，输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比为（A.稳定性C.线性度回程误差5【单选题】（2 分）下列哪个参数反映测试系统的随机误差的大小？（C.输入输出相频）特性D.灵敏度A.灵敏度B. 线性度C. 滞后量D. 重复性判断题】 （2 分 ）用一阶系统做测试系统，为了获得较佳的工作性能，其时间常数 A.7【判断题】 （2 分 ）用二阶系统作测量装置时，为获得较宽的工作频率范围，系统的阻尼比应接近于A.错对B. τ应尽量大（）0.707 对错8【判断题】(2 分)二阶系统中，当降频特性中φ(ω)=90°所对应的频率ω 作为系统固有频率该值与系统阻尼比的大小略有关系。

基于LabVIEW的数据处理和信号分析Liu Y anY ancheng Institute of Technology, Y ancheng, 224003, ChinaE-mail: yanchengliu@·【摘要】虚拟仪器技术是一种数据采集和信号分析的方法，它包括有关硬件，软件和它的函数库。

用虚拟仪器技术进行数据采集和信号分析包括数据采集，仪器控制，以及数据处理和网络服务器。

本文介绍了关于它的原则，并给出了一个采集数据和信号分析的例子。

结果表明，它在远程数据交流方面有很好的表现。

【关键词】虚拟仪器，信号处理，数据采集。

·Ⅰ.引言虚拟仪器是一种基于测试软硬件的计算机工作系统。

它的功能是由用户设计的，因为它灵活性和较低的硬件冗余，被广泛应用于测试及控制仪器领域，。

与传统仪器相比，LabVIEW 广泛应用于虚拟仪器与图形编程平台，并且是数据收集和控制领域的开发平台。

它主要应用于仪器控制，数据采集，数据分析和数据显示。

不同于传统的编程，它是一种图形化编程类程序，具有操作方便，界面友好，强大的数据分析可视化和工具控制等优点。

用户在LabVIEW 中可以创建32位编译程序，所以运行速度比以前更快。

执行文件与LabVIEW编译是独立分开的，并且可以独立于开发环境而单独运行。

虚拟仪器有以下优点：A：虚拟仪表板布局使用方便且设计灵活。

B：硬件功能由软件实现。

C：仪器的扩展功能是通过软件来更新，无需购买硬件设备。

D：大大缩短研究周期。

E：随着计算机技术的发展，设备可以连接并网络监控。

这里讨论的是该系统与计算机，数据采集卡和LabVIEW组成。

它可以分析的时间收集信号，频率范围：时域分析包括显示实时波形，测量电压，频率和期刊。

频域分析包括幅值谱，相位谱，功率谱，FFT变换和过滤器。

另外，自相关工艺和参数提取是实现信号的采集。

·II.系统的设计步骤软件是使用LabVIEW的AC6010Shared.dll。

北京邮电大学课程设计报告一．课程设计内容及目的：1．掌握虚拟仪器的概念和系统组成，虚拟仪器系统的基本设计思想；2．认识虚拟仪器的软件开发工具LabVIEW及图形化编程语言；3．掌握虚拟仪器软件的设计方法，能够运用LabVIEW进行数据操作、结构控制、文件读写、信号处理、数学分析、波形分析等；4．独立完成第一阶段的20个虚拟仪器设计；5．小组成员共同完成第二阶段虚拟仪器设计；6．完成虚拟仪器课程设计实验报告。

二．小组成员及分工：组长：王迪（2009211407班，学号09211870）,主要负责第二阶段任务的主要设计工作，包括功能设计，程序编写等。

组员：蒲瑞（2009211406班，学号09211847），主要负责第二阶段虚拟仪器设计的界面设计和优化。

周莹（2009211406班，学号09211860），主要负责第二阶段虚拟仪器设计的市场调研。

三．第一阶段设计任务：1.设计任务概述：通过20个简单的小设计，来熟悉LabVIEW的基本操作，了解图形化的编程语言与之前传统编程语言的区别，适应这种全新的编程方式，为第二阶段的设计任务打下基础。

2.第一阶段设计成果：经过四天时间学习和设计，圆满完成了第一阶段的设计任务，每一个小设计均独立完成，具有个人特色，大部分设计在题目要求的基础上增加了额外功能。

由于篇幅有限，20个设计不再一一赘述，在此详细展示3个第一阶段的虚拟仪器设计。

1）第七题：用for循环产生一个长度为5的随机数设计思路：可通过用一个循环五次的for循环，在每一次循环体中产生需要的5位随机数的一位。

具体实现方法为：在循环体中产生一个0到10的随机整数（通过随机数控件乘以10再取整得到），乘以一个每次循环自乘10的变量（利用反馈节点可实现自乘），再将得到的结果在每一次循环中进行自加（利用反馈节点实现自加），即可得到需要的五位随机数。

需要注意的是最高位随机数需要进行判断，使其值不为0或10，以保证随机数的长度。

一、实验目的1. 了解虚拟仪器的概念和组成；2. 掌握虚拟仪器的应用领域；3. 熟悉虚拟仪器仿真软件的使用方法；4. 通过虚拟仪器仿真实验，验证相关理论，提高实验操作能力。

二、实验原理虚拟仪器（Virtual Instrumentation）是一种基于计算机技术的仪器，通过计算机软件实现对传统仪器的功能模拟，实现数据采集、处理、分析和显示等功能。

虚拟仪器仿真实验利用虚拟仪器技术，模拟真实实验环境，使实验过程更加直观、高效。

三、实验仪器与软件1. 实验仪器：计算机、虚拟仪器仿真软件（如LabVIEW、MATLAB等）2. 实验软件：虚拟仪器仿真软件（如LabVIEW、MATLAB等）四、实验内容1. 虚拟信号发生器实验（1）熟悉虚拟信号发生器软件界面；（2）设置信号发生器参数，如频率、幅度、波形等；（3）观察信号发生器输出信号；（4）分析信号特性。

2. 虚拟示波器实验（1）熟悉虚拟示波器软件界面；（2）设置示波器参数，如时间基、垂直基等；（3）观察示波器显示信号；（4）分析信号特性。

3. 虚拟信号分析仪实验（1）熟悉虚拟信号分析仪软件界面；（2）设置信号分析仪参数，如频谱分析、时域分析等；（3）观察信号分析仪输出结果；（4）分析信号特性。

4. 虚拟仪器编程实验（1）熟悉虚拟仪器编程环境；（2）编写虚拟仪器程序，实现信号发生、采集、处理、显示等功能；（3）运行程序，观察实验结果；（4）分析程序性能。

五、实验步骤1. 打开虚拟仪器仿真软件，创建新项目；2. 根据实验内容，选择相应的虚拟仪器模块；3. 设置模块参数，如频率、幅度、波形等；4. 运行程序，观察实验结果；5. 分析实验结果，验证理论；6. 修改参数，观察实验结果变化；7. 记录实验数据，撰写实验报告。

六、实验结果与分析1. 虚拟信号发生器实验（1）设置信号发生器频率为1kHz，幅度为1V，波形为正弦波；（2）观察信号发生器输出信号，验证正弦波特性；（3）改变频率和幅度，观察信号变化。

第一章单元测试第二章单元测试第三章单元测试第一章单元测试1【单选题】(2分)传感器的功能为（）A.数据格式转换B.实现数据传送C.完成A/D转换D.将物理量变为电信号2.【多选题】正确答案：BCLABVIEW的程序包括（）两部分。

A.程序流程图B.前面板C.程序框图D.程序代码3.【多选题】正确答案：ABCD基于计算机技术的测量系统基本功能为（）。

A.生成数据B.分析数据C.采集数据D.呈现数据4.【多选题】正确答案：ABCDLABVIEW的特点有（）。

A.可以制作数据测量系统界面B.可以与数据接口连接实现数据通信C.是一种图形化编程语言D.可以实现测量数据的网络发布5【判断题】LabVIEW的程序也叫VI。

（）A.错B.对第二章单元测试1【单选题】(2分)逻辑数值的控制和显示需要选择下面哪个选板（）A.布尔子选板B.装饰子选板C.图形子选板D.数值子选板2【单选题】(2分)主要提供循环、条件、顺序结构、公式节点、全局变量、结构变量等编程要素的是下面哪个选板（）A.数组子选板B.簇与变体子选板C.数值子选板D.结构子选板3【单选题】(2分)“温度计”和“液罐”控件在（）控件子选板中。

A.布尔B.图形C.比较D.数值4.【多选题】正确答案：ABCD信号分析子选板包括（）Express VI函数A.音调测量B.频谱测量C.滤波器D.电平测量5【判断题】工具选板仅能浮动地出现在前面板中。

（）A.对B.错第三章单元测试1【单选题】(2分)公式节点可进行下列哪种运算？（）A.与 C 语言类似的前后递增(++)和递减(--)B.在公式节点中嵌套子 VIC.基本编程指令 Input 和 PrintD.嵌套式公式节点结构2【单选题】(2分)执行完下面的程序以后，显示控件"移位寄存器的数值"所显示的结果（）。

A.3B.6C.5D.83【单选题】(2分)。

《虚拟仪器》实验指导书电气与信息工程学院实验中心前言现代化技术的进步以计算机技术的进步为代表。

不断革新的计算机技术，从各个层面上影响着、引导着各行业的技术更新。

基于计算机技术的虚拟仪器系统技术正以不可逆转的力量推动着测控技术的革命。

虚拟仪器系统的概念不仅推进了以仪器为基础的测控系统的改造，同时也影响了以数据采集为主的测控系统的传统构造方法的进化。

过去独立分散、互不相干的许多领域，在虚拟仪器系统的概念之下，正在逐渐靠拢、相互影响，并形成新的技术方法和技术规范。

虚拟仪器系统技术的基础是计算机系统，核心是软件技术。

因此，美国国家仪器公司提出其著名的口号：软件就是仪器。

可以说，组建现代化测控系统的成败很大程度上取决于软件平台和工具以及相关硬件设备的选择。

《虚拟仪器》实验分为软件实验部分和硬件实验部分：实验一至实验三为软件实验部分，主要学习图形化编程软件LabVIEW的原理及编程方法，按照实验内容和要求进行操作，循序渐进地掌握VI 程序及子程序的创建和调用，编辑和调试，各种结构、图表、图形和数组的使用，以及字符串和文件I/O的操作，熟悉LabVIEW的各种函数以及菜单，选项的作用和功能。

实验四至实验十一为硬件实验部分，主要了解NI ELVIS II平台的使用方法，NI ELVIS II与全新驱动软件NI ELVISmx配合使用更佳。

它具有更轻的重量、更好的控制布局、更多的接口、集成数据采集设备、及高速USB连接性。

我们可在NI ELVIS II开发板上创建真实电路，并用与设计调试同样的工具进行测试(软面板[SFP]仪器)。

本指导书可供我校自动化、通信工程及电子信息工程等专业的实验指导书，同时也可作为其他电气信息类和相近专业的实验参考书。

目录实验一LabVIEW软件基本操作（一）（验证性实验） (4)实验二LabVIEW软件基本操作（二）（设计性实验） (9)实验三LabVIEW软件基本操作（三）（设计性实验） (11)实验四NI ELVISII平台工作环境（验证性实验） (14)实验五电子温度计实验（设计性实验） (21)实验六AC电路工具实验（验证性实验） (23)实验七运放滤波器实验（设计性实验） (30)实验八LED营救实验（设计性实验） (35)实验九磁场传感器实验（设计性实验） (37)实验十数字I/O实验（设计性实验） (40)实验十一机械运动实验（综合性实验） (43)实验一LabVIEW软件基本操作（一）（验证性实验）一、实验目的1、了解LabVIEW的编程与运行环境；2、掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序；3、掌握使用调试工具调试VI程序；4、掌握VI子程序的建立和调用过程。

使用LabVIEW进行峰值检测和信号分析LabVIEW是一种基于图形化编程的工程开发环境，可用于各种测量、控制和测试应用。

在信号处理方面，LabVIEW提供了一系列强大的工具和函数，可以进行峰值检测和信号分析。

本文将介绍如何使用LabVIEW进行峰值检测和信号分析的相关步骤和方法。

1. 准备工作在开始之前，需要准备以下工作：- 安装LabVIEW软件，并确保已正确配置设备驱动程序。

- 连接信号源到计算机，例如通过数据采集卡或传感器。

- 打开LabVIEW软件，创建一个新的VI（虚拟仪器）。

2. 峰值检测峰值通常指信号中的最大值或最小值，对于许多应用来说，峰值检测是一项重要的任务。

在LabVIEW中，可以使用"Find Peak"或"Peak Detector"函数进行峰值检测。

2.1 "Find Peak"函数"Find Peak"函数是LabVIEW中常用的峰值检测函数之一。

它可以找到信号中的峰值，并返回峰值的索引和值。

以下是使用"Find Peak"函数进行峰值检测的步骤：- 在VI中拖动一个"Find Peak"函数图标。

- 将信号输入连接到"Find Peak"函数的输入端。

2.2 "Peak Detector"函数"Peak Detector"函数是另一个LabVIEW中的峰值检测函数。

与"Find Peak"函数类似，它也可以找到信号中的峰值，并返回峰值的索引和值。

以下是使用"Peak Detector"函数进行峰值检测的步骤：- 在VI中拖动一个"Peak Detector"函数图标。

- 将信号输入连接到"Peak Detector"函数的输入端。