基于LabVIEW的数值微分算法在电位溶出分析仪中的应用研究

学号 1607080221天津城建大学虚拟仪器大作业微积分运算学生姓名韩徐专业名称电子信息科学与技术计算机与信息工程学院2019 年 5 月 16日本学期我们开设了虚拟仪器选修课程，课上老师讲解了虚拟仪器的起源、发展、应用以及LabVIEW软件的使用。

虚拟仪器是以计算机为核心的，是仪器系统与计算机软件技术的紧密结合。

这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，就是所谓的智能仪器，随着计算机功能的日益增大以及体积的日益缩小，这类仪器的功能也越来越强大，目前已经出现嵌入式系统的仪器。

另一种方式是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件以及操作系统为依托，实现各种仪器功能。

虚拟仪器主要是指第二种方式。

虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体，从而把计算机强大的计算功能和仪器硬件的测量、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、储存及分析处理。

LabVIEW是一个软件开发环境，它是一种不同于常规文本式编程语言的图形化编程工具，它被公认是标准的数据采集和仪器控制软件。

熟练地掌握这个软件的使用可以为以后的工作提供很大的便利，为了熟悉这个软件的使用，巩固课上所学知识，我们尝试使用这个软件编写一个简单的程序，实现一些功能，我参考了相关的资料，使用LabVIEW编写了一个计算微积分的程序，在前面板界面输入信号（本程序以方波信号为主）的一些参数，然后程序就可以对指定的信号进行微分和积分的计算。

首先在我的电脑上安装LabVIEW软件，我使用的是2013版本的LabVIEW。

安装完成以后，打开软件，新建一个vi，这时候会出现两个面板：前面板和程序框图面板，然后根据参考书的介绍进行编程，具体操作如下：1、在前面板上拖放相应的控件，本程序需要波形图显示控件1个、数值输入控件5个、字符串输入控件1个、停止按钮1个。

这些东西在查看-控件选板下找到。

2、拖放好这些控件以后在程序框图界面可以看到这些控件，在程序框图界面把这些控件摆放整齐，并添加一些新的函数控件，包括方波发生器1个、除法运算符1个、倒数运算符1个、数值常量1个、数组1个、捆绑簇1个、条件结构框1个、while循环结构1个、积分/微分运算符各1个。

技术创新《微计算机信息》(测控自动化)2010年第26卷第9-1期传感器与仪器仪表基于LabVIEW的虚拟信号分析仪设计与实现Design and Implementation of Virtual Signal Analyzer Based on Labview(中国民航大学)孙俊卿罗云林张迪SUN Jun-qing LUO Yun-lin ZHANG Di摘要:介绍了一种基于LabVIEW7.1的虚拟信号分析仪的设计方法。

简述了仪器的总体结构和基本功能,重点阐述了数据采集、信号处理、信号分析等软硬件设计的关键技术。

该虚拟信号分析仪将传统的示波器和频谱分析仪的功能集成在一个软件环境中,具有多种信号分析和处理的功能,使用更加灵活。

关键词:虚拟仪器;示波器;频谱分析仪中图文分类号:TM93文献标识码:BAbstract:The designing method of a virtual signal analyzer based on LabVIEW7.1is introduced in this paper.The structure and basic function is described.The soft ware and hard ware key techniques of data acquisition,signal processing and signal analysis are commented in detail.This virtual signal analyzer is used flexible due to having functions of signal analysis and signal processing which traditional oscillograph and spectrum analyzer are combined in same software.Key words:virtual instrument;oscillograph;spectrum analyzer文章编号:1008-0570(2010)09-1-0136-021引言示波器和频谱分析仪是常用的电工电子测试仪器,分别用于对测试信号的时域和频域分析。

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。

作者简介: 张爱平(1949),副教授,毕业于成都电讯工程学院,主要从事智能仪器、虚拟仪器的教学与科研工作。

LabVIEW 在电子测量教学中的应用张爱平华北航天工业学院电子工程系(065000)摘要:基于LabVIEW 设计虚拟仪器,将其应用于教学,使教学直观、生动、形象,是对传统教学方法的一种改革,使理论教学与实践更好地紧密结合,虚拟仪器技术在教学中起着越来越重要的作用。

关键词:虚拟仪器　LabVIEW 图形化编程环境Application of LabVIEW I n E lectronic Measureent T eachingAbstract :　It is a reform of traditional teaching methods to develop virtual Instruments based onLabVIEW and use them in teaching ,which makes teaching m ore objective ,lively and attractive ,and als o brings a close combination between theoretical teaching and prac 2tice.The virtual instruments will surely play a m ore and m ore im portant role in teach 2ing.K eyw ords :　Virtual Instrument ,LabVIEW ,G raphical Programing Environment.引言 自20世纪90年代以来,作为测试技术与计算机技术完美结合的产物虚拟仪器得到了迅猛发展,使得测量仪器和测量技术产生了深刻的变化。

虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法,代表了测量仪器与自动测试系统未来的发展方向。

摘要：LabVIEW被认为是虚拟仪器技术最有影响力和发展前景的软件平台。

本文阐述了LabVIEW 虚拟仪器的设计原理，详细介绍了LabVIEW的发展历程和研究进展，并举例介绍其应用现状。

最后对基于LabVIEW虚拟仪器技术的前景做出展望。

关键词:LabVIEW 虚拟仪器发展历程研究进展应用现状1 引言在这个信息技术日新月异的时代，利用计算机和网络等技术对传统产业进行改造已是大势所趋.虚拟仪器技术正是计算机技术及网络通信技术与传统仪器技术融合的产物。

美国国家仪器公司（National Instruments，简称NI）于20世纪80年代中期，首先提出了“软件就是仪器(The Software is the Instrument）"这一虚拟仪器新概念.所谓的虚拟仪器（Virtual Instrument,简称VI)，就是在以计算机为核心所组成的硬件平台上，利用其显示功能虚拟仪器控制面板，测试分析功能由软件实现的一种计算机仪器系统。

虚拟仪器技术充分利用了最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能，一直成为发达国家自动测控领域的研究热点.虚拟仪器的核心是仪器软件化设计理念。

近年来，世界各国的许多大型自动测控和仪器公司均相继研制了为数不少的虚拟仪器开发软件平台，如美国HP公司的HP－VEE与HP－TIG，Tektronix公司的Ez－Test和Tek－TNS，以及HEM Data公司的Snap－Master平台等，但最早和最具影响力的要数NI公司的LabVIEW开发环境。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,实验室虚拟仪器集成环境）是NI公司推出的具有革命性的图形化虚拟仪器设计平台，它内置信号采集、测量分析与数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，在提供强大测控功能的同时，还保持系统的灵活性，让您可以无缝地集成一套完整的应用方案[1]。

基于LabVIEW的虚拟仪器设计——线性微分方程曲线显示器摘要随着计算机软、硬件的发展，计算机与外设之间的数据通信越来越频繁，也越来越便利，虚拟仪器应运而生。

从本质上来说，虚拟仪器是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，它强调“软件是仪器”的概念，使用户能够根据自己的需要定义仪器功能，更好的组建自己所需要的测试系统。

它是按照信号的处理与采集，数据的分析，结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理硬件平台。

本课题就是在这个通用信号处理硬件平台，进行了基于LABVIEW的虚拟仪器设计——线性微分方程曲线显示器的设计，设计基于LabWIEW软件的虚拟仪器设计——线性微分方程曲线显示器，能够显示实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及白噪声和多频波，任意公式波，并在以设计好的虚拟显示器的基础上对所产生的信号做线性微分分析及相应的频谱分析。

关键字：LabWIEW软件，虚拟仪器，线性微分方程曲线显示器目录1 绪论 (1)1.1 课题描述 (1)1.2 设计任务与要求 (1)1.3 基本工作原理 (1)2 虚拟仪器技术 (2)2.1 虚拟仪器的概述 (2)2.2 虚拟仪器的发展趋势 (4)2.3 虚拟仪器系统的组成 (4)2.4 虚拟仪器的软件开发平台 (5)3 LabVIEW图形化开发环境 (6)3.1 LabVIEW简介 (6)3.2 LabVIEW的优点 (7)3.3 LabVIEW中的编程方式 (8)3 建立模型 (9)3.1 系统程序框图设计 (9)3.2 系统程序运行结果 (11)总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)1绪论1.1课题描述虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。

虚拟仪器的突出优点在于能够与计算机技术结合，将计算机资源与仪器硬件，数字信号处理技术与不同功能的软件模块结合，组成不同的仪器功能。

用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，即利用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检测，然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计算和分析以及对测试结果进行显示。

LabVIEW用于测量和数据分析如此，全世界数以千万计的工程师和科学家们都在依靠NI LabVIEW用于各种应用：测试和测量、过程控制和自动化、监控和仿真。

LabVIEW之所以成为众望所归的选择，是因为它无以伦比的与各种仪器的连接性、强大的数据采集功能、直观的基于数据流的图形化编程界面、灵活可扩展性以及整体功能的完整性。

无论在何种专业领域，一个不争的事实就是用户必须要操作数据和测量，并且基于此进一步做出决定。

本文着重于阐述一些LabVIEW的功能，正是这些功能使得LabVIEW成为数据和测量分析的最佳工具。

目录•简介•选择正确的分析方法•分析函数的类别• LabVIEW具有哪些分析工具？•用于分析的附加工具•结论•附录简介一般来说，用户通过采集数据至一个应用程序来开始他们的工作，因为他们的任务通常需要与物理过程进行交互。

为了从数据中提取有价值的信息，对过程做出决定，并获得结果，数据需要进行操作和分析。

不幸地是，将分析与数据采集和数据显示结合起来并不总是一个简单的过程。

应用程序软件包通常实现了应用程序中的一个组件，但是很少实现所有的方面，并且还需要达成一个完整的解决方案。

LabVIEW是专为解决这些需要而设计的，以实现一个从开始到完成、完全集成的解决方案，因而客户可以在一个单一的环境中无缝地集成他们应用程序的所有环节。

图1、LabVIEW VI程序框图虽然现在有许多工具可以分别独立地解决每一项需求，但是只有LabVIEW通过使用您PC的强大功能，将所有的需求与强大的图形化编程和现有的数据采集硬件结合起来。

这是数据采集、数据分析、和结果显示的结合，因而真正最大化了虚拟仪器系统的功能。

一个虚拟仪器系统包含了一台已配备强大应用软件的工业标准计算机或工作站，成本低廉的硬件(例如插入式板卡)，以及驱动软件，这些组合在一起完成了传统仪器的功能。

这就是为什么使用LabVIEW创建的应用程序被称为VI(虚拟仪器)。

使用LabVIEW进行电路设计与分析电路设计与分析是LabVIEW在工程领域中的一个重要应用方向。

LabVIEW是一种图形化编程语言，其强大的数据采集、处理和控制功能使其成为电路设计与分析的理想工具。

本文将介绍如何使用LabVIEW进行电路设计与分析，并提供一些实例来说明其在实际工程项目中的应用。

一、引言在电路设计与分析中，我们常常需要进行电路的建模、仿真和分析。

传统的方法通常是通过编写代码或使用其他电路设计软件来完成这些任务。

然而，LabVIEW提供了一种更为直观和方便的方式来完成这些任务。

通过图形化编程的方式，我们可以使用LabVIEW来构建复杂的电路模型，并进行仿真和分析。

二、LabVIEW的基本原理LabVIEW使用"虚拟仪器"的概念来进行电路设计与分析。

虚拟仪器是一种通过软件来模拟真实仪器的工具。

在LabVIEW中，我们可以通过拖拽和连接各种图元（也称为节点）来构建电路模型。

这些图元可以代表信号源、电阻、电容、电感等元件，以及乘法器、滤波器等功能模块。

三、示例：RC电路的设计与分析以设计和分析一个RC（电阻-电容）电路为例，我们将使用LabVIEW来模拟电路的响应。

首先，我们需要创建一个虚拟仪器并添加所需的图元。

在LabVIEW的界面中，我们可以选择并拖拽一个电阻和一个电容的图元，然后将它们连接起来。

接下来，我们需要设置电路的参数，如电阻和电容的数值。

通过调整这些数值，我们可以模拟电路在不同条件下的响应。

四、示例：交流电路的设计与分析在交流电路的设计与分析中，我们经常需要计算电压、电流的相位差、功率以及频率响应等参数。

LabVIEW提供了丰富的工具和函数来完成这些任务。

我们可以使用LabVIEW的信号源图元来生成正弦波信号，然后将其输入到电路中。

通过添加合适的图元和配置参数，我们可以方便地计算电路中的各种参数，并进行频率响应分析。

五、LabVIEW在实际工程中的应用除了上述示例中的电路设计与分析，LabVIEW还可以在更广泛的工程项目中发挥重要作用。

毕业设计基于LabVIEW的虚拟信号分析仪的设计2013年6月诚信声明本人郑重申明：所呈交的毕业论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本人签名：年月日毕业设计任务书设计（论文）题目：基于LabVIEW的虚拟信号分析仪的设计1．课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，学习LABVIEW的相关知识和图形化编程的算法，并掌握程序模块化设计、数据库、Web、多线程等技术，为学生在毕业后从事测控技术工作打好基础。

2．主要任务（1）查阅与本课题相关的技术资料，并写出文献综述；（2）掌握信号频谱分析仪的设计原理；（3）学习LABVIEW软件，能够进行图形化编程；（4）完成毕业设计论文。

3．主要参考资料[1]武一，杨瑞文，时惠玲虚拟信号测量仪的设计与开发[J].电子测量技术，2008,31（3）：55-57[2]张宏群.基于LABVIEW的虚拟信号分析仪的设计[J].仪器仪表用户，2007,14（5）：124-125[3]丁玉美，高西全.数字信号处理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2001.201-211基于LabVIEW的虚拟信号分析仪设计摘要虚拟仪器技术的发展是21世纪的自动测试与电子测量仪器技术领域的一个重要发展方向。

该技术是用常见的计算机作为基础，并在此平台基础上进行仪器的的定义、设计以及测试功能。

使得用户在操作这种计算机的时候就像是在操作一台由自己专门设计使用的一种特殊的电子仪器设备。

进行操作的人员可以通过非常直观的图形化用户界面和易于理解的图形化编程语言来控制系统的开始、运行和结束，从而实现数据的采集、信号分析、被测信号和频谱图的显示、波形图显示、故障诊断、数据存储、和控制输出等功能。

在虚拟仪器系统中，硬件主要用来实现信号的输入和输出功能，而软件可以很容易地进行修改，从而可以改变仪器系统需要实现的功能，以适应不同用户的实际需要。