第1章虚拟仪器技术及LabVIEW入门
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基于虚拟仪器及LabVIEW入门第一章(虚拟仪器技术)本章学习目标1.学习和了解虚拟仪器技术的基本概念及系统组成。
2.了解G图形化编程语言环境与特点。
3.初步了解虚拟仪器的软件开发平台的组件及作用。
4.了解LabVIEW虚拟仪器程序前面板、流程框图、图标/连接器三个基本组件的基本概念主要内容这一章介绍LabVIEW的基本概念,主要有如下一些内容。
1.1虚拟仪器的概述1.2虚拟仪器的基本概念及组成1.3虚拟仪器系统的集成和总线技术1.4虚拟仪器的软件开发平台---LabVIEW1.1虚拟仪器的概述虚拟仪器是随着微电子技术、计算机技术、软件技术、现代测量技术、电子仪器技术的发展而产生的一种新型仪器,它经历了电磁指针式仪器、分立元件式仪器、数字式仪器、智能式仪器发展的一步步进程,特别是上个世纪80年代末以来,新的测试理论,新的测试方法以及新的仪器结构不断出现,在许多方面已经冲破了传统仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化,一种全新的虚拟仪器观念出现在人类面前,它从根本上更新了测量仪器的概念,虚拟仪器的出现是测量仪器领域的一个突破,它彻底改变了传统的仪器观,代表着测量仪器发展的最新方向和潮流,开辟了测量测试技术的新纪元。
虚拟仪器技术的发展使现代测量技术和计算机技术真正地融合在一起,是计算机技术和现代测量技术的高速发展共同孕育出的一项革命性新技术。
虚拟仪器广泛的应用于工业自动化和控制系统、图像的采集和分析处理、系统仿真、运动控制、远程监控、物矿勘探、医疗、振动分析、声学分析、故障诊断、电子工程、电力工程及教学科研等诸多领域。
它的出现对科学技术的发展和工业生产将产生不可估量的影响。
本章将围绕虚拟仪器的基本概念,虚拟仪器仪器的软件硬件组成与特点,基于图形化编程语言LabVIEW的基本用途进行讲述。
使学习者对基于图形化虚拟仪器技术有一个概略的了解。
1.2虚拟仪器的基本概念及组成虚拟仪器(Virtual Instrument)又称VI,是以特定的软件支持取代相应功能的电子线路,它充分利用计算机的软硬件资源,用计算机完成传统仪器硬件的部分乃至全部功能,以具备控制、处理分析能力的软件为核心的软仪器。
LabVIEW教程第1章 LabVIEW入门第一章虚拟仪器及LabVIEW入门,(1 虚拟仪器概述虚拟仪器(virtual instrumention)是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
粗略地说这种结合有两种方式,一种是将计算机装入仪器,其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小,这类仪器功能也越来越强大,目前已经出现含嵌入式系统的仪器。
另一种方式是将仪器装入计算机。
以通用的计算机硬件及操作系统为依托,实现各种仪器功能。
虚拟仪器主要是指这种方式。
下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。
数被信数据测号据采虚拟仪器面板对调处集象理理卡虚拟仪器的主要特点有:, 尽可能采用了通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件。
, 可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器。
, 用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。
虚拟仪器的研究中涉及的基础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。
虚拟仪器的起源可以追朔到20世纪70年代,那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。
PC机出现以后,仪器级的计算机化成为可能,甚至在Microsoft公司的Windows诞生之前,NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。
对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。
普通的PC有一些不可避免的弱点。
用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。
目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定了VXI标准,这是一种插卡式的仪器。
每一种仪器是一个插卡,为了保证仪器的性能,又采用了较多的硬件,但这些卡式仪器本身都没有面板,其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。
<<LabVIEW入门与虚拟仪器>>教学指南1.课程的性质与任务本课程为测控专业的一门专业课程。
自20世纪90年代以来,在计算机技术的推动下,以虚拟仪器为标志的通用化、智能化和网络化测量仪器及测试系统得倒了迅猛发展,使得测量仪器和数据采集系统的设计和实现技术产生了深刻的变化。
虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物,融合了测试技术、仪器原理、计算机接口技术以及图形化编程技术,在许多领域有取代传统仪器的趋势,成为当代仪器发展的一个重要方向。
以图形化软件编程方法和集成开发环境为标志的虚拟仪器开发环境是虚拟仪器技术研究的重要内容,也是虚拟仪器技术应用与发展的技术基础。
美国国家仪器公司的创新产品LabVIEW是目前应用最为广泛的虚拟仪器软件开发环境,开设本课程目的,是使学生熟悉图形化编程环境,学习图形化编程语言,掌握G语言编程技术,能够熟炼应用LabVIEW开发虚拟仪器产品,以满足现代测量技术发展的需求。
2.课程与其他课程的联系本课程的前修课为《电子测量》、《智能化仪器》、《微机原理及接口技术》、《C程序设计》、《高等数学》、《数字电路》、《模拟电子电路》等。
3.理论教学内容和要求第一章概述虚拟仪器的基本概念(虚拟仪器的组成及特点);LabVIEW概述(LabVIEW图形化编程环境和G语言编程基础)。
第二章虚拟仪器的创建与调试VI程序的创建;子VI的创建;VI程序的调试技术。
第三章循环结构与趋势图(Chart)While循环与For循环结构;波形Chart;移位寄存器概念与使用。
第四章Case结构Sequence结构和公式节点Case(选择)结构及使用;Sequence(顺序)结构及使用;公式节点概念与使用。
第五章数组、簇和曲线图(Graphs)数组的创建和初始化;建立自动索引概念;学习常用数组函数;簇的创建和使用;波形Graphs显示特性;多波形显示;XY Graphs;编程练习。