现代虚拟仪器测量技术

　　《现代虚拟仪器测量技术》主要从项目开发的视角介绍了基于LabVIEW虚拟仪器的测控系统的构建和编程，从硬件平台到本书主要从项目开发的视角介绍了基于LabVIEW虚拟仪器的测控系统的构建和编程，从硬件平台到LabVIEW编程形成了完整的内容链条，目的是使读者能独立、快速地开发自己的测控系统。全书包含9个模块，模块一和模块二介绍虚拟仪器和数据采集基础；模块三和模块四介绍虚拟仪器的通用硬件平台；模块五介绍LabVIEW基础；模块六至模块九介绍各类现代测量技术的项目开发和实践，提供的项目实例由能力目标、知识目标、项目特点与分析和项目实施等部分组成，并有详细的操作步骤。

模块一虚拟仪器概述

1.1虚拟仪器的概念

1.2虚拟仪器的系统构成

1.2.1虚拟仪器系统总体结构

1.2.2通用仪器硬件平台

1.2.3虚拟仪器软件结构

1.3虚拟仪器软件开发平台

1.3.1常用的虚拟仪器软件开发平台

1.3.2LabVIEW简介

模块二数据采集基础

2.1输入信号类型

2.1.1数字信号和模拟信号

2.1.2接地信号和浮动信号

2.2数据采集的过程

2.3采样频率与信号频率

模块三数据采集设备

3.1数据采集设备的主要功能

3.2数据采集设备常见I/O信号描述

3.3数据采集设备的分类

3.4数据采集设备的技术指标

3.5数据采集设备的选择

3.6数据采集设备的配置与测试

3.6.1安装DAQ设备驱动程序

3.6.2DAQ设备配置与测试工具： MAX

3.6.3创建NI.DAQmx仿真设备

3.6.4在MAX中配置和测试DAQ设备

3.7测量信号时的连线

3.7.1测量信号的三类连线方式

3.7.2测量接地信号时的连接

3.7.3测量浮动信号时的连接

模块四数据采集中的信号调理

4.1信号调理的类型

4.1.1放大

4.1.2隔离

4.1.3滤波

4.1.4传感器激励

4.1.5线性线

4.1.6数字信号处理

4.2常用的信号调理设备形式

4.3信号调理器与数据采集设备的通信

4.4信号调理设备安装与设置

模块五LabVIEW基础

5.1启动LabVIEW

5.2LabVIEW程序的基本构成

5.2.1前面板和程序框图

5.2.2子VI、图标和连接器

5.3LabVIEW的选板

5.3.1工具选板

5.3.2控件选板

5.3.3函数选板

5.4示例演示

5.4.1NI范例查找器

5.4.2温度系统示例

5.4.3频率响应示例

5.4.4更多完美示例

5.5使用LabVIEW在线帮助系统

5.6温度监视器练习

5.6.1创建一个温度计

5.6.2创建温度计子VI

5.6.3温度监视器

模块六测量模拟输入信号

项目一快速模拟数据单点采集

项目特点与分析

项目实施

项目拓展

项目二硬件定时多通道模拟信号N采集

项目特点与分析

项目实施

方案一： 使用NI.DAQmx API编程实现

方案一拓展： 波形图显示控件

方案二： 在MAX中创建NI.DAQmx任务编程实现

方案二拓展： 通过DAQmx任务常量快捷生成配置和范例

方案三： 利用DAQ助手生成NI.DAQmx代码编程实现

项目三硬件定时多通道模拟信号连续采集

项目特点与分析

项目实施

方案一： 使用NI.DAQmx API编程实现

方案一拓展： 确定合理的缓冲区读写速度

方案二： 在MAX中创建NI.DAQmx任务编程实现

方案二拓展： 通过DAQmx任务常量快捷生成代码

方案三： 利用DAQ助手生成NI.DAQmx代码编程实现

项目四多通道模拟信号连续采集数据存储与读取

项目特点与分析

项目实施

方案一： 以文本文件格式存取数据

方案一拓展： 提高文本文件的可读性

方案二： 以二进制文件格式存取数据

方案三： 以数据记录文件格式存取数据

方案四： 以波形文件格式存取数据

方案五： 以TDMS二进制测量文件格式存取数据

项目五信号触发的模拟信号采集

项目特点与分析

子项目1： 数字边沿触发的多通道模拟信号N采集

子项目2： 模拟边沿触发的多通道模拟信号N采集

子项目3： 模拟窗触发的多通道模拟信号N采集

模块七产生模拟输出信号

项目一输出多通道直流电压信号

项目特点与分析

项目实施

项目二输出一段模拟波形数据

项目特点与分析

项目实施

项目三连续输出模拟波形数据

项目特点与分析

项目实施

模块八使用数字I/O

项目一读取DAQ设备N位数字线

项目特点与分析

项目实施

方案一： 使用DAQ助手快捷VI编程读取

方案二： 使用DAQmx API编程读取

项目二从多位数字线读取N采样

项目特点与分析

项目实施

项目三连续读取多位数字线

项目特点与分析

项目实施

项目四输出N位数字线

项目特点与分析

项目实施

方案一： 使用DAQ助手快捷VI编程输出

方案二： 使用DAQmx API编程输出

项目五从多位数字线输出N采样

项目特点与分析

项目实施

项目六连续输出多位数字线

项目特点与分析

项目实施

模块九使用计数器

项目一数字脉冲计数

项目特点与分析

项目实施

方案一： 使用DAQ助手快捷VI编程实现

方案二： 使用DAQmx API编程实现

项目二脉冲宽度测量

项目特点与分析

项目实施

项目三数字脉冲信号频率测量

项目特点与分析

子项目1： 低频脉冲频率测量

子项目2： 高频双计数器频率测量

子项目3： 大范围双计数器频率测量

项目四生成脉冲序列

项目特点与分析

项目实施

术语表

参考文献

　　虚拟仪器在实际应用中表现出传统仪器无法比拟的优势，虚拟仪器技术是现代

　　测控技术的关键组成部分。虚拟仪器由计算机和数据采集设备等硬件与专用软件构成，实现了工业测量与控制和计算机的完美结合，既有传统仪器的特征，又有一般仪器不具备的特殊功能，在现代测控领域有着广阔的应用前景。

　　作为测试工程领域的强有力工具，近年来，虚拟仪器软件LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工程平台）得到了业界的普遍认可，并在测控领域得到了广泛应用，它是美国National Instruments公司为虚拟仪器设计的图形化软件开发环境，作为业界最优秀的虚拟仪器软件开发平台，具有简单直观、易于理解和开发效率高等特点。

　　本书定位为虚拟仪器课程的入门教材及教学参考书，在内容编写上具有以下特色。

　　1. 本书主要从项目开发的视角介绍了基于LabVIEW虚拟仪器的测控系统的构建和编程，从硬件平台到LabVIEW编程形成了完整的内容链条，目的是使读者能独立、快速地开发自己的测控系统。

　　2. 遵循当下大力倡导的项目教学法，以项目为单位进行内容编写。

　　3. 理论知识的介绍以满足项目实践需求为目的，充分贯彻了教、学、做一体化的教学模式。

　　4. 书中提供的项目实例均由能力目标、知识目标、项目特点与分析和项目实施等部分组成，并有详细的操作步骤。书中项目都具有实际参考价值，读者可以直接使用或者稍加修改后用于自己的设计中。

　　考虑到LabVIEW各版本向下兼容而不向上兼容，且各版本编程环境及用法基本相同，本书选用了LabVIEW 85中文版作为设计平台，LabVIEW 85以上版本均能运行本书程序。

　　本书内容丰富，有较强的实用性和参考价值，可供测控仪器、计算机应用、电子信息、机电一体化、自动化等专业的大学生、研究生以及虚拟仪器研发的工程技术人员学习和参考。

　　由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。

　　编者

　　2015年6月