虛擬儀器實驗1精選ppt======================================實驗教材：虛擬儀器實驗指導書〔自編〕======================================虛擬儀器技術室軟、硬件介紹=============================================實驗課程安排======================================實驗要求與課程考核=============================================實驗室地址：3號樓3111室=============================================2精選ppt一、虛擬儀器概述1、什么是虛擬儀器？傳統儀器廠商定義功能虛擬儀器用戶定義功能3精選ppt虛擬儀器系統是由計算機、應用軟件和儀器硬件三大要素構成的。計算機與儀器硬件又稱為VI的通用儀器硬件平臺。軟件技術是虛擬儀器的核心技術。常用的儀器用開發軟件有LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等，其中以LabVIEW應用最為廣泛。4精選ppt2、什么是Labview？LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench〕是一種用圖標代替文本行創立應用程序的圖形化編程語言。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而LabVIEW那么采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了程序的執行順序。它用圖標表示函數，用連線表示數據流向。5精選ppt6精選pptLabVIEW程序被稱為VI〔VirtualInstrument〕，即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器〞，即虛擬儀器的概念。LabVIEW還包含了大量的工具與函數用于數據采集、分析、顯示與存儲等。7精選ppt3、Labview可以做什么？LabVIEW在測試、測量和自動化等領域具有最大的優勢，因為LabVIEW提供了大量的工具與函數用于數據采集、分析、顯示和存儲。用戶可以在數分鐘內完成一套完整的從儀器連接、數據采集到分析、顯示和存儲的自動化測試測量系統。它被廣泛地應用于汽車、通信、航空、半導體、電子設計生產、過程控制和生物醫學等各個領域。8精選pptLabVIEW不僅可以用來快速搭建小型自動化測試測量系統，還可以被用來開發大型的分布式數據采集與控制系統。在美國LawrenceLivermore國家實驗室，一個花費2000萬美金的極為復雜的飛秒激光切割系統就是基于LabVIEW開發的。在北京正負電子對撞機二期工程北京譜儀慢控制系統中，大約有30種物理量共7000多點的現場數據點需要實時采集控制和分析記錄等。

9精選ppt二、我系虛擬儀器技術室軟、硬件介紹1、硬件①虛擬儀器主機:采用美國NI公司的電子學教育平臺ELVISII平臺，共25臺。②計算機：25臺計算機。③電阻、電容、電機、發光二極管、數碼管等電子元器件假設干。10精選ppt2、軟件交互式電路仿真軟件Multisim軟件和圖形化開發軟件LabVIEW軟件。我系基于NI電子學教育平臺〔包括ELVIS硬件、Multisim軟件和LabVIEW軟件〕而構建的虛擬儀器技術室集多領域、多學科技術于一體，充分表達了先進性、開放性和功能多樣化。能緊密結合理論仿真與實際電路原型設計，適合于通信、電子信息工程、自動化等相關專業開展“虛擬儀器〞及其綜合應用的實踐教學。實驗室全天開放，學生除在實驗課時間來做實驗，也可利用課余時間來實驗室開展課設、畢設等相關研究。11精選ppt實驗一LabVIEW軟件根本操作〔一〕〔設計性〕實驗二LabVIEW軟件根本操作〔二〕〔設計性〕實驗三LabVIEW軟件根本操作〔三〕〔設計性〕實驗四NIELVISII平臺工作環境〔驗證性〕實驗五電子溫度計實驗〔設計性〕實驗六AC電路工具實驗〔設計性〕實驗七運放濾波器實驗〔綜合性〕實驗八LED營救實驗〔綜合性〕虛擬儀器實驗工程12精選ppt實驗要求與課程考核〔一〕、實驗要求1.實驗前做好預習，按照實驗要求,編寫好程序。2.實驗時到實驗室將預習時編寫好程序利用NIELVISII平臺等實物進行硬件測試，調試程序，記錄實驗結果，檢查設計的功能?！采蠈嶒炚n要求帶好實驗教材，做好實驗數據記錄〕3.實驗中發現異常情況，如冒煙、燒焦異味等立即撤斷電源，報告老師。4.實驗完成后整理好實驗臺，清掃好實驗場地。5.每次實驗后認真書寫實驗報告，實驗報告要求同實驗一樣，每人單獨完成，不得相互照抄，發現雷同，重作。6.假設實驗課因事沒有參加的，要求在第18周前補做好。7.實驗課中內容沒完成的，課后自行到實驗室完成或利用自己的電腦完成，實驗室全天開放。13精選ppt〔二〕、實驗課程考核1.平時每次實驗情況50%2.實驗考勤、實驗場地整理10%3.實驗報告成績40%返回14精選ppt實驗一LabVIEW軟件根本操作〔一〕〔本實驗為設計性實驗〕15精選ppt一、實驗目的1、熟悉虛擬儀器編程軟件LabVIEW的根本操作和熟悉虛擬儀器實驗平臺；2、掌握常見工程的編程方法和仿真調試。16精選ppt二、實驗原理

LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench〕是一種用圖標代替文本行創立應用程序的圖形化編程語言。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而LabVIEW那么采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了程序的執行順序。它用圖標表示函數，用連線表示數據流向。LabVIEW程序被稱為VI〔VirtualInstrument〕，即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器〞，即虛擬儀器的概念。LabVIEW還包含了大量的工具與函數用于數據采集、分析、顯示與存儲等。17精選ppt三、實驗內容

1、數據操作

編寫一個溫度監測器，如右圖所示，當溫度超過報警上限，而且開啟報警時，報警燈點亮。溫度值可以由隨即數發生器產生。18精選ppt2、程序結構利用順序結構和循環結構寫一個跑馬燈，如以下圖所示，5個燈從左到右不停的輪流點亮，閃爍間隔由滑動條調節。19精選ppt3、字符串、數組、簇和矩陣

利用簇模擬汽車控制，如右圖所示，控制面板可以對顯示面板中的參量進行控制。油門控制轉速，轉速＝油門*100，檔位控制時速,時速＝檔位*40，油量隨VI運行時間減少。20精選ppt四、實驗儀器與設備1、計算機2、ELVISII平臺LabVIEW編程環境21精選ppt五、實驗報告格式及要求〔一〕、實驗目的〔二〕、實驗內容及步驟要求每寫一項實驗內容，緊跟其后寫出以下內容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實驗調試結果，分析是否符合設計要求?！踩?、實驗儀器與設備返回22精選ppt參考程序-123精選ppt參考程序-224精選ppt參考程序-325精選ppt實驗二LabVIEW軟件根本操作〔二〕〔本實驗為設計性實驗〕26精選ppt一、實驗目的1、熟悉虛擬儀器編程軟件LabVIEW的根本操作和熟悉虛擬儀器實驗平臺；2、掌握常見工程的編程方法和仿真調試。27精選ppt二、實驗原理

LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench〕是一種用圖標代替文本行創立應用程序的圖形化編程語言。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而LabVIEW那么采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了程序的執行順序。它用圖標表示函數，用連線表示數據流向。LabVIEW程序被稱為VI〔VirtualInstrument〕，即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器〞，即虛擬儀器的概念。LabVIEW還包含了大量的工具與函數用于數據采集、分析、顯示與存儲等。28精選ppt4、圖形化顯示數據——圖表和圖形

利用隨機數發生器仿真一個0到5V的采樣信號，每200ms采一個點，共采集50個點，采集完后一次性顯示在WaveformGraph上。在上例根底上再增加1路電壓信號采集，此路電壓信號的范圍為5到10V，采樣間隔是50ms，共采100個點。采樣完成后，將兩路采樣信號顯示在同一個WaveformGraph中。三、實驗內容

29精選ppt5、ExpressVI——快速搭建專業測試系統

利用ExpressVI產生一個帶白噪聲的正弦信號，然后用功率譜分析ExpressVI對其進行功率譜分析，并將原信號與分析結果寫入測量文件。30精選ppt6、文件I/O

有一個測量程序，采集兩路信號，每1s采集一次，要求每采集一次，就將采集結果寫入文本文件尾部，即使重新運行程序，仍能保證數據添加到文件尾部，而不會覆蓋原有數據。格式為a保留4位小數，b為整數，如右圖所示。31精選ppt7、子VI

寫一個子VI計算輸入雙精度數組所有元素的平均值，并在上層VI調用它。32精選ppt四、實驗儀器與設備1、計算機2、ELVISII平臺LabVIEW編程環境33精選ppt五、實驗報告格式及要求〔一〕、實驗目的〔二〕、實驗內容及步驟要求每寫一項實驗內容，緊跟其后寫出以下內容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實驗調試結果，分析是否符合設計要求?！踩场嶒瀮x器與設備返回34精選ppt參考程序-435精選ppt參考程序-536精選ppt參考程序-637精選ppt參考程序-738精選ppt實驗三LabVIEW軟件根本操作〔三〕〔本實驗為設計性實驗〕39精選ppt一、實驗目的1、熟悉虛擬儀器編程軟件LabVIEW的根本操作和熟悉虛擬儀器實驗平臺；2、掌握常見工程的編程方法和仿真調試。40精選ppt二、實驗原理

LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench〕是一種用圖標代替文本行創立應用程序的圖形化編程語言。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而LabVIEW那么采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了程序的執行順序。它用圖標表示函數，用連線表示數據流向。LabVIEW程序被稱為VI〔VirtualInstrument〕，即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器〞，即虛擬儀器的概念。LabVIEW還包含了大量的工具與函數用于數據采集、分析、顯示與存儲等。41精選ppt8、屬性節點三、實驗內容

利用“報警信息〞控件的blinking屬性，實現在輸出報警信息的同時伴隨閃爍，如以下圖所示。為了能看到閃爍效果，需要將采樣間隔設到5秒以上。42精選ppt9、人機交互界面設計寫一個能夠傳遞錯誤的子VI，子VI的功能是a+b=c，當有錯誤輸入時，錯誤直接輸出，c輸出為0。當無錯誤輸入時，進行正常計算。43精選ppt10、數學分析與信號處理用MathScript節點計算一個正弦信號迭加噪聲后的單邊傅立葉頻譜。44精選ppt四、實驗儀器與設備1、計算機2、ELVISII平臺LabVIEW編程環境45精選ppt五、實驗報告格式及要求〔一〕、實驗目的〔二〕、實驗內容及步驟要求每寫一項實驗內容，緊跟其后寫出以下內容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實驗調試結果，分析是否符合設計要求?！踩?、實驗儀器與設備返回46精選ppt實驗四NIELVISII平臺工作環境〔本實驗為驗證性實驗〕47精選ppt一、實驗目的1、熟悉NIELVISII平臺的組成、功能及使用；2、掌握虛擬儀器LabVIEW編程環境。48精選ppt

構思來源于加州州立大學圣伯納迪諾分校

PaulDixon,物理學系教授虛擬儀器教學實驗的帶頭人NIELVIS平臺的起源二、NIELVISII平臺簡介49精選ppt從構思到實現基于LabVIEW和數據采集卡可替換的原型板集成各類常用儀器功能NIELVIS工作臺PC外部DAQ設備SoftwareNIELVISIINIELVISII+50精選pptELVISII平臺硬件指標–1數字萬用表隔離5?位60VDC，20Vrms,2ADC,2Arms,100MΩ內部電路保護可復位保險絲函數發生器10-bit±5V范圍0.2Hz到5MHz正弦0.2Hz到1MHz三角波/方波軟件或手動可控BNC或原型板連接USB連接即插即用USB2.0示波器16bit分辨率1.25MS/s單通道500kS/s雙通道共計1到1.5MHz帶寬1x和10x探針±10V輸入范圍AC/DC耦合BNC連接新

ELVISII+100MS/s采樣率50MHz帶寬(-3dB)8bit分辨率±20Vmax.輸入范圍AC/DC/GND耦合20MHz可選噪聲濾波器1x和10x探頭BNC連接51精選pptELVISII平臺硬件指標–2阻抗分析儀0.2Hz到35kHz范圍NPN,PNP,二極管其他分析:波特圖分析儀2-線電流電壓分析3-線電流電壓分析可變電源供電10bit分辨率0到+12V,0到-12V500mA電流范圍集成DAQAI采樣率1.25MS/s單通道,500kS/s雙通道16bit分辨率AO2.8MS/s更新率24DIO,15PFI,2CTR原型板可替換自定義Banana,BNC,D-Sub連接52精選pptELVIS平臺原型板數字I/OAI、示波器、PFI計數器、

LED電源、波形發生器、自定義I/O、AO、DMM53精選ppt原型板行、列連接54精選ppt電路設計

原型板連接55精選ppt操作儀器|NIELVISmx儀器面板數字萬用表DMM示波器SCOPE函數發生器FGEN可變電源VPS波特圖儀Bode動態信號分析儀DSA任意波形發生器ARB數字讀DigIn數字寫DigOut阻抗分析儀Imped2-線伏安特性測試儀2-Wire3-線伏安特性測試儀3-Wire

通過軟面板調用--與傳統儀器前面板相類似的體驗在Multisim仿真環境中調用在LabVIEW編程環境中調用56精選ppt在仿真環境中調用儀器在同一面板上：通過切換設備名稱訪問NIELVIS硬件NIELVISII儀器–在Multisim中比較仿真數據和NIELVISII的測量信號

通過軟面板調用--與傳統儀器前面板相類似的體驗在Multisim仿真環境中調用在LabVIEW編程環境中調用VS57精選ppt操作儀器|自定義儀器編程通過軟面板調用--與傳統儀器前面板相類似的體驗在Multisim仿真環境中調用在LabVIEW編程環境中調用〔ExpressVI/DAQmxAPI〕58精選ppt三、實驗內容1-1測量器件值1-2在NIELVISII開發板上創立分壓電路1-3使用DMM測量電流1-4觀察RC瞬態電路的電壓變化1-5可視化RC瞬態電路的電壓詳細步驟請參考實驗指導書。59精選ppt四、實驗儀器與設備1、計算機2、ELVISII平臺LabVIEW編程環境60精選ppt五、實驗報告格式及要求〔一〕、實驗目的〔二〕、實驗內容及步驟要求每寫一項實驗內容，緊跟其后寫出以下內容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實驗調試結果，分析是否符合設計要求?！踩场嶒瀮x器與設備返回61精選ppt實驗五電子溫度計實驗〔本實驗為設計性實驗〕62精選ppt一、實驗目的1、熟悉NIELVISII平臺的組成、功能及使用；2、掌握虛擬儀器LabVIEW編程環境。63精選ppt二、實驗內容2-1測量電阻元件阻值2-2操作可變電源2-3熱敏電阻電路2-4構建NIELVIS虛擬數字溫度計詳細步驟請參考實驗指導書。64精選ppt三、實驗儀器與設備1、計算機2、ELVISII平臺LabVIEW編程環境65精選ppt四、實驗報告格式及要求〔一〕、實驗目的〔二〕、實驗內容及步驟要求每寫一項實驗內容，緊跟其后寫出以下內容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實驗調試結果，分析是否符合設計要求?！踩场嶒瀮x器與設備返回66精選ppt實驗六AC電路工具實驗〔本實驗為設計性實驗〕67精選ppt一、實驗目的1、熟悉NIELVISII平臺的組成、功能及使用；2、掌握虛擬儀器LabVIEW編程環境。68精選ppt二、實驗內容3-1電路元件值的測量3-2元件與電路阻抗Z的測量3-3利用函數發生器和示波器測量一個RC電路3-4RC電路的增益/相位波特圖詳細步驟請參考實驗指導書。69精選ppt三、實驗儀器與設備1、計算機2、ELVISII平臺LabVIEW編程環境70精選ppt四、實驗報告格式及要求〔一〕、實驗目的〔二〕、實驗內容及步驟要求每寫一項實驗內容，緊跟其后寫出以下內容：⑴．工程的電