虛擬儀器技術(shù)復(fù)習(xí)

-.z虛擬儀器技術(shù)復(fù)習(xí)虛擬儀器的概念、典型構(gòu)造，虛擬儀器系統(tǒng)組成級特點(diǎn)概念：虛擬儀器是指，在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺上，由用戶自己設(shè)計(jì)定義，具有虛擬的操作面板，測試功能由測試軟件來實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。典型構(gòu)造·基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器·基于GPIB總線方式的虛擬儀器·基于V*I總線方式的虛擬儀器·基于P*I總線方式的虛擬儀器·基于L*I總線方式的虛擬儀器組成：虛擬儀器的組成包括硬件和軟件兩個(gè)根本要素P2硬件包括計(jì)算機(jī)和輸入輸出設(shè)備；軟件包括輸入輸出接口軟件，儀器驅(qū)動(dòng)程序，應(yīng)用軟件；特點(diǎn)：①豐富和增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能②突出“軟件即儀器〞的概念③儀器由用戶自己定義④開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)⑤便于構(gòu)成復(fù)雜的測試系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)性好傳感器的定義及組成定義：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置。組成：傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測量電路〔信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路〕三局部組成應(yīng)變效應(yīng)，應(yīng)變式傳感器的測量電路及應(yīng)用當(dāng)導(dǎo)體或半導(dǎo)體在外界力的作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值相應(yīng)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。測量電路：直流電橋交流電橋應(yīng)用：①將應(yīng)變片粘貼于被測構(gòu)件上，直接用來測定構(gòu)件的應(yīng)變和應(yīng)力。②將應(yīng)變片貼于彈性元件上，與彈性元件一起構(gòu)成應(yīng)變式傳感器。這種傳感器常用來測量力、位移、加速度等物理參數(shù)。電容式傳感器的工作原理、類型及應(yīng)用電容式傳感器是把被測量的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種傳感器。由絕緣介質(zhì)分開的兩個(gè)平行金屬板組成的平板電容器，如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為：類型：變極距型傳感器，變面積式電容傳感器，變介質(zhì)型傳感器應(yīng)用：電子技術(shù)的開展，解決了電容式傳感器存在的許多技術(shù)問題，使電容式傳感器不但廣泛應(yīng)用于準(zhǔn)確測量位移、厚度、角度、振動(dòng)等物理量，還應(yīng)用于測量力、壓力、差壓、流量、成分、液位等參數(shù)，在自動(dòng)檢測與控制系統(tǒng)中也常常用來作為位置信號發(fā)生器。壓電效應(yīng)，壓電式傳感器的應(yīng)用*些物質(zhì)在沿一定方向受到壓力或拉力作用而發(fā)生改變時(shí)，其外表上會(huì)產(chǎn)生電荷，假設(shè)將外力去掉時(shí)，它們又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就稱為壓電效應(yīng)(正)。在壓電材料的兩個(gè)電極面上，如果加以交流電壓，則壓電片能產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，即壓電片在電極方向上有伸縮的現(xiàn)象，壓電材料的這種現(xiàn)象稱為電致伸縮效應(yīng)，也叫逆壓電效應(yīng)。應(yīng)用：壓電晶體振蕩器；壓電加速度計(jì)傳感器；壓電式玻璃破碎報(bào)警器；壓電式周界報(bào)警系統(tǒng)；壓電換能器，發(fā)射〔揚(yáng)聲器〕、接收〔麥克風(fēng)〕、收聽器、超聲波換能器；光電效應(yīng)及分類、光敏電阻的工作原理及應(yīng)用、光敏二極管和光敏晶體管的應(yīng)用、光電耦合器件的特點(diǎn)及應(yīng)用光電效應(yīng)：通常是指物體敏感到由紫外線到紅外線的光能量，并將光能轉(zhuǎn)化成電信號的現(xiàn)象。分類：光電效應(yīng):在光線作用下,物體的電導(dǎo)性能改變的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng),如光敏電阻等就屬于這類光電器件；外光電效應(yīng):在光線作用下,能使電子逸出物體外表的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng),如光電管、光電倍增管就屬于這類光電器件；光生伏特效應(yīng):在光線作用下,能使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng),即阻擋層光電效應(yīng),如光電池、光敏晶體管等就屬于這類光電器件。光敏電阻的工作原理:無光照時(shí),光敏電阻值很大,電路中電流很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長圍的光照時(shí),它的阻值急劇減少,電路中電流迅速增大。應(yīng)用：帶材跑偏檢測器用來檢測帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向,從而為糾偏控制電路提供糾偏信號,主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。光敏晶體管應(yīng)用：光電式數(shù)字轉(zhuǎn)速表光電耦合器實(shí)際上是一個(gè)電量隔離轉(zhuǎn)換器，它具有抗干擾性能和單向信號傳輸功能，廣泛應(yīng)用在電路隔離、電平轉(zhuǎn)換、噪聲抑制、無觸點(diǎn)開關(guān)及固態(tài)繼電器等場合〔燃?xì)鉄崴髅}沖點(diǎn)火控制器〕超聲波傳感器工作方式，激光的形成與特點(diǎn)，激光器的種類，智能式傳感器的概念超聲波傳感器使用時(shí)的兩種形式：直射式、反射式激光是媒質(zhì)的粒子(原子或分子)受激輻射產(chǎn)生的，但它必須具備下述的條件才能得到。①粒子數(shù)反轉(zhuǎn)②激光器的光振蕩放大③激光輸出激光的特點(diǎn)：高方向性高亮度單色性好高相干性激光器的種類很多。按其工作物質(zhì)可以分為氣體、液體、固體、半導(dǎo)體激光器。所謂智能傳感器，就是帶微處理器、兼有信息檢測和信息處理功能的傳感器。智能傳感器的最大特點(diǎn)就是，將傳感器檢測信息的功能與微處理器的信息處理功能有機(jī)地融合在一起。從一定意義上講，它具有類似于人工智能的作用。信號調(diào)理的作用，常用放大器類型信號調(diào)理:在一般測量系統(tǒng)號調(diào)理的任務(wù)比擬復(fù)雜，除了實(shí)現(xiàn)物理信號向電信號的轉(zhuǎn)換、小信號放大、濾波外，還有諸如零點(diǎn)校正、線性化處理、溫度補(bǔ)償、誤差修正和量程切換等，這些操作統(tǒng)稱為信號調(diào)理〔SignalConditioning〕，相應(yīng)的執(zhí)行電路統(tǒng)稱為信號調(diào)理電路。信號調(diào)理的目的是便于信號的傳輸與處理。常用放大器類型：儀用放大器程控增益放大器隔離放大器GPIB總線的根本性能，GPIB接口功能及總線分類①設(shè)備容量〔設(shè)備容量是指GPIB接口系統(tǒng)中儀器和計(jì)算機(jī)的總?cè)萘浚ǔ？蛇B接的儀器數(shù)目最多為15臺；〕②傳輸距離〔互連電纜的傳輸路經(jīng)總長不超過20m，或者裝置數(shù)目與裝置之間距離的乘積不超過20m；〕③數(shù)傳速度〔最高可達(dá)1Mbyte/s；〕④地址容量〔GPIB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用5個(gè)比特位的編碼來表示地址，地址容量為31個(gè)；〕⑤信息邏輯〔總線上信息邏輯采用負(fù)邏輯，規(guī)定：低電平〔≦+0.8V〕為邏輯“1〞，高電平〔≥+2.0V〕為邏輯“0〞；〕⑥數(shù)傳方式〔數(shù)據(jù)傳輸方式可以為：字節(jié)串行、位并行，雙向異步傳輸?！矴PIB接口功能①聽功能(L)：接收信號、數(shù)據(jù)；②講功能(T)：發(fā)送信號、數(shù)據(jù)；③控功能(C)：通過微處理器發(fā)布各種命令；④源握手功能(SH)：為講功能和控功能效勞；⑤受握手功能(AH)：為聽功能效勞；⑥效勞請求功能(SR)：量程溢出、震蕩器停頓等意外故障發(fā)生時(shí)，主動(dòng)向控者提出請求，以進(jìn)展相應(yīng)處理；⑦并行點(diǎn)名功能(PP)：快速查詢請求效勞裝置，速度快；⑧遠(yuǎn)地/本地功能(RL)：選擇遠(yuǎn)地或本地工作方式；⑨器件觸發(fā)功能(DT)：產(chǎn)生一個(gè)部觸發(fā)信號，以啟動(dòng)有關(guān)儀器功能進(jìn)展工作；⑩器件去除功能(DC)：產(chǎn)生一個(gè)部去除信號，使*儀器功能回到初始狀態(tài)。16條信號線按功能分為：8根雙向8位數(shù)據(jù)線3根數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線5根接口管理控制線V*I總線的技術(shù)優(yōu)勢、特點(diǎn)，V*I總線的分類，V*I模塊特性，V*I器件分類，V*I總線系統(tǒng)的典型構(gòu)造技術(shù)優(yōu)勢：1)模塊式構(gòu)造；2)高速數(shù)據(jù)吞吐量；V*I總線底板數(shù)據(jù)傳輸速率理論上可達(dá)40Mbyte/s；3)小型化；4)可靠性高，可維護(hù)性好；5)適應(yīng)性、靈活性強(qiáng)。特點(diǎn)：V*I總線的分類：VME計(jì)算機(jī)總線時(shí)鐘和同步總線模塊識別總線觸發(fā)總線模擬相加總線局部總線電源線V*I模塊特性：V*I總線系統(tǒng)的最小物理單元是組建模塊，它由帶電子元器件和連接器的組件板、前面板和任選的屏蔽殼組成。V*I系統(tǒng)的每個(gè)模塊都要符合一定的尺寸，且插入主機(jī)箱并接牢連接器才能工作。規(guī)定的模塊尺寸共有有A，B，C，D四種規(guī)格。V*I總線器件分為：存放器基器件消息基器件存儲器器件擴(kuò)展器件V*I總線系統(tǒng)的典型構(gòu)造：單CPU系統(tǒng)多CPU系統(tǒng)獨(dú)立系統(tǒng)分層構(gòu)造儀器系統(tǒng)LabVIEW的含義LabVIEW是美國NI公司推出的一種基于G語言(GraphicsLanguage，圖形化編程語言)的虛擬儀器軟件開發(fā)工具；LabVIEW8.2開發(fā)平臺構(gòu)成使用LabVIEW開發(fā)平臺編制的程序稱為虛擬儀器，簡稱VIVI由以下3局部構(gòu)成：前面板，程序框圖，圖標(biāo)和連線板創(chuàng)立虛擬儀器步驟，調(diào)試虛擬儀器的方法，虛擬儀器程序(VI)構(gòu)成步驟〔1〕前面板設(shè)計(jì)調(diào)試〔1〕運(yùn)行VI〔2〕程序框圖〔2〕去除語法錯(cuò)誤〔3〕數(shù)據(jù)流編程〔3〕高亮顯示執(zhí)行過程〔4〕功能檢驗(yàn)〔4〕單步執(zhí)行〔5〕保存文件〔5〕探針工具〔6〕斷點(diǎn)循環(huán)構(gòu)造與條件構(gòu)造的應(yīng)用、特性循環(huán)構(gòu)造主要有：For循環(huán)——必須指定循環(huán)的次數(shù)While循環(huán)——指定循環(huán)退出的條件P102條件構(gòu)造類似于文本編程語言中的switch語句或if...then...else語句。P103順序構(gòu)造的類型，公式節(jié)點(diǎn)的使用方法與應(yīng)用類型：平鋪式順序構(gòu)造層疊式順序構(gòu)造公式節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)立通常按以下步驟進(jìn)展：第一步創(chuàng)立公式節(jié)點(diǎn)第二步添加輸入、輸出端口第三步輸入程序代碼字符串的的顯示類型與應(yīng)用顯示類型說明正常顯示可打印字符以控制字體顯示，不可顯示字符通常顯示為一個(gè)小方框‘\’代碼顯示所以補(bǔ)課顯示字符顯示為反斜杠密碼顯示每個(gè)字符〔包括空格在〕顯示為星號〔*〕十六進(jìn)制顯示每個(gè)字符顯示為其十六進(jìn)制的ASC值，字符本身并不顯示應(yīng)用：將一些字符串和數(shù)值轉(zhuǎn)換成一個(gè)新的輸出字符串。數(shù)組的含義，數(shù)組的創(chuàng)立方法與應(yīng)用數(shù)組是一樣類型數(shù)據(jù)元素的有序集合。創(chuàng)立方法：〔1〕前面板上創(chuàng)立數(shù)組〔2〕程序框圖上創(chuàng)立數(shù)組應(yīng)用：①用于求一個(gè)一維數(shù)組和一個(gè)二維數(shù)組的長度②利用創(chuàng)立數(shù)組函數(shù)組建數(shù)組③從一個(gè)二維數(shù)組中取出一局部元素簇的含義，簇的創(chuàng)立方法與應(yīng)用簇是由不同類型的數(shù)據(jù)元素組成的一種數(shù)據(jù)類型。簇的創(chuàng)立〔1〕前面板上創(chuàng)立簇〔2〕程序框圖上創(chuàng)立簇應(yīng)用：①將幾個(gè)不同的數(shù)組類型組成一個(gè)簇②將一個(gè)簇中的各個(gè)元素值分別取出局部變量的含義，局部變量的創(chuàng)立，局部變量的特點(diǎn)局部變量：只能在同一個(gè)VI中使用的變量。創(chuàng)立局部變量的方法有兩種:〔1〕直接為前面板對象創(chuàng)立局部變量；〔2〕通過函數(shù)選板創(chuàng)立局部變量。特點(diǎn)：〔1〕局部變量只能在同一個(gè)VI中使用，其生存期與它所在的VI模塊密切相關(guān)，VI停頓運(yùn)行，在此VI定義的局部變量自動(dòng)消失；〔2〕局部變量必須依附在一個(gè)前面板對象上。一個(gè)前面板對象可以建立多個(gè)局部變量，但一個(gè)局部變量只能有一個(gè)端點(diǎn)與其對應(yīng)；〔3〕局部變量就是其相應(yīng)前面板對象的一個(gè)數(shù)據(jù)拷貝，要占用一定的存。全局變量的含義，全局變量的創(chuàng)立，全局變量的特點(diǎn)全局變量：可在不同VI之間進(jìn)展數(shù)據(jù)傳遞。創(chuàng)立：〔1〕新建一個(gè)VI，從函數(shù)選板的構(gòu)造子選板中選擇一個(gè)全局變量，將其放置在程序框圖中；〔2〕使用操作工具雙擊全局變量節(jié)點(diǎn)，會(huì)自動(dòng)翻開全局變量VI的前面板，然后在前面板上放置所需的控制或顯示對象；〔3〕保存全局變量文件。方法是在主菜單中選擇【文件】→【保存】。然后關(guān)閉全局變量的前面板窗口；特點(diǎn)：〔1〕LabVIEW中的全局變量相對于傳統(tǒng)編程語言中的全局變量更加靈活。傳統(tǒng)編程語言中的全局變量只能是一個(gè)變量，一種數(shù)據(jù)類型。而LabVIEW中的全局變量以獨(dú)立文件的形式存在，并且在一個(gè)全局變量中可以包含多個(gè)對象，擁有多種數(shù)據(jù)類型；〔2〕全局變量與子VI的不同之處在于它不是一個(gè)真正的VIs，不能進(jìn)展編程，只能用于簡單的數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)傳遞；〔3〕全局變量不能用于兩個(gè)VI之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞。因?yàn)?，通常情況下兩個(gè)VI對全局變量的讀寫速度不能保證嚴(yán)格一致。LabVIEW8.2支持的文件類型及文件操作過程類型：文本文件二進(jìn)制文件數(shù)據(jù)記錄文件過程：文件翻開、對文件進(jìn)展讀或?qū)?、關(guān)閉文件波形圖與波形圖表的特性與應(yīng)用、*Y圖的應(yīng)用、強(qiáng)度圖的特性波形圖用于顯示測量值均為采集的一條或多條曲線波形圖表是顯示一條或多條曲線的特殊數(shù)值顯示控件，一般用于顯示以恒定速率采集到的數(shù)據(jù)應(yīng)用：P132*Y圖是通過笛卡爾繪圖對象，用于繪制多種函數(shù)，如圓形或具有可變時(shí)基的波形應(yīng)用：P134強(qiáng)度圖提供了一種在二維平面上表現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的方法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)造，數(shù)據(jù)采集卡的組成及功能構(gòu)造：組成：模擬多路開關(guān)、遠(yuǎn)程控放大器、采樣保持器、定時(shí)器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器。功能：有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O、計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器等數(shù)字化頻率的概念，信號產(chǎn)生的方法數(shù)字化頻率=信號頻率/采樣頻率ΔT為采樣間隔，T為信號周期，n為設(shè)一個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)，則T=nΔT時(shí)域分析與頻域分析的含義、頻譜分析中應(yīng)注意的問題時(shí)域分析是指在時(shí)間域研究系統(tǒng)在一定輸