电子测量技术与仪器教学课件作者王川第8章智能仪器技术.ppt

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1、1／420电子测量技术与仪器主编：王川2／420全书目　录第1章　电子测量与仪器的基础知识第2章　测量用信号发生器第3章　电子电压表第4章电子示波器第5章　扫频测量仪第6章　电子计数器第7章　电子元器件参数测量第8章　智能仪器技术3／420第8章智能仪器技术学习要点：了解虚拟仪器技术发展现状，与传统测量技术相比，明确虚拟仪器在技术上的优势掌握LabVIEW的基本编程思想，并熟练运用图形化工具编程。4／420第8章智能仪器技术8.1概述8.2虚拟仪器组成8.3LabVIEW软件环境简介8.4虚拟仪器

2、实例返回5／420第8章智能仪器技术8.1概述8.1.1什么是虚拟仪器传统仪器如示波器、电压表、频率计、信号源等，是由专业厂家生产的具有特定功能和仪器外观的测试设备。虚拟仪器（VirtualInstrument简称VI)也叫计算机仪器，是以计算机为基础，配以相应测试功能的硬件作为信号输人输出的接口，利用虚拟仪器软件开发平台（如LabVIEWLabWindows/CVI)在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板并实现相应的功能，人们可以通过鼠标或键盘操作虚拟仪器面板上的旋钮、开关和按键，去选用仪器功能，设置

3、各种工作参数，启动或停止一台识器的工作。图7-1虚拟正弦波发生器6／420第8章智能仪器技术8.1.2虚拟仪器的特点虚拟仪器具有如下特点：（1)性价比高。规模经济效益使通用个人计算机具有很高的性价比，而且基于个人计算机的虚拟仪器和仪器系统可共享计算机硬件资源，从而大大增强仪器功能和降低仪器的成本。传统仪器小而全，而且各仪器的资源不能共享。虚拟仪器把传统仪器的公共部分如显示、存储、控制、打印、通信等都由计算机来完成，即无论任何功能的仪器都可利用或共享这些公共资源，而无需重复设置。（2)开放性好。具有

4、开放性的模块化设计，便于用户能根据测试任务随心所欲地组建仪器或系统，仪器扩充、连网和升级十分方便，可重新配置测试函数模板，甚至无须改变硬件，只需应用模块化的软件包的重新搭配，便可构成新的虚拟仪器，提高资源的可再用性。（3)智能化程度高。虚拟仪器是基于计算机的仪器，其软件具有强大的分析、计算、逻辑判断等功能，可以在计算机上建立一个普通的智能仪器到智能专家系统。(4)界面友好，使用方便。采用图形界面，在屏幕上虚拟出仪器面板，用鼠标操作，简单快捷，仪器功能选择、参数设置、数据处理、结果显示均能通过友好的

5、人机对话来进行。7／420第8章智能仪器技术8.2虚拟仪器组成8.2.1虚拟仪器系统的构成虚拟仪器系统构成的基本框图如图7—3所示。信号调理数据采集卡虚拟仪器软件平台计算机结果显示GPIB接口卡GPIB接口仪器串行口仪器/PLC现场总线（Fieldbus,CANbus）设备VXI仪器其他计算机硬件测控对象8／420第8章智能仪器技术图7-3表明，虚拟仪器系统有多种构成方式：·PC-DAQ测量系统：是以数据来集卡、信号调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的。·GPIB系统：是以GPIB标准总线仪器与计

6、算机硬件平台组成的测试系统。·VXI系统：是以VXI标准总线仪器与计算机硬件平台组成的测试系统．·串口系统：是以Serial标准总线仪器与计算机硬件平台组成的测试系统。·网络化系统：是以互联网、以太网、Fieldbus等标准总线仪器与计算机硬件平台组成的测试系统。图7-4为NI公司的采集卡的实物图。9／420第8章智能仪器技术8.2.2虚拟仪器的甚本功能任何一台仪器无非由三大功能块组成：信号的采集、数据的处理、结果的输出。虚拟仪器也不例外，它也是按照“信号的调理与采集（ADC）—数据的分析与处理（

7、DSP)——结果的输出(DAC)及显示”的结构棋式来建立通用仪器硬件平台的，在这个通用仪器硬件平台上，调用不同的测量软件就构成了不同功能的仪器．因此，虚拟仪器系统是由计算机、仪器硬件和应用软件三大要素构成的，计算机与仪器硬件又称为VI的通用仪器硬件平台。10／420第8章智能仪器技术1．信号调理与采集功能被测信号进行调理和采集是虚拟仪器的基本功能。此项功能主要是由虚拟仪器的硬件平台完成的。仪器硬件可以是插入式数据采集卡及必要的外围电路，或者是带标准总线接口的仪器，如GPIB,VXI,PXI,STD

8、,PC/104总线仪器和网络化仪器等。2．数据分析和处理功能虚拟仪器充分利用了计算机的高速存储、运算功能，并通过软件实现对输人信号的分析处理，如数字滤波、统计处理、数值计算、信号分析、数据压缩、模式识别等数字信号处理。3．参数设置和结果表达虚拟仪器充分利用计算机的人机对话功能，完成仪器的各种工作参数的设置，如功能、频段、量程等参数的置入，对测量结果的表达与输出有多种方式，如屏幕显示，电、磁、光存储，绘图打印，网络传输等．11／420第8章智能仪器技术8.2.3应拟仪器的基本工作原理