基于labview的虚拟实验平台的设计

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1、2009年第17期(总第87期)基于LabVIEW的虚拟实验平台的设计陈春朝赵敏张亚超邱颖豪河南理工大学河南焦作454000摘要：根据现实教学条件，本文采用LabVIEW软件设计一台虚拟实验平台，为学生们提供了一些脱离实验室的仿真实验，同时也为教师多媒体教学提供了素材，实践证明该实验平台具有较强的实用性和扩展性。关键词：LabVIEW虚拟仪器教学实验相关分析频谱分析本文基于LabVIEW设计的虚拟实验平台是通过以试数据，价格低，技术更新快。它的最大特点就是“软”代“硬”的方式，充分利用LabVIEW丰富的软

2、把由仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用件资源和计算机的硬件资源，利用LabVIEW编程效率户自己定义仪器功能，满足多种多样的应用需求。高，易于修改的特性进行设计。应用于课堂教学和由于虚拟仪器的测试功能、面板控件都实现了软件演示实验，加深学生对课本知识的理解，提高上课化，任何使用者都可通过修改虚拟仪器的软件来改效率，改善教学效果。减少了对硬件仪器的依赖，变它的功能和规模，这充分体现了软件就是仪器的节省了教学经费，同时可直接应用于多媒体教学设计思想。中，将演示实验、验证性实验搬上课堂，把对学生虚拟仪器的技

3、术基础是计算机技术，核心是计独立思考能力、动手能力和创新能力的培养融合到算机软件技术。其中最有代表性的图形化编程软件课堂教学中。本文将通过几个实验分析虚拟实验平是美国NI公司推出的LabVIEW(laboratoryvirtual台设计实用性。instrumentengineeringworkbench，即实验室虚拟仪器工作平台)。它是世界上第一个采用图形化编程一、虚拟仪器及Labview8.2技术的面向仪器的32位编译型程序开发系统，它的虚拟仪器的概念是美国NI公司(National目标就是简化程序的开发

4、工作，提高编程效率，让Instrument)在20世纪80年代中期提出来的。所谓虚科学家和工程技术人员充分利用计算机的资源和强拟仪器就是以计算机作为仪器统一的硬件平台，充大功能，快速简捷地完成自己的工作任务，它被称分利用计算机的运算、存储、回放、调用、显示及为科学家与工程师的语言。文件管理等智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，使之与计算机结合构成一二、基于LabVIEW的虚拟实验平台台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同，同时设计又充分享用了计算机智能资源的全新仪器系统。与LabVIEW

5、软件设计包括前面板控件的布置和框图传统仪器相比，虚拟仪器有许多优点：对测试量的程序的设计。前面板的设计主要是根据用户的需要处理和计算可更复杂且处理速度更快，测试结果的和操作的方便性进行输入输出控件空间的排布，前表达方式更加丰富多样，可以方便地存储和交换测面板是虚拟仪器与用户进行信息交互的界面。用户可将信号通过输入控件(Control)输入到虚拟仪器内，程序运行的结果由输出控件(Indicator)来完收稿日期：2009-07-15成，显示到显示器或显示控件内。框图是完成程序作者简介：陈春朝，硕士，讲师。E-

6、mail:cmee@263.net312009年第17期(总第87期)功能的图形化源代码，通过它对信号数据的输入和2.实验原理及相应子程序设计输出进行指定，完成对信号采集及分析处理功能的(1)自相关分析：控制。①自相关函数的概念和性质：1.主程序设计x(t)是各态历经随机过程的一个样本函数，LabVIEW编程的最大好处是图形化编程和模块化x(t+τ)是x(t)时移τ后的样本，把x(t)与x(t+τ)编程，这使得编程更加直观和更加容易。为了使编相关程度可通过相关系数表示，即：程更简洁且容易修改，本文将各实验进

7、行模块化设计，然后利用事件结构(EventStructure)实现各实验子程序的调用。在前面板上设计几个菜单式按钮，点击相应的按钮可以弹出相应实验项目的运行界面。主程序的程序前面板和框图程序如图1所示。用户可以单击说明按钮，了解试验平台的使用方若用Rx(τ)表示自相关函数，其定义为:法，以及各实验项目的实验方法和实验步骤。该实验平台包括自相关分析、互相关分析、频谱分析、滤波分析等实验模块，学生可以通过该实验平台学习各个实验内容，同时教师也可以将该虚拟实验平正弦函数的自相关函数是一个余弦函数，在台应用于课堂教

8、学中，帮助学生理解关于测试技术τ=0时具有最大值。它保留了幅值信息和频率信里面抽象的概念。息，但丢失了原正弦函数中的初始相位信息。根据自相关的这一特点，可以实现自相关滤波，检测信号是否含有周期信号。以上理论的实现可以通过设计如图2所示的自相关函数实验模块帮助学生理解公式的含义。a.程序前面板图2自相关函数实验模块②点击主程序前面板中的“实验一”按钮即可进入“自相关函数实验”模块，调整前面板右边的“噪声幅值”即可调