基于虛擬儀器的電機(jī)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、基于 lab view 的電機(jī)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng) 摘 要 虛擬儀器（virtual instrument）是日益發(fā)展的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和總線技術(shù)在向其 他技術(shù)領(lǐng)域密集滲透的過程中，與測(cè)試技術(shù)、儀器技術(shù)密切結(jié)合，共同孕育出的一項(xiàng) 美妙的新成果。利用虛擬儀器開發(fā)電機(jī)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)是本文的主要任務(wù)。被檢測(cè)的電 機(jī)參數(shù)包括電壓、電流、溫度等，電機(jī)性能的好壞取決于參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。論文介 紹了電機(jī)參數(shù)測(cè)量的原理和利用 labview 進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本論文分析了當(dāng)前虛擬儀器 的發(fā)展現(xiàn)狀后，研究了應(yīng)用于電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的虛擬電機(jī)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)：選擇 pc-daq 方式構(gòu)成虛擬儀器檢測(cè)系統(tǒng)、圖形化編程語(yǔ)言 labview

2、作為軟件開發(fā)平臺(tái)，完成了虛 擬儀器檢測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在硬件電路設(shè)計(jì)中，信號(hào)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集卡是整個(gè)檢 測(cè)系統(tǒng)的不可缺少的部分。軟件部分是本文設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，本文著重于模塊化的設(shè)計(jì)思 路詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀取與參數(shù)計(jì)算等模塊的設(shè)計(jì)。文章最后，提出了虛擬儀器 設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步研究的主要問題。 關(guān)鍵詞：電機(jī)參數(shù)，labview，檢測(cè) experiment detection system of electric machine based on labview abstract virtual instrument (vi) is a great new production what is base

3、d on integrating computer hardware and software in addition bus technology with measuring and instrumentation technology. exploiting the detection system of electromechanical parametric with virtual instrument is primary task of the paper. electromechanical parameters which should be detected includ

4、e voltage 、electrical current、temperature etc. the stand or fall of electromechanical character depended on that satisfy the standard or not. in this paper, the theory of electromechanical parameter measurement and the design way of the system with labview was introduced. after the vis actuality was

5、 analysed, a virtual electric parameter measuring system applying to electrical experiment teaching was researched; the pc-daq mode was selected to constitute the vi measuring system. and the graphical programming language labview was used as software development platform. a specimen of the virtual

6、measuring system had completed. during the design of hardware circuit, the signal conditioning circuit and the daq card is important to whole systems indispensable department. the matters which need attention in doing printed circuit board were showed. about the software, the idea of modularized des

7、ign was emphasized in this paper. many program modules were introduced in details, including the data storage with reading, parametric counting and so on. the conclusion and recommendations was presented in the end of the paper. keywords: electrical parameter，labview，detection 目錄 摘 要.i abstract.ii 1

8、 緒 論.1 1.1 虛擬儀器及 labview 概念.1 1.2 labview 的特點(diǎn)及發(fā)展前景.3 1.3 課題意義及任務(wù) .4 2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).5 2.1 labview 測(cè)試系統(tǒng)及設(shè)計(jì)指標(biāo).5 2.1.1 虛擬儀器的系統(tǒng)構(gòu)成.5 2.1.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo).6 2.2 系統(tǒng)測(cè)量原理 .6 2.2.1 交流電氣參數(shù)的測(cè)量原理.7 2.2.2 l、r、c 參數(shù)測(cè)量原理.10 3 虛擬儀器（labview）的系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì).12 3.1 虛擬儀器（labview）的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì).12 3.1.1 信號(hào)調(diào)理及數(shù)據(jù)庫(kù)采集卡.12 3.1.2 gpib(general purpose int

9、erface bus)系統(tǒng).13 3.1.3 vxi（vme bus xtension for instrumentation）總線 .14 3.1.4 串行總線.14 3.2 虛擬儀器（labview）的軟件平臺(tái)設(shè)計(jì).14 3.2.1 程序模塊設(shè)計(jì).14 3.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取.15 3.2.3 參量計(jì)算.16 4 調(diào)試和運(yùn)行.18 4.1 調(diào)試 .18 4.2 運(yùn)行 .19 結(jié) 論.20 致 謝.21 參考文獻(xiàn).22 附錄 a 英文文獻(xiàn).23 附錄 b 中文譯文.29 1 緒 論 測(cè)量?jī)x器發(fā)展至今，大體經(jīng)歷了四代發(fā)展歷程，即模擬儀器、分立元件式儀器、 數(shù)字化儀器和智能儀器。20 世紀(jì)

10、80 年代末，隨著微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā) 展，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合引起測(cè)試儀器領(lǐng)域里一場(chǎng)新的革命，一種全新的 儀器結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致新一代儀器虛擬儀器（virtual instrument）的出現(xiàn)。 1.1 虛擬儀器及 labview 概念 虛擬儀器就是在以計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上、功能由用戶設(shè)計(jì)和定義、具有虛 擬面板、測(cè)試功能由測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的實(shí)質(zhì)是利用計(jì) 算機(jī)顯示器的顯示功能來模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果， 利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析和處理，利用 i/o 接口設(shè)備完 成信號(hào)的采集、測(cè)量和調(diào)理，從而完成各種測(cè)試

11、功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。使用鼠 標(biāo)或鍵盤操作虛擬儀器面板，就如同使用一臺(tái)專用測(cè)量?jī)x器一樣。因此虛擬儀器的出 現(xiàn)，使測(cè)量?jī)x器與計(jì)算機(jī)的界限模糊了。 labview（laboratory virtual instrument engineering workbench）是一種圖形化的 編程語(yǔ)言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，被視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù) 采集和儀器控制軟件。labview 集成了與滿足 gpib、vxi、rs-232 和 rs-485 協(xié)議的 硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用 tcp/ip、activex 等軟件標(biāo) 準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件

12、。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀 器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動(dòng)有趣。 圖形化的程序語(yǔ)言，又稱為“g”語(yǔ)言。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫程序代 碼，取而代之的是流程圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語(yǔ)、 圖標(biāo)和概念，因此，labview 是一個(gè)面向最終用戶的工具。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的 科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進(jìn) 行原理研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高工作效率。labview 的工 作面板如圖 1.1、圖 1.2 所示。 圖1.1 labview vi(虛擬儀器)前面板 圖1.2 labview v

13、i(虛擬儀器) 后面板 1.2 labview 的特點(diǎn)及發(fā)展前景 同傳統(tǒng)儀器相比較，虛擬儀器具有以下特點(diǎn)： 1、labview 包含有專門用于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集程序和儀器控制程序的函數(shù)庫(kù)和開發(fā) 工具庫(kù)。 2、labview 的程序設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)的“虛擬儀器” ，即“vis” 。在計(jì) 算機(jī)顯示屏幕上利用函數(shù)庫(kù)和開發(fā)工具庫(kù)產(chǎn)生一個(gè)前面板（front panel） ；在后臺(tái)則是 利用圖形化的編程語(yǔ)言編制用于控制前面板的框圖程序。程序的前面板具有與傳統(tǒng)儀 器相類似的界面，可接受用戶的鼠標(biāo)和鍵盤指令。 3、labview 是帶有可擴(kuò)展函數(shù)庫(kù)和子程序庫(kù)的通用程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它提供了用 于 gpib 設(shè)備

14、控制、vxi 總線控制、串行口設(shè)備控制、以及數(shù)據(jù)分析、顯示和存儲(chǔ)的 應(yīng)用程序模塊。 4、labview 可方便地調(diào)用 windows 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和用戶自定義的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的 函數(shù)；labview 還提供了 cin (c interface node)節(jié)點(diǎn)使得用戶可以使用由 c 或 c+ 語(yǔ)言，如 ansi c 編譯的程序模塊，使得 labview 成為一個(gè)開放的開發(fā)平臺(tái)。 labview 還直接支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（dde） 、結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（sql） 、tcp 和 udp 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。 此外，labview 還提供了專門用于程序開發(fā)的工具箱，使得用戶能夠很方便地設(shè) 置斷點(diǎn)，動(dòng)態(tài)地執(zhí)行程序，從而非

15、常直觀地觀察數(shù)據(jù)的傳輸過程，以及方便地調(diào)試。 表表 1.1 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的對(duì)比虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的對(duì)比 虛擬儀器傳統(tǒng)儀器 開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用低開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用高 技術(shù)更新周期短（0.51 年）技術(shù)更新周期長(zhǎng)（510 年） 軟件是關(guān)鍵硬件是關(guān)鍵 價(jià)格低價(jià)格昂貴 開放、靈活與計(jì)算機(jī)同步，可重復(fù)用和重配置固定 可用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)周邊各儀器只可連有限的設(shè)備 自動(dòng)化、智能化、多功能、遠(yuǎn)距離傳輸功能單一，操作不便 綜上所述，虛擬儀器的發(fā)展取決于三個(gè)重要因素。計(jì)算機(jī)是動(dòng)力，軟件是核心， 高質(zhì)量的 a/d 采集卡及調(diào)理放大器與傳感器是基礎(chǔ)。20 世紀(jì) 80 年代美國(guó)國(guó)家儀器公 司(national instrume

16、nts corporation 簡(jiǎn)稱 ni)首先提出了虛擬儀器的概念。此后虛擬儀 器技術(shù)經(jīng)過十幾年發(fā)展，而今正沿著總線與驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化、硬/軟件模塊化、編程平 臺(tái)圖形化和硬件模塊的即插即用方向前進(jìn)。已在電子測(cè)量、物理探傷、電子工程、振 動(dòng)分析、聲學(xué)分析、物礦勘探、故障分析及教學(xué)科研等方面的數(shù)據(jù)采集和分析中廣泛 應(yīng)用。以開放式模塊化儀器標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)正日趨完善，加上計(jì)算機(jī)技術(shù) 和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，建立在虛擬儀器技術(shù)上的各種功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良的先進(jìn)儀 器將層出不窮，價(jià)格也會(huì)越來越低，使用虛擬儀器進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試將成為一種 趨勢(shì)，同樣，虛擬儀器技術(shù)也將成為學(xué)校未來教學(xué)科研的重要方法和

17、手段，特別是在 理工科學(xué)校其應(yīng)用前景非常廣闊。 1.3 課題意義及任務(wù) 近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（cat）系統(tǒng)在電 機(jī)行業(yè)得到了普及?；谟?jì)算機(jī)的電機(jī)性能測(cè)試也逐步取代傳統(tǒng)的手動(dòng)操作式電機(jī)檢 測(cè)，并向著自動(dòng)化智能化的方向發(fā)展。然而，基于傳統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的電動(dòng)機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系 統(tǒng)，往往面臨開發(fā)周期長(zhǎng)、成本高、兼容性和擴(kuò)展性弱的不足，從而也阻礙了電動(dòng)機(jī) 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。 現(xiàn)在通過虛擬儀器應(yīng)用軟件將計(jì)算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)化虛擬儀器硬 件結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能的軟件化與模塊化，以達(dá)到自動(dòng)檢測(cè)與分析的目的。 利用虛擬儀器技術(shù)用戶可以通過圖形化的編程環(huán)境和操作界面，輕松完成對(duì)待測(cè)對(duì)

18、象 的信號(hào)調(diào)理、過程控制、數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲(chǔ)等功能，大大縮短了系統(tǒng)開發(fā) 周期；同時(shí)由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬儀器軟硬件，測(cè)試系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性也得到 了很大程度的增強(qiáng)；此外，虛擬儀器技術(shù)的靈活性強(qiáng)和可重用度高，且易于升級(jí)和維 護(hù)，用戶甚至可以使用現(xiàn)有硬件組成另一套測(cè)試系統(tǒng)，從而減少不必要的重復(fù)投資， 降低系統(tǒng)的開發(fā)成本。 本課題開發(fā)了電機(jī)參數(shù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的部分工作，實(shí)現(xiàn)了三相交流電壓電流有效 值、有功功率、無功功率，功率因數(shù)等常見電氣參數(shù)的測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)值、測(cè)量 值之間的比較功能?？傮w任務(wù)如下： 1、 電機(jī)參數(shù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2、信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。 3、數(shù)據(jù)采集

19、卡 i/o 驅(qū)動(dòng)程序。 4、基于 labview 的電機(jī)參數(shù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用程序編程。 2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 labview 測(cè)試系統(tǒng)及設(shè)計(jì)指標(biāo) 2.1.1 虛擬儀器的系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)由信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)及應(yīng)用軟件四部分組成。調(diào)理電路分 為直流調(diào)理電路、交流調(diào)理電路、l、r、c 調(diào)理電路，分別用來測(cè)量直流電壓、電流； 三相交流電壓、電流、功率、功率因數(shù)；電感、電阻、電容。虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)框圖 如圖 2.1 所示。 圖 2.1 虛擬儀器系統(tǒng) 虛擬儀器系統(tǒng)的工作過程：先把由傳感器獲取的電信號(hào)輸入系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路， 經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行放大、濾波，再經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡存入內(nèi)存，然后對(duì)采

20、集到的數(shù)據(jù)進(jìn) 行數(shù)據(jù)分析和處理。 1、傳感器。傳感器完成信號(hào)的獲取后，將被測(cè)參量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號(hào)。 被測(cè)參量可以是各種非電氣參量，也可以是電氣參量。如電力輸電線高電壓電網(wǎng)，可 通過電壓互感器將高電壓變?yōu)?100 v 電壓、通過電流互感器將電網(wǎng)大電流變?yōu)?5 a 后， 仍需采用電壓、電流傳感器或變送器再將 100 v 電壓及 5 a 電流分別轉(zhuǎn)換成 5 v 低電 壓，然后送入數(shù)據(jù)采集卡中的 a/d 轉(zhuǎn)換器。 2、信號(hào)調(diào)理。來自傳感器的輸出信號(hào)通常是含有干擾噪聲的微弱信號(hào)。因此，后 面配接的信號(hào)調(diào)理電路的基本作用有兩個(gè)：一是放大，將信號(hào)放大到與數(shù)據(jù)采集卡中 的 a/d 轉(zhuǎn)換器相適配；二是預(yù)

21、濾波，抑制干擾噪聲信號(hào)的高頻分量，將頻帶壓縮以降 低采樣頻率，避免產(chǎn)生混淆。如果信號(hào)調(diào)理電路輸出的是規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，即 420 ma 電流信號(hào)，則稱這種信號(hào)調(diào)理電路為變送器。此外，根據(jù)需要還可進(jìn)行信號(hào)隔離與 變換等。 3、數(shù)據(jù)采集卡。主要功能有：（1）由衰減器和增益可控放大器進(jìn)行量程自動(dòng)改 換；（2）由多路切換開關(guān)完成對(duì)多點(diǎn)多通道信號(hào)的分時(shí)采樣，時(shí)間連續(xù)信號(hào) x(t) 經(jīng) 過采樣后變?yōu)殡x散時(shí)間序列 x(n)，n=0，1，2；（3）將信號(hào)的采樣值由 a/d 轉(zhuǎn)換 器轉(zhuǎn)換為幅值離散化的數(shù)字量，或由 v/f 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為脈沖頻率以適應(yīng)計(jì)算機(jī)工作。 4、labview 軟件平臺(tái)。labview 軟件

22、平臺(tái)是系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它使整個(gè)測(cè)量系 統(tǒng)成為一個(gè)智能化的有機(jī)整體，在軟件導(dǎo)引下按規(guī)定的程序自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)采集與存儲(chǔ)， 自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算分析與處理，以適當(dāng)形式輸出、顯示或記錄測(cè)量結(jié)果。 2.1.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo) 頻率和電壓是電能生產(chǎn)與消費(fèi)部門進(jìn)行電能質(zhì)量檢驗(yàn)的必備指標(biāo)。交流電在一秒 鐘內(nèi)正弦參量交變的次數(shù)稱為頻率(frequency )，其單位為赫茲( hz )。頻率是對(duì)單位時(shí) 間內(nèi)連續(xù)變量進(jìn)行的計(jì)量，要求被測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。交流電力系統(tǒng) 的標(biāo)稱頻率(specified frequency)有 50 hz 和 60 hz 兩種，我國(guó)交流電網(wǎng)采用的是 50hz。 （2.1）%100

23、(%) s s f ff f 式中：為頻率偏差，為實(shí)際頻率，為為標(biāo)準(zhǔn)頻率。ff s f （2.2）%100(%) n n u uu u 式中：為電壓偏差，為實(shí)際電壓， 為標(biāo)準(zhǔn)電壓。uu n u 國(guó)標(biāo) gb/t15945-1995電力系統(tǒng)頻率允許偏差規(guī)定，設(shè)備允許的頻率偏差為 1%。國(guó)標(biāo) gb 12325-90電能質(zhì)量供電電壓允許偏差規(guī)定，35 kv 及以上供電電壓 正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過額定電壓的 10%，10 kv 及以下三相供電電壓允許偏 差7%. 220 v 單相供電電壓允許偏差+7%、10%。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)為：(1) 電能計(jì)量0.5%；(2)電壓測(cè)量范圍 190420 v，測(cè)量

24、誤 差 0.2%；(3)電流測(cè)量范圍 0600 a，測(cè)量誤差0.2%；(4)相位測(cè)量范圍 0，測(cè) 90 量誤差0.2%；(5)頻率測(cè)量范圍 4852 hz，測(cè)量誤差0.1%；(6)功率因數(shù)測(cè)量范圍 01.0， 測(cè)量誤差0.2%。 2.2 系統(tǒng)測(cè)量原理 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要與系統(tǒng)面向的對(duì)象聯(lián)系起來。本文研究的是電機(jī)參數(shù)的測(cè)量，系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)在于交流電機(jī)參數(shù)的測(cè)量。 2.2.1 交流電氣參數(shù)的測(cè)量原理 1、單相電路的參數(shù)測(cè)量。由電路理論知，正弦交流電瞬時(shí)值的表達(dá)式為： （2.3）)sin( um tuu （2.4）)sin( im tii 式中：和分別為電壓和電流的最大值，為交流電信號(hào)的角頻率，、

25、m u m i u 分別為電壓和電流的初相位。習(xí)慣上初相角絕對(duì)值小于等于。為兩個(gè) i 180 ui 正弦量的相位差。 0，說明，則超前 一個(gè)相位角。= 0，即與 同相位， u i uiui 簡(jiǎn)稱同相（in phase）。 0，則滯后 一個(gè)相位角。=，則稱它們反相。ui 交流電流的有效值為: （2.5）ti t i t d 1 0 2 對(duì)于周期電壓則有： （2.6）tu t u t d 1 0 2 由此可見，周期量的有效值是瞬時(shí)值的平方在一周期內(nèi)的平均值再取平方根，因 此有效值也叫做均方根值（root-mean-square value） 。在一個(gè)周期內(nèi)，電路所吸收的平 均功率叫做有功功率，即

26、（2.7）cosd 1 0 uitui t p t 電壓有效值與電流有效值的乘積稱為視在功率,即ui （2.8）uis 無功功率的定義為 （2.9）sinuiq 則視在功率、無功功率、有功功率之間的關(guān)系可以用直角三角形表示出來，為 （2.10）cos sp （2.11）sin sq （2.12） 22 qps 將被測(cè)信號(hào)進(jìn)行離散化處理。系統(tǒng)在被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)對(duì)其進(jìn)行次采n 樣，測(cè)得離散的采樣值，根據(jù)前面所介紹電路理論的知識(shí)，可以得出交流電壓、 k u k i 電流有效值為 （2.13） 1 0 2 1 n k k u n u （2.14） 1 0 2 1 n k k i n i 式中：

27、，為采樣時(shí)間間隔。n/ttt 以離散的采樣值計(jì)算有功功率為： （2.15）cos 1 1 0 uiiu n p n k kk 視在功率為： （2.16） 1 0 2 1 0 2 11 n k k n k k i n u n uis 無功功率為： （2.17）sinuiq 或者 （2.18） 22 psq 2、三相電路功率的測(cè)量。三相電路中，負(fù)載的聯(lián)接方式有星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接。 星形聯(lián)接時(shí)，根據(jù)需要可以采用三相三線制或三相四線制供電，三角形聯(lián)接時(shí)只能用 三相三線制供電。三相四線制電路中，負(fù)載所消耗的總功率需要分別測(cè)出 a、b、c 各 相負(fù)載的功率，然后相加。即 （2.19） cba pppp

28、在三相三線制電路中，通常用兩只功率表測(cè)量三相功率。采用兩表法測(cè)功率接線圖如 圖 2.2 所示。儀器 、測(cè)得的瞬時(shí)功率為： 1 w 2 w （2.20） bbc2aac1 ,iupiup 瞬時(shí)功率之和為： （2.21） bcacbbaa bcbaca bbcaac21 )()( iuiuiuiu iuuiuu iuiupp 圖 2.2 三相三線制功率表接線圖 因?yàn)槿嗳€制電路，所以 abc 0iii （2.22） ccbbaa21 iuiuiuppp 它在一個(gè)周期內(nèi)的平均值就是三相總瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。不管電源 或負(fù)載是否對(duì)稱，不管是星形負(fù)載還是三角形負(fù)載，上述結(jié)論都正確。所以三相所

29、消 耗的總功率： （2.23） 2bbc1aac21 coscosiuiuppp 以離散的采樣值計(jì)算， 1 p 2 p （2.24） 1 0 bbc2 1 0 aac1 1 , 1 n k kk n k kk iu n piu n p 進(jìn)一步求得三相電路的有功功率 （2.25） 1 0 bbc 1 0 aac21 11 n k kk n k kk iu n iu n ppp 三相無功功率和視在功率與單相電路的計(jì)算類似。當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，不論星形 或三角形接法，三相中、和都是一樣的，所以每一相中的功率大小相等，三uicos 相功率為單相功率的三倍，即三相功率 （2.26） cos3cos3 11

30、i uiup 無功功率和視在功率為： （2.27）sin3 11i uq （2.28） 11 3ius 2.2.2 l、r、c 參數(shù)測(cè)量原理 根據(jù)歐姆定律，阻抗可以看成是電路中電壓與電流之比，在正弦交流的情況下， 電壓與電流的比值是復(fù)數(shù)，在直角坐標(biāo)系統(tǒng)中，阻抗可以表示為：z a （2.29）jxr i v z 在 l、r、c 測(cè)量系統(tǒng)中，如圖 2.3 所示。為信號(hào)源，經(jīng)過限流電阻加到被測(cè)阻抗 e0 r 上。當(dāng)a為一理想放大器時(shí)，被測(cè)阻抗和采樣標(biāo)準(zhǔn)電阻流過同一電流。將矢 x z x z s r i 量電壓和直接或經(jīng)信號(hào)調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集卡的相應(yīng)輸入通道。 x v s v 圖 2.3 l、r、c

31、測(cè)量原理框圖 圖中：c 為電容，r 為電阻、l 為電感，d 為損耗值，q 為品質(zhì)因數(shù)，于是有： 測(cè)量阻抗時(shí)，xz （2.30） )( )( 2222 jyxr vv vvvv j vv vvvv r vjv vjv r v v rz s sysx syxxsxxy sysx syxysxxx s sysx xyxx s s xx s x 對(duì)于電容串聯(lián)等效電路，則有： x x x cj rz 1 （2.31）xrr sx （2.32） yr c s x 1 （2.33） y x yr xr rcd s s xxx 對(duì)于電感串聯(lián)等效電路，則有： xx xljrz （2.34）xrr sx （2.3

32、5）y r l s x （2.36） x y xr yr r l q s s x x x 3 虛擬儀器（labview）的系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì) 從構(gòu)成要素講，虛擬儀器系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件組成的。 labview 編程設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。 3.1 虛擬儀器（labview）的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)與儀器硬件構(gòu)成 vi 的通用儀器硬件平臺(tái)。計(jì)算機(jī)為一臺(tái) pc 機(jī)或者工作站， 是硬件平臺(tái)的核心。i/o 接口設(shè)備主要是完成被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換。 這里主要介紹 daq 測(cè)試系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。daq 測(cè)試系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào) 調(diào)理電路及計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺(tái)組成的插卡式虛擬儀器系統(tǒng)

33、。如圖 3.1 所示。 圖 3.1 daq 測(cè)試系統(tǒng)硬件平臺(tái) 3.1.1 信號(hào)調(diào)理及數(shù)據(jù)庫(kù)采集卡 信號(hào)調(diào)理是聯(lián)系傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊的橋梁。美國(guó) ni 公司的儀器信號(hào)調(diào)理板卡 scxi（signal conditioning extensions for instrumentation）是 labview 軟件直接支持的 一種信號(hào)調(diào)理模塊。一個(gè) scxi 系統(tǒng)由一個(gè)或者多個(gè)堅(jiān)固的機(jī)箱構(gòu)成，機(jī)箱中可以安裝 各種不同的信號(hào)調(diào)理模塊。scxi 信號(hào)調(diào)理卡包括多種功能模塊可以根據(jù)測(cè)試需要選擇 單個(gè)或多個(gè)模塊安裝于機(jī)箱中，這些模塊的功能包括模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字 i/o 和開關(guān)等。 數(shù)據(jù)采集是測(cè)試信號(hào)

34、從模擬信號(hào)變成計(jì)算機(jī)能夠接受和處理的數(shù)字信號(hào)的過程。 數(shù)據(jù)采集卡是不可或缺的組成部分，其核心部分是 a/d 變換器。a/d 變換的輸入信號(hào) 是在時(shí)間上和幅度上都是連續(xù)變化的模擬信號(hào)，輸出信號(hào)是在時(shí)間上和幅度上都是離 散的數(shù)字信號(hào)，從連續(xù)信號(hào)到離散信號(hào)的變換過程可以看成采樣和量化的過程。a/d 轉(zhuǎn)換按原理劃分有 3 種:逐次逼近法 a/d、雙積分法 a/d 和并行比較法 a/d，在 daq 產(chǎn)品中應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)換方法是逐次逼近法。衡量 a/d 轉(zhuǎn)換器性能主要有兩個(gè)指標(biāo)：一 個(gè)是采樣分辨率，即 a/d 轉(zhuǎn)換器位數(shù)；二是 a/d 轉(zhuǎn)換速度。這二者都與 a/d 轉(zhuǎn)換器的 工作原理有關(guān)。 daq 卡按其安

35、裝方式有內(nèi)插式(plug in)和外插式之分?；?isa, pci,vxi. pxi/compact pci, pc mcia 等總線的 daq 卡屬內(nèi)插式?；?usb (universal serial bus )、ieee 1394 c (fire ware，火線)、rs232/485 等接口的 daq 板卡屬外掛式。表 3.1 列出了常見并行總線性能表。選用數(shù)據(jù)采集卡需要注意：數(shù)據(jù)分辨率和精度、最高 采樣速度、通道數(shù)、數(shù)據(jù)總線接口類型、是否有隔離、板卡本身是否帶有微處理器、 是否有標(biāo)定功能、支持的軟件驅(qū)動(dòng)程序及其軟件平臺(tái)。 表表 3.1 常見并行總線性能表常見并行總線性能表 總線名稱

36、數(shù)據(jù)總 線寬度 地址總 線寬度 總線工 作頻率 最高傳 輸速率 最大傳 輸距離 最多支 持器件 用途 pci32/6432/6433/36132/528機(jī)箱內(nèi)20pc 機(jī)虛擬 儀器 compactp ci 32/6432/6433132/26 4 機(jī)箱內(nèi)8虛擬儀器 測(cè)控系統(tǒng) pxi32/6432/6433132/26 4 機(jī)箱內(nèi)18虛擬儀器 測(cè)控系統(tǒng) vme16/3224/3233400.521虛擬儀器 測(cè)控系統(tǒng) vxi16/3224/323323208虛擬儀器 測(cè)控系統(tǒng) ieee488824/323311520 pc 機(jī)與儀 器相連 3.1.2 gpib(general purpose in

37、terface bus)系統(tǒng) gpib 系統(tǒng)是一種通用接口測(cè)試系統(tǒng)。它是由一臺(tái) pc 機(jī)、一塊 gpib 接口卡和若 干臺(tái) gpib 儀器子系統(tǒng)構(gòu)成。其中每個(gè)儀器子系統(tǒng)是一臺(tái)帶 gpib 接口的單臺(tái)儀器。即 使不同廠家的產(chǎn)品也相互兼容具有互換性，組件系統(tǒng)時(shí)非常方便，拆散后各儀器子系 統(tǒng)又可作單臺(tái)儀表獨(dú)立使用。一塊 gpib 接口卡可帶多達(dá) 14 臺(tái)儀器。利用 gpib 技術(shù)， 可用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，排除人為因素造成 的測(cè)試測(cè)量誤差。同時(shí)，技術(shù)易于升級(jí)，維護(hù)方便，儀器功能和面板自定義，開發(fā)和 使用容易。它可高效靈活地完成各種不同規(guī)模的測(cè)試測(cè)量任務(wù)。 3.1.3

38、 vxi（vme bus xtension for instrumentation）總線 vxi 總線是一種高速計(jì)算機(jī)總線vme 總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展。由惠普等公司 于 1987 年提出，1992 年成為 ieee 1155 標(biāo)準(zhǔn)。在該系統(tǒng)中圍繞機(jī)械、電氣、控制方式、 通信協(xié)議、電磁兼容、軟面板、驅(qū)動(dòng)程序、i/o 控制，乃至機(jī)箱、印刷電路板的結(jié)構(gòu)、 通風(fēng)散熱等都作了詳細(xì)的規(guī)定。vxi 總線系統(tǒng)是機(jī)箱式結(jié)構(gòu)。一個(gè)接插模件就相當(dāng)于 一臺(tái)儀器或特定功能的器件，多個(gè)模件共存于一個(gè)機(jī)箱組成一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。vxi 系統(tǒng) 的組建和使用越來越方便，它的高速率傳輸、模塊式結(jié)構(gòu)不僅使得儀器結(jié)構(gòu)緊湊、小 巧輕便，更使

39、得集多種功能于一體的現(xiàn)代集成式虛擬儀器變成現(xiàn)實(shí)。 3.1.4 串行總線 rs-232 總線是最早采用的通用串行總線，當(dāng)今 pc 更多采用了 usb 總線和 ieee 1394 總線。通用串行總線（universal serial bus，usb）具有傳輸速率高、支持異步 和等時(shí)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，適合于大數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)傳輸速率要求比較高的數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)合?；?于串行口和其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線的系統(tǒng)將某些串行口儀器和工業(yè)控制模塊連接起來，組 成實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。無論哪種虛擬儀器系統(tǒng)，都是將硬件儀器搭載到筆記本電腦、臺(tái)式 計(jì)算機(jī)或工作站等各種計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，再加上應(yīng)用軟件而構(gòu)成的。 3.2 虛擬儀器（labview）的軟件

40、平臺(tái)設(shè)計(jì) 虛擬儀器的功能由其軟件定義，軟件是虛擬儀器技術(shù)的核心。虛擬儀器軟件系統(tǒng) 應(yīng)主要包括操作面板設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、波形顯示、信號(hào)分析與處理和 i/o 設(shè)備管理等 內(nèi)容。它由兩部分構(gòu)成，即應(yīng)用程序和 i/o 接口儀器驅(qū)動(dòng)程序。虛擬儀器應(yīng)用程序的 開發(fā)環(huán)境主要有兩種：一種是文本式編程語(yǔ)言，常用的有 lab windows/cvi、visual basic、visual c+等，用這些工具開發(fā)具有成本低，不需再進(jìn)行專業(yè)軟件培訓(xùn)等特點(diǎn)。 3.2.1 程序模塊設(shè)計(jì) 本課題研究的軟件平臺(tái)主要有數(shù)據(jù)分析處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取模塊、參量計(jì) 算模塊、數(shù)字濾波模塊、波形顯示模塊等。 3.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取

41、 安裝 pcl-818ls 數(shù)據(jù)采集卡用 dma 方式進(jìn)行多通道高速數(shù)據(jù)采集，把采集到的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存數(shù)組當(dāng)中去，然后從該數(shù)組提取出每個(gè)參數(shù)的采集數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析和處理。圖 3.3 所示，為基本函數(shù)存儲(chǔ)文本文件。首先調(diào)用 vi-open/ creat / replace file 新建一個(gè)文件，然后將打開文件時(shí)得到的參考數(shù)(refnum)傳遞給 write file， 函數(shù) write file 讀取 for 循環(huán)中信號(hào)發(fā)生器（sine 為例）產(chǎn)生的并經(jīng)過 format into string 函數(shù)轉(zhuǎn)化成的字符串?dāng)?shù)據(jù)。 圖 3.3 存儲(chǔ)文本文件圖 也可用 express vis 進(jìn)

42、行文件的輸入和輸出，分別是 write labview measurement file express vi 和 read labview measurement file express vi。 圖 3.4 用 write labview measurement file 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為文件.lvm 圖 圖 3.5 用 read labview measurement file 讀取 lvm 文件圖 labview 支持三種格式用于文件的輸入輸出，即文本文件、二進(jìn)制文件和數(shù)據(jù)記 錄文件。其中電子表格文件是一種特殊類型的文本文件，這種文件仍然以 ascii 碼格 式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)能讓 micros

43、oft excel 等電子表格處理軟件直接讀取這類數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù) 記錄文件中又包含一種被稱為波形文件的文件格式，它記錄了發(fā)生波形的一些基本信 息，如波形發(fā)生的初始時(shí)間、采樣的間隔時(shí)間等。 3.2.3 參量計(jì)算 電壓電流的基本參數(shù)計(jì)算主要包括電壓有效值、電流有效值、幅值、最大值、最 小值、以及平均值等。按照前面推出的離散算法公式設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算子模塊程序如圖 3.6 所示。 圖 3.6 參數(shù)計(jì)算程序 圖中，均值電壓、交流有效值、直流分量、峰-峰值、最大值、最小值等是通過 labview 的數(shù)學(xué)庫(kù)中的子函數(shù)求出來的。 在得到電壓電流有效值的基礎(chǔ)上，可以通過計(jì)算公式間接求出有功功率、視在功 率、無功功

44、率及相位差等。計(jì)算程序如圖 3.7 所示。 圖 3.7 功率計(jì)算程序流程圖 采樣值是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需要對(duì)采樣值進(jìn)行檢驗(yàn)，例如電流標(biāo)準(zhǔn)值是 200 a，誤 差允許范圍0.2%，看采樣值是否在設(shè)計(jì)指標(biāo)之內(nèi)，運(yùn)行程序如圖 3.8 所示。采樣值 是數(shù)據(jù)采集來的數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)為 200 a，誤差允許設(shè)為 0.002，n 為采樣值的數(shù)量， 指示燈亮一下則表示采樣值不達(dá)標(biāo)，輸出采樣值數(shù)量，否則輸出設(shè)定合格輸出值。 圖3.8 采樣值達(dá)標(biāo)檢驗(yàn)程序圖 4 調(diào)試和運(yùn)行 4.1 調(diào)試 調(diào)試程序是建立在 labview 平臺(tái)上的，如果脫離了 labview 它就無法運(yùn)行。也 就是說，用戶在使用該虛擬儀器前，必須在自己

45、的計(jì)算機(jī)上預(yù)先安裝 labview。調(diào)試 的目的是要檢查程序能否按照用戶預(yù)想的方式運(yùn)行，達(dá)到程序設(shè)計(jì)的要求。在一般情 況下調(diào)試程序的過程就是查找語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤并改正的過程。 圖 4.1 調(diào)試工具選項(xiàng)對(duì)話框 對(duì)于一般的語(yǔ)法錯(cuò)誤 labview 會(huì)自動(dòng)檢查出來，這時(shí)工具欄上的程序運(yùn)行按鈕會(huì) 變成斷線，表示程序不能運(yùn)行。單擊按鈕會(huì)顯示語(yǔ)法錯(cuò)誤列表。進(jìn)一步修改錯(cuò)誤。 在組建好各個(gè)功能模塊的基礎(chǔ)上，就可以將它們集成到一起，形成一個(gè)功能完善的虛 擬信號(hào)分析儀器。 在程序集成時(shí)需要注意的問題有：（1）數(shù)據(jù)流向問題。由于 labview 是數(shù)據(jù)流 驅(qū)動(dòng)式編程語(yǔ)言，因此在將各個(gè)功能模塊集成時(shí)，更應(yīng)注意數(shù)據(jù)流

46、向的問題。尤其是 使用到彈出式子面板的模塊，很容易引起數(shù)據(jù)流的混亂，造成錯(cuò)誤；（2）數(shù)據(jù)的“可 見度”問題。與其它模塊化編程語(yǔ)言類似，labview 同樣存在著數(shù)據(jù)（或變量） “可 見度”問題。即參數(shù)為“內(nèi)部可用”的，以加強(qiáng)程序的可維護(hù)性。在使用循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)， 更應(yīng)注意變量的“可見度”問題，即在何種情況下循環(huán)內(nèi)部的變量才可以被外部引用。 有時(shí)，為了交換參數(shù)的方便，我們使用了“l(fā)ocal variable” ，這樣使用的結(jié)果雖然簡(jiǎn)化 了程序的開發(fā)，卻給程序的維護(hù)和可讀性帶來了負(fù)面的影響。任何較大型的程序的調(diào) 試都是一件煩瑣的事情。labview 雖然為我們提供了功能完善的調(diào)試工具，但仍然存 在著許

47、多隱含在程序內(nèi)部的錯(cuò)誤無法發(fā)現(xiàn)。這就要求我們?cè)陂_發(fā)程序的過程中一定要 仔細(xì)地把好每一關(guān)，在模塊內(nèi)部將錯(cuò)誤清除掉，才能減輕最終程序調(diào)試的難度。 4.2 運(yùn)行 labview 允許程序以單步執(zhí)行的方式運(yùn)行，同時(shí)也支持程序運(yùn)行時(shí)的高亮顯示。 單步執(zhí)行有三個(gè)控制按鈕，分別是：(step into)表示單步進(jìn)入程序流程并在下一個(gè)數(shù) 據(jù)節(jié)點(diǎn)停下來；(step over)表示單步進(jìn)入程序流程并在下一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行后停下 來；(step out)表示單步執(zhí)行停止方式。變成為執(zhí)行高亮顯示。 設(shè)置斷點(diǎn)和探針也是調(diào)試程序的常用方法。所謂斷點(diǎn)指的是在程序中設(shè)置的中止 點(diǎn)，程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處將暫停。當(dāng)程序的斷點(diǎn)設(shè)置在連線

48、上時(shí)，在數(shù)據(jù)流通過連線后 將暫停。labview 在執(zhí)行到斷點(diǎn)位置時(shí)，將會(huì)自動(dòng)激活代碼窗口，并閃爍顯示設(shè)置了 斷點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)或者連線。labview 利用探針可以查看程序運(yùn)行過程中任何一條線上通過 的數(shù)據(jù)的數(shù)值。對(duì)于運(yùn)算和邏輯非常復(fù)雜的程序設(shè)置探針，隨時(shí)查看某一點(diǎn)數(shù)據(jù)的情 況是非常重要的。 本設(shè)計(jì)的調(diào)試與運(yùn)行也是建立在基本的調(diào)試與運(yùn)行的基礎(chǔ)上的。搭建好硬件平臺(tái) 和軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行測(cè)試電機(jī)各個(gè)參數(shù)，信號(hào)通過傳感器轉(zhuǎn)化成可參考的信號(hào) 數(shù)據(jù)通過各通道輸送到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)而傳輸?shù)?labview 軟件平臺(tái)進(jìn)行各項(xiàng)檢驗(yàn)進(jìn) 行查看和打印結(jié)果。 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)主要研究了虛擬儀器的當(dāng)今發(fā)展，把虛擬儀器技術(shù)

49、應(yīng)用到電工實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 中。虛擬儀器技術(shù)強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大資源使本來需要硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)軟件化，在 相同的硬件條件下通過調(diào)用不同軟件來實(shí)現(xiàn)不同的儀器功能，完成多種參數(shù)測(cè)試，以 便最大限度地降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)功能與靈活性。首先，硬件設(shè)計(jì)模塊化。daq 系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)這幾個(gè)部分構(gòu)成，硬件以信號(hào)調(diào) 理電路和數(shù)據(jù)采集卡為基礎(chǔ)。再者，軟件設(shè)計(jì)模塊化。系統(tǒng)的功能主要取決于軟件。 根據(jù)不同的需要和功能設(shè)計(jì)不同的軟件模塊。例如電壓轉(zhuǎn)化、功率計(jì)算、誤差允許檢 驗(yàn)等模塊。使系統(tǒng)具有一機(jī)多用，使用靈活的優(yōu)點(diǎn)。 致 謝 此設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)教師胡廣振老師的親切悉心關(guān)懷和指導(dǎo)下完成的。胡老師

50、從設(shè)計(jì) 方案的選定，設(shè)計(jì)計(jì)劃的安排，具體功能的實(shí)現(xiàn)，出現(xiàn)問題的解決，畢業(yè)論文的撰寫 乃至論文定稿的全過程給予了精心的指導(dǎo)及嚴(yán)格的要求。這個(gè)設(shè)計(jì)和論文的完成，凝 結(jié)著胡老師的心血和汗水。胡老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓性的工作作風(fēng)和科學(xué)的思維 方法都使我受益匪淺。胡老師嚴(yán)于律己，忘我的高尚品德為我樹立了很好的典范。胡 老師對(duì)我的設(shè)計(jì)和論文給予了莫大的關(guān)心和幫助，在此，我表示衷心的感謝和誠(chéng)摯的 敬意。 本人在設(shè)計(jì)過程中也得到了電信學(xué)院其他老師的關(guān)心和幫助，在此我表示誠(chéng)摯的 感謝。 而且，也感謝我親愛的同學(xué)和朋友的鼎力相助。 最后向評(píng)審本論文，參加論文答辯的各位老師表示最衷心的感謝。 參考文獻(xiàn) 1 劉君華

51、.現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)m.西安：西安交通大學(xué)出版社， 1999.275308. 2 鄧炎，王磊.labview7.1 測(cè)試技術(shù)與儀器應(yīng)用m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004.48187 3 沈鴻.電機(jī)工程手冊(cè)（第 4 卷）m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.19-26019-264 4 j. kodosky, objects and messages in the labview graphical programming system , proceedings of seam 93, august 2.1993. 5 s.p.carullo, r.bolkus, j.hartieet

52、al. inter connected power system laboratory: fault analysis experiment. ieee transactions on power systems, 1996,11(4):19131919 6 楊樂平.labview 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用m.北京：電子工業(yè)出版社，2001.293246 7 黃義雄，戚麗麗.虛擬儀器下的電力參數(shù)測(cè)試.電力化與儀表m.1998.(6)：5253 8 王益全，張炳義.電機(jī)測(cè)試技術(shù)m.北京：科學(xué)出版社，2004 9 應(yīng)懷樵，卡泰.儀器與虛擬儀器技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)， 2000，(2)：24

53、10 史旺旺，陳虹.交流采樣的誤差分析與補(bǔ)償.電測(cè)與儀表m.1999，36(10)：46 附錄 a 英文文獻(xiàn) the introduction of labview in an application graphical programming languages allow a natural, intuitive man-machine interaction. as a result, graphical programming has gained much popularity over the past several years, primarily because many s

54、cientists and engineers have experienced improvements in programming efficiency due to the natural understandability of graphical programming tools. the following paper examines the suitability of graphical programming languages to real- world applications. the specific graphical programming languag

55、e evaluated in this paper is labview, though some of the concepts discussed apply to other visual programming languages as well. a relatively large case study involving simulation as well as real-time acquisition programmed in labview is investigated. advantages and limitations of labview for such a

56、pplications are discussed. the use of graphical programming tools in the human machine interaction is a widely accepted means for improving programming efficiency for a broad range of people with different programming skill levels. this is particularly true for scientists and engineers working in th

57、e laboratory automation area. among the many well-known advantages of visual, iconic programming such as natural representation, easy readability and interaction, language independence etc. we consider the possibility of graphically building large programs hierarchically, especially by non-experts,

58、as being one of the most important. though the obvious benefits of visual programming are generally recognized, there is a perception that the visual paradigm does not lend itself well to large-scale applications. an often expressed criticism of visual programming languages is the lack of visual abs

59、traction mechanisms that are as effective as those offered by text-based languages. without effective abstraction mechanisms, visual programs fail to scale adequately when compared to popular text based programming languages. thus, it is generally considered that traditional programming languages ar

60、e better suited for developing large applications. in this paper the possibilities of developing complex graphical programs in labview using hierarchical programming methodologies are nvestigated. the original implementation of labview in 1986 was focused at providing a graphical tool for measuremen