機(jī)械測(cè)試技術(shù)試驗(yàn)

1、機(jī)械測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)測(cè)控技術(shù)與儀器教研室2003年9月實(shí)驗(yàn)一：應(yīng)變片的粘貼、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 熟悉應(yīng)變片的工作原理2. 掌握應(yīng)變片的粘貼工藝3. 加深對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器:鋸條、導(dǎo)線、電阻應(yīng)變片、丙酮、藥棉、502膠水、鐵砂布、絕緣膠布、電烙鐵、萬(wàn)用表等。三、實(shí)驗(yàn)原理:1. 金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)當(dāng)金屬絲在外力作用下方式機(jī)械變形時(shí)， 其電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象 稱(chēng)為屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。設(shè)有一根長(zhǎng)度為I、截面積為S、電阻率為的金屬絲，在未受力時(shí)，原始電阻為： R -S當(dāng)金屬電阻絲受到軸向拉力F作用時(shí)，將伸長(zhǎng)(1 1)I，橫截面積相應(yīng)減小S，電阻率因晶格變化等因素的影響而改變，故引起電阻值的變化R

2、。對(duì)式(1 1 )全微分,R| S并用相對(duì)變化量來(lái)表示，則有：一 (1 2)RI SI6式中的為電阻絲的軸向應(yīng)變，用 表示，常用單位(11 10 mm/mm)。Ir若徑向應(yīng)變?yōu)?，電阻絲的縱向伸長(zhǎng)和橫向收縮的關(guān)系用泊松比 表示為:rr(| )，因?yàn)镾c r可以寫(xiě)成：2 -，貝 U( 1 2 )式rSrRRII (1 2 ) (12 L 1.1)ko 1 1 1(1 3)式(1 3 )為“應(yīng)變效應(yīng)”的表達(dá)式。ko稱(chēng)金屬電阻的靈敏系數(shù)，從式(1 3)可見(jiàn)，ko受兩個(gè)因素影響，一個(gè)是 (12 )，它是材料的幾何尺寸變化引起的，另一個(gè)是，是材料的電阻率隨應(yīng)變引起的(稱(chēng)“壓阻效應(yīng)”)。對(duì)于金屬材料而言，

3、以前者為主，則ko 12 ，對(duì)半導(dǎo)體，ko值主要是由電阻率相對(duì)變化所決定。實(shí)驗(yàn)也表明,在金屬電阻絲拉伸比例極限，電阻相對(duì)變化欲軸向應(yīng)變成正比。通常金屬絲的靈敏系數(shù)k0 2 左右。2應(yīng)變片的測(cè)量原理用應(yīng)變片測(cè)量受力應(yīng)變時(shí)， 將應(yīng)變片粘貼于被測(cè)對(duì)象表面上。 在外力作用下， 被測(cè)對(duì)象表明產(chǎn)生微小機(jī)械變形時(shí)，應(yīng)變片也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化。 通過(guò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓或電流的變化， 根據(jù)式（ 13），可以得到被測(cè)對(duì)象的 應(yīng)變值 ，而根據(jù)引力應(yīng)變關(guān)系： E（ 14）式中 測(cè)試的應(yīng)力； E 材料彈性模量?？梢詼y(cè)得應(yīng)力值 。通過(guò)彈性敏感元件，將位移、力、力矩、加速度、壓力等物理量轉(zhuǎn) 換為應(yīng)變，因此

4、可以用應(yīng)變片測(cè)量上述各量，從而做成各種應(yīng)變式傳感器。四、實(shí)驗(yàn)容：把電阻應(yīng)變片粘貼到鋸條上，并焊接上引線。完成之后用萬(wàn)用表分別測(cè)量鋸 條不彎曲時(shí)從電阻應(yīng)變片兩端引出的兩引線間的電阻值、鋸條分別往兩邊彎曲使 得應(yīng)變片發(fā)生形變時(shí)從電阻應(yīng)變片兩端引出的兩引線間的兩個(gè)電阻值。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1將鋸條上粘貼的應(yīng)變片拆除；2用鐵砂布把鋸條打磨干凈；3用藥棉粘上丙酮，將鋸條打磨光滑；4用 502 膠水將電阻應(yīng)變片平整的粘貼到打磨光滑的鋸條上；5用電烙鐵把兩根導(dǎo)線分別焊接到電阻應(yīng)變片的兩條引線上； 6絕緣：將兩根導(dǎo)線之間用絕緣膠布絕緣、 將導(dǎo)線與鋸條之間也用絕緣膠布 絕緣。7用萬(wàn)用表分別測(cè)量應(yīng)變片未發(fā)生形變及發(fā)生

5、正形變和負(fù)形變時(shí)的電阻值 變化情況。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 要求如下格式詳細(xì)記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，并要求有實(shí)驗(yàn)結(jié)論和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分 析和總結(jié)，達(dá)到別人根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告能把實(shí)驗(yàn)重復(fù)做出來(lái)的要求。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論六、實(shí)驗(yàn)分析及誤差分析實(shí)驗(yàn)二：電橋特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 掌握半橋、全橋組橋方法2 熟悉電阻應(yīng)變片的原理、使用方法3 掌握半橋、全橋組橋原理及其應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)儀器：電橋盒、應(yīng)變片、砝碼、BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀等。三、實(shí)驗(yàn)原理：1 電橋原理電橋是將電阻、電感、電容等參量的變化變成電壓或電流輸出的一種測(cè)量電路，其輸出既可用指示儀表直接測(cè)量，也可以送入放大器進(jìn)行放大

6、。橋式測(cè)量電路簡(jiǎn)單，并具有較高精確度盒靈敏度，因此在測(cè)量裝置中廣泛 應(yīng)用。電橋電路如下圖所示。圖2 1測(cè)量電路有多種，最常用的是橋式測(cè)量電路。 R、R、R、R四個(gè)電阻依次接 在A、B、C、D （或1、2、3、4）之間，構(gòu)成電橋的四橋臂。電橋的對(duì)角AC接電源，電源電壓為E；對(duì)角BD為電橋的輸出端，其輸出電壓用 UDb表示?？梢宰C 明UDb與橋臂電阻有如下關(guān)系：UDb =E ()若4 個(gè)橋臂電阻由貼在構(gòu)件上的 4 枚電阻片組成，而且初始電阻 R1= R2= R3 =R4，當(dāng)輸出電壓UDb = 0時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)。構(gòu)件變形時(shí)，各電阻的變化 量分別為R、AR2、AR3、AR4。輸出電壓的相應(yīng)變化為

7、：UDb+ AUdb= E（）在小應(yīng)變 1 的條件下，可以證明橋路輸出電壓為：AU DB =（ +）如果AR僅由機(jī)械變形引起、與溫度影響無(wú)關(guān)，而且4枚電阻片的靈敏系數(shù)K.相等時(shí)，根據(jù)，可以寫(xiě)成：AUdb = KS （ 1 一 2+ 3 4）如果供橋電壓E不變，那么構(gòu)件變形引起的電壓輸出 AUdb與4個(gè)橋臂的應(yīng) 變值 1、2、3、4成線性關(guān)系。式中各 是代數(shù)值，其符號(hào)由變形 方向決定。一般拉應(yīng)變?yōu)?正、壓應(yīng)變?yōu)?負(fù) 。根據(jù)這一特性：相鄰兩橋臂的 （ 1、3或 2、4）符號(hào)一致時(shí)，兩應(yīng)變相抵消；如符號(hào)相反， 則兩應(yīng)變的絕對(duì)值相加。相對(duì)兩橋臂的 （ 1 、2 或 3、4）符號(hào)一致時(shí)，兩應(yīng)變的 絕對(duì)值

8、相加；如符號(hào)相反，則兩應(yīng)變相抵消。實(shí)驗(yàn)如果能很好地利用電橋的這一特性， 合理布片、 靈活組橋， 將直接影響 電橋輸出電壓的大小， 從而有效地提高測(cè)量靈敏度、 并減少測(cè)量誤差。 這種作用 稱(chēng)做橋路的加減特性。電阻應(yīng)變儀是測(cè)量應(yīng)變的專(zhuān)用儀器，橋路輸出電壓 AUDB 的大小，是按應(yīng)變直接標(biāo)定來(lái)顯示的。因此與AUdb對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值儀可由應(yīng)變 儀直接讀出來(lái)。2組橋方式一般貼在構(gòu)件上參與機(jī)械變形的電阻片稱(chēng)做工作片， 在不考慮溫度影響的前 提下，應(yīng)變片接入各橋臂的組橋方式不同、 與工作片相應(yīng)的輸出電壓也不同。 幾 種典型的組橋方式如下：?jiǎn)伪蹨y(cè)量只有一枚工作片R接在AB橋臂上。其它3個(gè)橋臂的電阻片都不參與變形應(yīng)

9、變 e 為零。這時(shí)電橋的輸出電壓為： Udb = () =Ks ( 1)單臂測(cè)量的結(jié)果AUdb代表被測(cè)點(diǎn)的真實(shí)工作應(yīng)變。半橋測(cè)量?jī)擅豆ぷ髌琑i、R2分別接在相鄰兩個(gè)橋臂 AB BC上。其它兩個(gè)橋臂是應(yīng)變儀的接電阻。這時(shí)電橋的輸出電壓為： U DB = ( - )=K ( 1 2)對(duì)臂測(cè)量?jī)擅豆ぷ髌琑i、R3分別接在對(duì)臂AB CD上。溫度補(bǔ)償片R、R4分別接在其它兩對(duì)臂BC AD上。這時(shí)：U DB =( +) =Ks ( 13)一般貼在構(gòu)件上參與機(jī)械變形的電阻片稱(chēng)做工作片，在不考慮溫度影響的 前提下，應(yīng)變片接入各橋臂的組橋方式不同、與工作片相應(yīng)的輸出電壓也不同。 幾種典型的組橋方式如下：?jiǎn)伪鄞?lián)

10、測(cè)量?jī)擅洞?lián)的工作片2R接AB臂。而兩枚串聯(lián)的溫度補(bǔ)償片2R接BC臂。其他 兩個(gè)橋臂接儀器的接電阻這時(shí)： U DB=()工作片串聯(lián)后Ri = 2R ,同樣4Ri= 2 R，因此%的測(cè)量結(jié)果不變，與兩枚 阻片電阻變化率的平均值成正比。圖表1典型的組橋方式組橋方式輸岀電壓 AUdb橋臂系數(shù)B溫度補(bǔ)償單臂測(cè)量Ks( i)1BC臂需接一枚補(bǔ)償片R半橋測(cè)量K( 1- 2) 1=- 2 時(shí) B=2不需接補(bǔ)償片溫度影響自動(dòng)消除對(duì)臂測(cè)量K( l+ 3) 1= 3 時(shí) B=2非工作對(duì)臂接補(bǔ)償片全橋測(cè)量Ks( 1- 3+ 1- 3) 1=- 2= 3=- 4時(shí)B=4不接補(bǔ)償片，溫度影響可自動(dòng)消除串聯(lián)測(cè)量()B=1

11、阻值與工作片相會(huì)地補(bǔ)償片串聯(lián)后接 BC臂四、實(shí)驗(yàn)容：從實(shí)驗(yàn)一中所做的電阻應(yīng)變片中取兩個(gè)，加上電橋盒里的兩個(gè)固定電阻組成 半橋，并通過(guò)電橋盒把相應(yīng)的應(yīng)變輸入到 BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，并逐步的增加 砝碼使其發(fā)生應(yīng)變，記錄下每加一次的砝碼重量和BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀中顯示的應(yīng)變；同樣，取四個(gè)實(shí)驗(yàn)一中所做的電阻應(yīng)變片組成全橋，并通過(guò)電橋盒把相 應(yīng)的應(yīng)變輸入到BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，并逐步的增加砝碼使其發(fā)生應(yīng)變，記錄 下每加一次的砝碼重量和 BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀中顯示的應(yīng)變。最后以增加的砝 碼重量為橫軸，應(yīng)變?yōu)榭v軸，做圖。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 在電橋盒上組建半橋；2. 把BZ2206靜

12、態(tài)電阻應(yīng)變儀調(diào)零；BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示的應(yīng)變;BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示的應(yīng)變;3. 逐步增減砝碼，并記錄砝碼重量和4. 在電橋盒上組建全橋；5. 把BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀調(diào)零；6. 逐步增減砝碼，并記錄砝碼重量和六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：要求如下格式詳細(xì)記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，并要求有實(shí)驗(yàn)結(jié)論和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分 析和總結(jié)，達(dá)到別人根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告能把實(shí)驗(yàn)重復(fù)做出來(lái)的要求。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論六、實(shí)驗(yàn)分析及誤差分析實(shí)驗(yàn)三：測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)特性分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?熟悉靈敏度、回程誤差、線性誤差等的定義2掌握靈敏度、回程誤差、線性誤差等的測(cè)量方法3加深對(duì)電橋電路的

13、認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器:電橋盒、應(yīng)變片、砝碼、BZ2206靜態(tài)電阻應(yīng)變儀等。三、實(shí)驗(yàn)原理:靜態(tài)測(cè)量時(shí)，測(cè)試裝置表現(xiàn)出的響應(yīng)特性稱(chēng)為靜態(tài)響應(yīng)特性。靜態(tài)方程與定度曲線?靜態(tài)方程bxsx,boao測(cè)試裝置處于靜態(tài)測(cè)量時(shí)，輸入量 x和輸出量y不隨時(shí)間而變化，它們的 各階微分等于0。系統(tǒng)微分方程變?yōu)椋篴o該方程稱(chēng)為裝置的 靜態(tài)（傳遞）特性方程，簡(jiǎn)稱(chēng)靜態(tài)方程。實(shí)際測(cè)量裝置并非理想的定常線性系統(tǒng)，在靜態(tài)測(cè)量中，上式實(shí)際變?yōu)?232y SX S2X SsX L（s1 s2x yx L ）x靜特性就是在靜態(tài)測(cè)量情況下描述實(shí)際測(cè)試裝置與理想定常線性系統(tǒng)的接近 程度。?定度曲線表示靜態(tài)（或動(dòng)態(tài)）方程的圖形稱(chēng)為測(cè)試裝置的 定度

14、曲線（特性曲線、校準(zhǔn)曲線、標(biāo)定曲線）。習(xí)慣上，定度曲線是以輸入x作為自變量，對(duì)應(yīng)輸出y作為因變量，在直角坐標(biāo)系中繪出的圖形y=sxy=si x+s2x2 +s4x4 +y=six+s3x3 +s5x5 +y=SlX+S2X2+S3X3+S4X4 +測(cè)試裝置的主要靜特性參數(shù)? 非線性度：通常定度曲線并非直線。工程上，用一條反映定度數(shù)據(jù)的一般 趨勢(shì)而誤差絕對(duì)值為最小的擬合直線作為參考理想直線。線性度即是定度曲線接近擬合直線的程度，用線性誤差表示，即用裝置標(biāo)稱(chēng)輸出圍（全量程）A，定度曲線與擬合直線的最大偏差B表示?；虮硎境上鄬?duì)誤差形式：非線性度（誤差）B 100%Y/ 1Bi/7測(cè)童范圍靈敏度、鑒別

15、力閾、分辨力 用來(lái)描述測(cè)量裝置對(duì)被測(cè)量變化的反應(yīng)能力。靈敏度：輸出量的變化Dy與引起該變化的輸入量的變化 DX之比。即:理想青況下：S b constantx x a0實(shí)際總是用定度曲線的擬合直線的斜率作為該裝置的靈敏度。靈敏度的單位取決于輸入、輸出量的單位，當(dāng)輸入輸出量綱相同時(shí)，靈敏度 就是該測(cè)量系統(tǒng)的放大倍數(shù)。注意：靈敏度越高，測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性也往往越差。鑒別力閾：引起測(cè)量裝置輸出值產(chǎn)生一個(gè)可察覺(jué)變化的最小被測(cè)量變 化值，也稱(chēng)為靈敏閾或靈敏限。用來(lái)描述裝置對(duì)輸入微小變化的響應(yīng)能力。 分辨力：測(cè)試裝置有效地辨別緊密相鄰量值的能力。?回程誤差（滯后、遲滯、滯差、變差輸入量由小到大與由大到小變化

16、時(shí)，測(cè)試裝置對(duì)同一輸入量所得輸出量不一 致的程度?；爻陶`差用全量程圍，同一輸入量下所得輸出的最大差值 hmax與量程A之比 的百分?jǐn)?shù)表示。四、實(shí)驗(yàn)容：由實(shí)驗(yàn)二所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)靈敏度、回程誤差、線性誤差等的計(jì)算, 并畫(huà)出相應(yīng)曲線。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1由實(shí)驗(yàn)二所得半橋數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)靜態(tài)特性分析；2由實(shí)驗(yàn)二所得全橋數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)靜態(tài)特性分析；3分別畫(huà)出半橋、全橋各靜態(tài)特性相應(yīng)的曲線圖；六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：要求如下格式詳細(xì)記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，并要求有實(shí)驗(yàn)結(jié)論和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分 析和總結(jié)，達(dá)到別人根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告能把實(shí)驗(yàn)重復(fù)做出來(lái)的要求。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論六、實(shí)驗(yàn)分析及誤差

17、分析實(shí)驗(yàn)四 虛擬儀器信號(hào)處理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上， 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)熟悉典型信號(hào)的波形特征， 加深對(duì)相關(guān) 分析概念、性質(zhì)、作用的理解。2. 熟悉典型信號(hào)的頻譜特征， 能夠從信號(hào)頻譜中讀取所需的信息， 也就是具 備讀譜圖的能力。3. 通過(guò)對(duì)虛擬儀器信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 使學(xué)生了解利用虛擬儀器建立信號(hào) 處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)了解 Lab Windows/CVI 提供的信號(hào)產(chǎn)生函數(shù)及信號(hào) 分析函數(shù)的使用 。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. 計(jì)算機(jī) 1 臺(tái)2. Lab Windows/CVI 虛擬儀器軟件 1 套三、實(shí)驗(yàn)原理虛擬儀器通過(guò)軟件在通用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上定義和設(shè)計(jì)儀器的功能， 用戶操作 計(jì)算機(jī)的同

18、時(shí)就是在使用一臺(tái)專(zhuān)門(mén)的電子儀器。 虛擬儀器以計(jì)算機(jī)為核心， 充分 利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形界面和數(shù)據(jù)處理能力， 通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的顯示、 存儲(chǔ) 以及分析處理。軟件直接面對(duì)操作用戶，提供直觀、友好的操作界面，通過(guò)使用 相關(guān)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)豐富的數(shù)據(jù)分析與處理功能。用傅立葉變換將信號(hào)變換到頻率域： x(t)=a0/2+ a1*sin(2 n f0t)+b1*cos(2 n fOt)+ a2*sin(2 n f0t)+b2*cos(2 n fOt)通過(guò)調(diào)用函數(shù)庫(kù)中提供的傅立葉變換函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)將信號(hào)變換到頻率域，并 在 Lab Windows/CVI 前面板上顯示出信號(hào)的幅值譜曲線， 從信號(hào)幅值譜判斷信號(hào) 特征

19、。四、實(shí)驗(yàn)容正弦波、方波、三角波和白噪聲信號(hào)是實(shí)際工程測(cè)試中常見(jiàn)的典型信號(hào)，這些信號(hào)時(shí)域、 頻域之間的關(guān)系很明確， 并且都具有一定的特性， 通過(guò)對(duì)這些典型 信號(hào)的頻譜進(jìn)行分析， 對(duì)掌握信號(hào)的特性， 熟悉信號(hào)的分析方法大有益處， 并且 這些典型信號(hào)也可以作為實(shí)際工程信號(hào)分析時(shí)的參照資料。本次實(shí)驗(yàn)利用LabWindows/CVI 快速可重組虛擬儀器平臺(tái)可以很方便的對(duì)上述典型信號(hào)作頻譜分 析。分析結(jié)果用圖形在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)，也可通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái)。利用面向虛擬儀器的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)Lab Win dows/CVI設(shè)計(jì)基于虛擬儀器的典型信號(hào)處理系統(tǒng)。源程序代碼如下 ：其中黑體為所要添加的代碼#inclu

20、de #include #include #include #include 相關(guān)分析 .h static int panelHandle; static double *wave; static double *wave2; static int samples; static int samples2;int main (int argc, char *argv)if (InitCVIRTE (0, argv, 0) = 0) return -1;/* out of memory */if (panelHandle = LoadPanel (0, 相關(guān)分析 .uir, PANEL) 0)r

21、eturn -1;DisplayPanel (panelHandle); RunUserInterface ();DiscardPanel (panelHandle);return 0;int CVICALLBACK GenerWave (int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2)double phase;double cycnum;int sampcyc;double amp;double f;double phase2;double cycnum2;int sa

22、mpcyc2;double amp2;double f2;switch (event)case EVENT_COMMIT: GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_AMP, &); GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_NUMPCYC, &sampcyc); f=1.0/sampcyc;GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_CYCNUM, &cycnum);GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_PHASE, &phase); samples=cycnum*sampcyc;wave=malloc

23、(samples*sizeof(double); SineWave (samples, amp, f, &phase, wave);GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_AMP_2, &2);GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_NUMPCYC_2, &sampcyc2); f2=1.0/sampcyc2;GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_CYCNUM_2, &cycnum2);GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_PHASE_2, &phase2); samples2=cycnum2*s

24、ampcyc2;wave2=malloc (samples2*sizeof(double) ; SineWave (samples2, amp2, f2, &phase2, wave2);DeleteGraphPlot(panelHandle,PANEL_GRAPH,-1, VAL_IMMEDIATE_DRAW); PlotY (panelHandle, PANEL_GRAPH, wave, samples, VAL_DOUBLE, VAL_THIN_LINE, VAL_EMPTY_SQUARE,VAL_SOLID, 1, VAL_RED);PlotY (panelHandle, PANEL_

25、GRAPH, wave2, samples2, VAL_DOUBLE, VAL_THIN_LINE, VAL_EMPTY_SQUARE, VAL_SOLID, 1, VAL_YELLOW);break;return 0;int CVICALLBACK Shut (int panel, int control, int event,void *callbackData, int eventData1, int eventData2)switch (event)case EVENT_COMMIT:free(wave);free (wave2);QuitUserInterface (0);break

26、;return 0;int CVICALLBACK Corr (int panel, int control, int event,void *callbackData, int eventData1, int eventData2)double *Rxy;double number;switch (event)case EVENT_COMMIT:number=samples+samples2;Rxy = malloc (number*sizeof(double);Correlate (wave, samples, wave2, samples2, Rxy);DeleteGraphPlot (

27、panelHandle, PANEL_CORRGRAPH, -1, VAL_IMMEDIATE_DRAW);PlotY (panelHandle, PANEL_CORRGRAPHR, xy, number, VAL_DOUBLE, VAL_THIN_LINE,VAL_EMPTY_SQUARE, VAL_SOLID, 1, VAL_YELLOW);free (Rxy);break;return 0;五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 啟動(dòng) Lab Windows/CVI；2. 新建工程窗口；3. 在所建工程窗口，新建用戶界面；4. 在所建用戶界面上，建立各個(gè)控件： GRAPHS件一個(gè)、COMMAND牛3個(gè) (顯示

28、波形、退出、相關(guān)分析)；NUMERIC控件8個(gè)，STRING空件2個(gè)。5. 修改各控件的屬性，并保存用戶界面；6. 創(chuàng)建源代碼；7. 添加程序代碼，保存程序代碼文件；8. 向工程窗口添加用戶界面文件及程序代碼文件，保存工程文件；9. 運(yùn)行工程文件。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 要求如下格式詳細(xì)記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，并要求有實(shí)驗(yàn)結(jié)論和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分 析和總結(jié)，達(dá)到別人根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告能把實(shí)驗(yàn)重復(fù)做出來(lái)的要求。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論六、實(shí)驗(yàn)分析及誤差分析實(shí)驗(yàn)五 基于虛擬儀器的計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉計(jì)算機(jī)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2. 了解虛擬儀器技術(shù)的基本思想二、實(shí)驗(yàn)儀器1.

29、 計(jì)算機(jī)1臺(tái)2. Lab Windows/CVI虛擬儀器軟件1套3. PCI 6024E數(shù)據(jù)采集板及接線端子1套4. 溫度傳感器1個(gè)5. 電源1 個(gè)三、實(shí)驗(yàn)原理1. 虛擬儀器通常由個(gè)人計(jì)算機(jī)、模塊化功能硬件和控制軟件組成，即通過(guò)模 塊化功能硬件將要測(cè)量的信號(hào)或數(shù)據(jù)采集并傳給計(jì)算機(jī)，然后由控制軟件進(jìn)行分 析處理，傳給用戶；同時(shí)虛擬平臺(tái)通過(guò)人機(jī)界面獲取用戶指令， 再通過(guò)模塊化功 能硬件傳給被控對(duì)象。虛擬儀器工作原理如圖 1所示。圖5-1虛擬儀器工作原理VXI儀器現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）設(shè)備信號(hào)調(diào)理DAQ板卡/ DAQ盒測(cè)控對(duì)象虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)PC2. 用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際的控制系統(tǒng)的功能3

30、. 基于虛擬儀器的測(cè)控系統(tǒng)組線圖*顯示模擬數(shù)字溫度傳感器：采集器 A/D PC 信號(hào)信號(hào)四、實(shí)驗(yàn)容通過(guò)溫度傳感器采集到信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，信號(hào)由PCI-6024E傳給計(jì)算機(jī) 的虛擬儀器工作環(huán)境，就可以進(jìn)行下一步的處理。PCI-6024E板可實(shí)現(xiàn)多路開(kāi)關(guān)、 放大、采樣/保持、A/D轉(zhuǎn)換等功能。Lab Windows/CVI將功能強(qiáng)大、使用靈活的 C語(yǔ)言平臺(tái)與用于數(shù)據(jù)采集分析和顯示的測(cè)控專(zhuān)業(yè)工具有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，利用它的集成化開(kāi)發(fā)環(huán)境、交互式編程方法、函數(shù)面板和豐富的庫(kù)函數(shù)大大增強(qiáng)了C語(yǔ)言的功能，能用來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集和儀器控制的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析 和顯示。利用 Lab Windows/CV

31、I 編程設(shè)計(jì)基于虛擬儀器的測(cè)試系統(tǒng)。源程序代碼如下 ：其中黑體為所要添加的代碼#include #include #include /* Needed if linking in external compiler; harmless otherwise */#include #include #include #include #include tempsys.h#define ON 1#define OFF 0#define NUM_SCANS 100#define UPPER_LIMIT 12.0#define LOWER_LIMIT -12.0#define SCAN_RATE 500

32、.0#define MAX_CHANNELS 3int hist_array10, y_array10;double datapoints3 = 22.0, 20.0, 12.0;double temp_history10, x_array10;double upper_limit=22.0, lower_limit =12.0;double rate = 0.5;int handle;static short device=1;static unsigned long numChannels;static double waveformsNUM_SCANS;int main (int arg

33、c, char *argv)if (InitCVIRTE (0, argv, 0) = 0) /* Needed if linking in external compiler; harmless otherwise */return -1; /* out of memory */handle = LoadPanel (0, tempsys.uir, PANEL);DisplayPanel (handle);RunUserInterface();return 0;int CVICALLBACKProcessLoop (int panel, int control, int event, voi

34、d *callbackData, int eventData1, int eventData2)double mean, std_dev, voltage;int i;int j;/ 采集點(diǎn)數(shù)static int count;double tempNUM_SCANS;if (event = EVENT_TIMER_TICK) /* simulate temperature reading */ temp = (double) rand()/RAND_MAX * 5 + 75;/程序仿真調(diào)試時(shí)使用AIAcquireWaveforms (device, 0, NUM_SCANS, SCAN_RAT

35、E,UPPER_LIMIT, LOWER_LIMIT, &rate,GROUP_BY_SCAN, waveforms);/ 測(cè)試程序運(yùn)行時(shí)使用 for(j=0;j= upper_limit)SetCtrlVal (handle, PANEL_ALARM_HIGH, ON);elseSetCtrlVal (handle, PANEL_ALARM_HIGH, OFF);if (tempj = lower_limit)SetCtrlVal (handle, PANEL_ALARM_LOW, ON);elseSetCtrlVal (handle, PANEL_ALARM_LOW, OFF);/* Ev

36、ery 10 readings, perform analysis */if (count = 10) count = 0;StdDev (temp_history, 10, &mean, &std_dev);SetCtrlVal (handle, PANEL_MEAN, mean);SetCtrlVal (handle, PANEL_STD_DEV, std_dev);Histogram (temp_history, 10, 15, 45, hist_array, x_array, 10);for (i=0;i10;i+)y_arrayi = y_arrayi + hist_arrayi;P

37、lotXY (handle, PANEL_TEMP_HIST, x_array, y_array, 10, VAL_DOUBLE,VAL_INTEGER,VAL_VERTICAL_BAR,VAL_EMPTY_SQUARE,VAL_SOLID, 1, VAL_YELLOW);return 0;int CVICALLBACK UpdateRate(int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2)double readings;switch (event) case EVENT

38、_COMMIT :GetCtrlVal (handle, PANEL_RATE, &readings); rate = 1.0 / readings;SetCtrlAttribute(handle,PANEL_PROCESSTIMER,ATTR_INTERVAL, rate); break;return 0;int CVICALLBACK Reset(int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2) int i;switch (event) case EVENT_COMM

39、IT :DeleteGraphPlot (handle, PANEL_TEMP_HIST, -1, 1); for (i=0;i10;i+) y_arrayi = 0;break; return 0;int CVICALLBACK SetAlarms(int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2)if (event = EVENT_VAL_CHANGED) switch (control) case PANEL_UPPER_LIMIT :GetCtrlVal (handle, PANEL