虛擬儀器實(shí)驗(yàn)電子學(xué)

虛擬儀器實(shí)驗(yàn)1精選ppt======================================實(shí)驗(yàn)教材：虛擬儀器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書〔自編〕======================================虛擬儀器技術(shù)室軟、硬件介紹=============================================實(shí)驗(yàn)課程安排======================================實(shí)驗(yàn)要求與課程考核=============================================實(shí)驗(yàn)室地址：3號(hào)樓3111室=============================================2精選ppt一、虛擬儀器概述1、什么是虛擬儀器？傳統(tǒng)儀器廠商定義功能虛擬儀器用戶定義功能3精選ppt虛擬儀器系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件三大要素構(gòu)成的。計(jì)算機(jī)與儀器硬件又稱為VI的通用儀器硬件平臺(tái)。軟件技術(shù)是虛擬儀器的核心技術(shù)。常用的儀器用開發(fā)軟件有LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等，其中以LabVIEW應(yīng)用最為廣泛。4精選ppt2、什么是Labview？LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench〕是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)立應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW那么采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。5精選ppt6精選pptLabVIEW程序被稱為VI〔VirtualInstrument〕，即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器〞，即虛擬儀器的概念。LabVIEW還包含了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示與存儲(chǔ)等。7精選ppt3、Labview可以做什么？LabVIEW在測試、測量和自動(dòng)化等領(lǐng)域具有最大的優(yōu)勢，因?yàn)長abVIEW提供了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲(chǔ)。用戶可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成一套完整的從儀器連接、數(shù)據(jù)采集到分析、顯示和存儲(chǔ)的自動(dòng)化測試測量系統(tǒng)。它被廣泛地應(yīng)用于汽車、通信、航空、半導(dǎo)體、電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)、過程控制和生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。8精選pptLabVIEW不僅可以用來快速搭建小型自動(dòng)化測試測量系統(tǒng)，還可以被用來開發(fā)大型的分布式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。在美國LawrenceLivermore國家實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)花費(fèi)2000萬美金的極為復(fù)雜的飛秒激光切割系統(tǒng)就是基于LabVIEW開發(fā)的。在北京正負(fù)電子對撞機(jī)二期工程北京譜儀慢控制系統(tǒng)中，大約有30種物理量共7000多點(diǎn)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)點(diǎn)需要實(shí)時(shí)采集控制和分析記錄等。

9精選ppt二、我系虛擬儀器技術(shù)室軟、硬件介紹1、硬件①虛擬儀器主機(jī):采用美國NI公司的電子學(xué)教育平臺(tái)ELVISII平臺(tái)，共25臺(tái)。②計(jì)算機(jī)：25臺(tái)計(jì)算機(jī)。③電阻、電容、電機(jī)、發(fā)光二極管、數(shù)碼管等電子元器件假設(shè)干。10精選ppt2、軟件交互式電路仿真軟件Multisim軟件和圖形化開發(fā)軟件LabVIEW軟件。我系基于NI電子學(xué)教育平臺(tái)〔包括ELVIS硬件、Multisim軟件和LabVIEW軟件〕而構(gòu)建的虛擬儀器技術(shù)室集多領(lǐng)域、多學(xué)科技術(shù)于一體，充分表達(dá)了先進(jìn)性、開放性和功能多樣化。能緊密結(jié)合理論仿真與實(shí)際電路原型設(shè)計(jì)，適合于通信、電子信息工程、自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)開展“虛擬儀器〞及其綜合應(yīng)用的實(shí)踐教學(xué)。實(shí)驗(yàn)室全天開放，學(xué)生除在實(shí)驗(yàn)課時(shí)間來做實(shí)驗(yàn)，也可利用課余時(shí)間來實(shí)驗(yàn)室開展課設(shè)、畢設(shè)等相關(guān)研究。11精選ppt實(shí)驗(yàn)一LabVIEW軟件根本操作〔一〕〔設(shè)計(jì)性〕實(shí)驗(yàn)二LabVIEW軟件根本操作〔二〕〔設(shè)計(jì)性〕實(shí)驗(yàn)三NIELVISII平臺(tái)工作環(huán)境〔驗(yàn)證性〕實(shí)驗(yàn)四電子溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)〔設(shè)計(jì)性〕實(shí)驗(yàn)五運(yùn)放濾波器實(shí)驗(yàn)〔綜合性〕實(shí)驗(yàn)六LED營救實(shí)驗(yàn)〔綜合性〕虛擬儀器實(shí)驗(yàn)工程12精選ppt實(shí)驗(yàn)要求與課程考核〔一〕、實(shí)驗(yàn)要求1.實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)，按照實(shí)驗(yàn)要求,編寫好程序。2.實(shí)驗(yàn)時(shí)到實(shí)驗(yàn)室將預(yù)習(xí)時(shí)編寫好程序利用NIELVISII平臺(tái)等實(shí)物進(jìn)行硬件測試，調(diào)試程序，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，檢查設(shè)計(jì)的功能?！采蠈?shí)驗(yàn)課要求帶好實(shí)驗(yàn)教材，做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄〕3.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)異常情況，如冒煙、燒焦異味等立即撤斷電源，報(bào)告老師。4.實(shí)驗(yàn)完成后整理好實(shí)驗(yàn)臺(tái)，清掃好實(shí)驗(yàn)場地。5.每次實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求同實(shí)驗(yàn)一樣，每人單獨(dú)完成，不得相互照抄，發(fā)現(xiàn)雷同，重作。6.假設(shè)實(shí)驗(yàn)課因事沒有參加的，要求在第18周前補(bǔ)做好。7.實(shí)驗(yàn)課中內(nèi)容沒完成的，課后自行到實(shí)驗(yàn)室完成或利用自己的電腦完成，實(shí)驗(yàn)室全天開放。13精選ppt〔二〕、實(shí)驗(yàn)課程考核1.平時(shí)每次實(shí)驗(yàn)情況50%2.實(shí)驗(yàn)考勤、實(shí)驗(yàn)場地整理10%3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績40%返回14精選ppt實(shí)驗(yàn)一LabVIEW軟件根本操作〔一〕〔本實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)〕15精選ppt一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉虛擬儀器編程軟件LabVIEW的根本操作和熟悉虛擬儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2、掌握常見工程的編程方法和仿真調(diào)試。16精選ppt二、實(shí)驗(yàn)原理

LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench〕是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)立應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW那么采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。LabVIEW程序被稱為VI〔VirtualInstrument〕，即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器〞，即虛擬儀器的概念。LabVIEW還包含了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示與存儲(chǔ)等。17精選ppt三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、數(shù)據(jù)操作編寫一個(gè)溫度監(jiān)測器，如右圖所示，當(dāng)溫度超過報(bào)警上限，而且開啟報(bào)警時(shí)，報(bào)警燈點(diǎn)亮。溫度值可以由隨即數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生。18精選ppt2、程序結(jié)構(gòu)利用順序結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)寫一個(gè)跑馬燈，如以下圖所示，5個(gè)燈從左到右不停的輪流點(diǎn)亮，閃爍間隔由滑動(dòng)條調(diào)節(jié)。19精選ppt3、字符串、數(shù)組、簇和矩陣?yán)么啬M汽車控制，如右圖所示，控制面板可以對顯示面板中的參量進(jìn)行控制。油門控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速＝油門*100，檔位控制時(shí)速,時(shí)速＝檔位*40，油量隨VI運(yùn)行時(shí)間減少。20精選ppt四、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1、計(jì)算機(jī)2、ELVISII平臺(tái)LabVIEW編程環(huán)境21精選ppt五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式及要求〔一〕、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹捕?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟要求每寫一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，緊跟其后寫出以下內(nèi)容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果，分析是否符合設(shè)計(jì)要求?！踩?、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備返回22精選ppt參考程序-123精選ppt參考程序-324精選ppt實(shí)驗(yàn)二LabVIEW軟件根本操作〔二〕〔本實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)〕25精選ppt參考程序-226精選ppt二、實(shí)驗(yàn)原理

LabVIEW〔LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench〕是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)立應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW那么采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。LabVIEW程序被稱為VI〔VirtualInstrument〕，即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器〞，即虛擬儀器的概念。LabVIEW還包含了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示與存儲(chǔ)等。27精選ppt一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉虛擬儀器編程軟件LabVIEW的根本操作和熟悉虛擬儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2、掌握常見工程的編程方法和仿真調(diào)試。28精選ppt4、圖形化顯示數(shù)據(jù)——圖表和圖形利用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器仿真一個(gè)0到5V的采樣信號(hào)，每200ms采一個(gè)點(diǎn)，共采集50個(gè)點(diǎn)，采集完后一次性顯示在WaveformGraph上。在上例根底上再增加1路電壓信號(hào)采集，此路電壓信號(hào)的范圍為5到10V，采樣間隔是50ms，共采100個(gè)點(diǎn)。采樣完成后，將兩路采樣信號(hào)顯示在同一個(gè)WaveformGraph中。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

29精選ppt5、ExpressVI——快速搭建專業(yè)測試系統(tǒng)利用ExpressVI產(chǎn)生一個(gè)帶白噪聲的正弦信號(hào)，然后用功率譜分析ExpressVI對其進(jìn)行功率譜分析，并將原信號(hào)與分析結(jié)果寫入測量文件。30精選ppt6、文件I/O有一個(gè)測量程序，采集兩路信號(hào)，每1s采集一次，要求每采集一次，就將采集結(jié)果寫入文本文件尾部，即使重新運(yùn)行程序，仍能保證數(shù)據(jù)添加到文件尾部，而不會(huì)覆蓋原有數(shù)據(jù)。格式為a保留4位小數(shù)，b為整數(shù)，如右圖所示。31精選ppt7、子VI寫一個(gè)子VI計(jì)算輸入雙精度數(shù)組所有元素的平均值，并在上層VI調(diào)用它。32精選ppt四、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1、計(jì)算機(jī)2、ELVISII平臺(tái)LabVIEW編程環(huán)境33精選ppt五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式及要求〔一〕、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹捕?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟要求每寫一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，緊跟其后寫出以下內(nèi)容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果，分析是否符合設(shè)計(jì)要求?！踩?、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備返回34精選ppt參考程序-435精選ppt參考程序-536精選ppt參考程序-637精選ppt參考程序-738精選ppt實(shí)驗(yàn)三NIELVISII平臺(tái)工作環(huán)境〔本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)〕39精選ppt一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉NIELVISII平臺(tái)的組成、功能及使用；2、掌握虛擬儀器LabVIEW編程環(huán)境。40精選ppt構(gòu)思來源于加州州立大學(xué)圣伯納迪諾分校

PaulDixon,物理學(xué)系教授虛擬儀器教學(xué)實(shí)驗(yàn)的帶頭人NIELVIS平臺(tái)的起源二、NIELVISII平臺(tái)簡介41精選ppt從構(gòu)思到實(shí)現(xiàn)基于LabVIEW和數(shù)據(jù)采集卡可替換的原型板集成各類常用儀器功能NIELVIS工作臺(tái)PC外部DAQ設(shè)備SoftwareNIELVISIINIELVISII+42精選pptELVISII平臺(tái)硬件指標(biāo)–1數(shù)字萬用表隔離5?位60VDC，20Vrms,2ADC,2Arms,100MΩ內(nèi)部電路保護(hù)可復(fù)位保險(xiǎn)絲函數(shù)發(fā)生器10-bit±5V范圍0.2Hz到5MHz正弦0.2Hz到1MHz三角波/方波軟件或手動(dòng)可控BNC或原型板連接USB連接即插即用USB2.0示波器16bit分辨率1.25MS/s單通道500kS/s雙通道共計(jì)1到1.5MHz帶寬1x和10x探針±10V輸入范圍AC/DC耦合BNC連接新

ELVISII+100MS/s采樣率50MHz帶寬(-3dB)8bit分辨率±20Vmax.輸入范圍AC/DC/GND耦合20MHz可選噪聲濾波器1x和10x探頭BNC連接43精選pptELVISII平臺(tái)硬件指標(biāo)–2阻抗分析儀0.2Hz到35kHz范圍NPN,PNP,二極管其他分析:波特圖分析儀2-線電流電壓分析3-線電流電壓分析可變電源供電10bit分辨率0到+12V,0到-12V500mA電流范圍集成DAQAI采樣率1.25MS/s單通道,500kS/s雙通道16bit分辨率AO2.8MS/s更新率24DIO,15PFI,2CTR原型板可替換自定義Banana,BNC,D-Sub連接44精選pptELVIS平臺(tái)原型板數(shù)字I/OAI、示波器、PFI計(jì)數(shù)器、

LED電源、波形發(fā)生器、自定義I/O、AO、DMM45精選ppt原型板行、列連接46精選ppt電路設(shè)計(jì)

原型板連接47精選ppt操作儀器|NIELVISmx儀器面板數(shù)字萬用表DMM示波器SCOPE函數(shù)發(fā)生器FGEN可變電源VPS波特圖儀Bode動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀DSA任意波形發(fā)生器ARB數(shù)字讀DigIn數(shù)字寫DigOut阻抗分析儀Imped2-線伏安特性測試儀2-Wire3-線伏安特性測試儀3-Wire

通過軟面板調(diào)用--與傳統(tǒng)儀器前面板相類似的體驗(yàn)在Multisim仿真環(huán)境中調(diào)用在LabVIEW編程環(huán)境中調(diào)用48精選ppt在仿真環(huán)境中調(diào)用儀器在同一面板上：通過切換設(shè)備名稱訪問NIELVIS硬件NIELVISII儀器–在Multisim中比較仿真數(shù)據(jù)和NIELVISII的測量信號(hào)通過軟面板調(diào)用--與傳統(tǒng)儀器前面板相類似的體驗(yàn)在Multisim仿真環(huán)境中調(diào)用在LabVIEW編程環(huán)境中調(diào)用49精選ppt操作儀器|自定義儀器編程通過軟面板調(diào)用--與傳統(tǒng)儀器前面板相類似的體驗(yàn)在Multisim仿真環(huán)境中調(diào)用在LabVIEW編程環(huán)境中調(diào)用〔ExpressVI/DAQmxAPI〕50精選ppt三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1-1測量器件值1-2在NIELVISII開發(fā)板上創(chuàng)立分壓電路1-3使用DMM測量電流1-4觀察RC瞬態(tài)電路的電壓變化1-5可視化RC瞬態(tài)電路的電壓詳細(xì)步驟請參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。51精選ppt四、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1、計(jì)算機(jī)2、ELVISII平臺(tái)LabVIEW編程環(huán)境52精選ppt五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式及要求〔一〕、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹捕场?shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟要求每寫一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，緊跟其后寫出以下內(nèi)容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果，分析是否符合設(shè)計(jì)要求?！踩场?shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備返回53精選ppt實(shí)驗(yàn)四電子溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)〔本實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)〕54精選ppt一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉NIELVISII平臺(tái)的組成、功能及使用；2、掌握虛擬儀器LabVIEW編程環(huán)境。55精選ppt二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2-1測量電阻元件阻值2-2操作可變電源2-3熱敏電阻電路2-4構(gòu)建NIELVIS虛擬數(shù)字溫度計(jì)詳細(xì)步驟請參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。56精選ppt三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1、計(jì)算機(jī)2、ELVISII平臺(tái)LabVIEW編程環(huán)境57精選ppt四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式及要求〔一〕、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹捕?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟要求每寫一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，緊跟其后寫出以下內(nèi)容：⑴．工程的電路圖及前面板；⑵．工程的程序框圖；⑶．記錄實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果，分析是否符合設(shè)計(jì)要求。〔三〕、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備返回58精選ppt實(shí)驗(yàn)五運(yùn)放濾波器實(shí)驗(yàn)〔本實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)〕59精選ppt一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉NIELVISII平臺(tái)的組成、功能