大连交通大学2010届本科生毕业设计(论文)
LabVIEW2.0以前的版本。对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威[11]。
普通的PC有一些不可避免的弱点。用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定了VXI标准,这是一种插卡式的仪器。每一种仪器是一个插卡,为了保证仪器的性能,又采用了较多的硬件,但这些卡式仪器本身都没有面板,其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。这些卡插入标准的VXI机箱,再与计算机相连,就组成了一个测试系统。VXI仪器价格昂贵,目前又推出了一种较为便宜的PXI标准仪器。
虚拟仪器研究的另一个问题是各种标准仪器的互连及与计算机的连接。目前使用较多的是IEEE488或GPIB协议。未来的仪器也应当是网络化的。
利用LabVIEW,可产生独立运行的可执行文件,它是一个真正的32位编译器。像许多重要的软件一样,LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。
虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势,但它并不否定传统仪器的作用,它们相互交叉又相互补充,相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域,独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域,虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作,但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿手好戏,是传统的独立仪器难以胜任的,甚至不可思议的工作。
专家们指出,在这个计算机和网络时代,利用计算机和网络技术对传统的产业进行改造,已是大势所趋,而虚拟仪器系统正是计算机和网络技术与传统的仪器技术进行融合的产物,因此,在21世纪,虚拟仪器将大行其道,日渐受宠,将会引发传统的仪器产业一场新的革命。
总之,由于LabVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编程方式,能够将繁琐复杂的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能,并且用线条将各种功能连接起来,十分省时简便,深受用户青睐。与传统的编程语言比较,LabVIEW图形编程方式能够节省85%以上的程序开发时间,其运行速度却几乎不受影响,体现出了极高的效率。使用虚拟仪器产品,用户可以根据实际生产需要重新构筑新的仪器系统。例如,用户可以将原有的带有RS232接口的仪器、VXI总线仪器以及GPIB仪器通过计算机,联接在一起,组成各种各样新的仪器系统,由计算机进行统一管理和操作[12]。
5.4 虚拟仪器与传统仪器的比较
虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势(如表5-1所示)。在高速度、高带宽和专业测试领域,独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域,虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作,但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿手好戏,是传统的独立仪器难以胜任的,甚至不可思议的工作[9]。
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1.传统仪器的面板只有一个,上面布置了种类繁多的显示和操作元件。由此导致许多识读和操作错误。虚拟仪器与之不同,它可以通过在几个分面板上的操作来实现比较复杂的功能。这样,在每个分面板上就可以实现功能操作的单纯化和面板布置的简洁化,从而提高操作的正确性和便捷性。同时,虚拟仪器的面板上的显示元件和操作元件的种类与形式不受标准元件和加工工艺的限制,由编程来实现,设计者可以根据用户的要求和操作需要来设计仪器面板[13]。
2.在通用硬件平台确定后,软件取代传统仪器中由硬件完成的仪器功能。 3.仪器的功能是由用户根据需要用软件来定义,不是事先由厂家定义的。 4.仪器性能的改进和功能扩展只需更新相关软件设计,不需购买新仪器。 5.虚拟仪器开放、灵活,与计算机同步发展,与网络及其他周边设备互联。 6.由于其以PC为核心,使得许多数据处理的过程不必像过去那样由测试仪器本身来完成,而是在软件的支持下,利用PC机CPU的强大的数据处理功能来完成,使得基于虚拟仪器的测试系统的测试精度、速度大为提高,实现自动化、智能化、多任务测量。
7.可方便地存贮和交换测试数据,测试结果的表达方式更加丰富多样。
8.虚拟仪器在高性价比的条件下,降低系统开发和维护费用,缩短技术更新周期。
表5-1 虚拟仪器与传统仪器的比较 虚拟仪器 开发维护费用低 技术更新周期短(0.5~1年) 软件是关键 价格低 开放、灵活与计算机同步,可重复用和重配置 可用网络联络周边各仪器 自动化、智能化、多功能、远距离传输 传统仪器 开发维护费用高 技术更新周期短(5~10年) 硬件是关键 价格昂贵 固定 只可连有限的设备 功能单一,操作不便
近年来,随着网络技术的发展,己经形成了网络虚拟仪器。这是一种新型的基于Web技术的虚拟仪器,使得虚拟仪器测试系统成为Internet/Intranet的一部分,实现现场监控和管理。在当前流行的C/S/D网络模式下,利用嵌入式技术(包括数据库嵌入和网络模块的嵌入)可以充分利用有效资源,提高测试效率。
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第六章 软件设计
本程序主要完成对数据的采集,数据处理,数值显示,保存等功能。
6.1程序主界面
本次程序的主界面是对传感器输出测量进行多通道显示监测实验面板,其面板上有四个压力波形显示,可进行4通道的压力监测。AK-4型压力传感器输出的4-20mA接入250欧姆电阻转换为1-5V电压信号,送入LabJack U12数据采集卡将模拟量到数字量的转换,并输入到PC机。因为学校实验室的仪器限制没有AK-4压力传感器,因此我使用直流电源提供所需的1-5V电压通过LabJack U12送入PC机。系统对被测量物体的实时监测系统,其主要对传感器的输出电压进行测量,并显示出测量值随时间的变化曲线。此实验台的控制部分包括其控制测量的退出按钮,报表生成按钮SAVE TO DISK。图6-1为前面板截图。
图6-1前面板截图
图6-2和6-3为后面板截图,连接各元件时要注意线路的准确性,以免因为小失误而无法运行整个程序。
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图6-2后面板1
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图6-3后面板2
6.2程序各部分设计 6.2.1存盘程序的后面板界面
下图为存储生成EXCEL表格的后面板设计部分,输出格式为data.xls,输出字符为浮点型8位。
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