虚拟仪器技术复习15710.pdf

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1、-虚拟仪器技术复习 1、虚拟仪器的概念、典型构造，虚拟仪器系统组成级特点 概念：虚拟仪器是指，在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。典型构造 基于数据采集卡的虚拟仪器 基于 GPIB 总线方式的虚拟仪器 基于 V*I 总线方式的虚拟仪器 基于 P*I 总线方式的虚拟仪器 基于 L*I 总线方式的虚拟仪器 组成：虚拟仪器的组成包括硬件和软件两个根本要素P2 硬件包括计算机和输入输出设备；软件包括输入输出接口软件，仪器驱动程序，应用软件；特点：丰富和增强了传统仪器的功能 突出“软件即仪器的概念 仪器由用户自己定义 开

2、放的工业标准 便于构成复杂的测试系统，经济性好 2、传感器的定义及组成 定义：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置。组成：传感器由敏感元件、转换元件、测量电路信号调节转换电路三局部组成 3、应变效应，应变式传感器的测量电路及应用 当导体或半导体在外界力的作用下发生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现-象称为应变效应。测量电路：直流电桥 交流电桥 应用：将应变片粘贴于被测构件上，直接用来测定构件的应变和应力。将应变片贴于弹性元件上，与弹性元件一起构成应变式传感器。这种传感器常用来测量力、位移、加速度等物理参数。4、电容式传感器的工作原理、类型及应用 电容式传感器是

3、把被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为：类型：变极距型传感器，变面积式电容传感器，变介质型传感器 应用：电子技术的开展，解决了电容式传感器存在的许多技术问题，使电容式传感器不但广泛应用于准确测量位移、厚度、角度、振动等物理量，还应用于测量力、压力、差压、流量、成分、液位等参数，在自动检测与控制系统中也常常用来作为位置信号发生器。5、压电效应，压电式传感器的应用*些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生改变时，其外表上会产生电荷，假设将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现象就称为压电效应(正)。在压电

4、材料的两个电极面上，如果加以交流电压，则压电片能产生机械振动，即压电片在电极方向上有伸缩的现象，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也叫逆压电效应。应用：压电晶体振荡器；dAdAcr0-压电加速度计传感器；压电式玻璃破碎报警器；压电式周界报警系统；压电换能器，发射扬声器、接收麦克风、收听器、超声波换能器；6、光电效应及分类、光敏电阻的工作原理及应用、光敏二极管和光敏晶体管的应用、光电耦合器件的特点及应用 光电效应：通常是指物体敏感到由紫外线到红外线的光能量，并将光能转化成电信号的现象。分类：光电效应:在光线作用下,物体的电导性能改变的现象称为光电效应,如光敏电阻等就属于这类光电器件；外光电效应

5、:在光线作用下,能使电子逸出物体外表的现象称为外光电效应,如光电管、光电倍增管就属于这类光电器件；光生伏特效应:在光线作用下,能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应,即阻挡层光电效应,如光电池、光敏晶体管等就属于这类光电器件。光敏电阻的工作原理:无光照时,光敏电阻值很大,电路中电流很小。当光敏电阻受到一定波长围的光照时,它的阻值急剧减少,电路中电流迅速增大。应用：带材跑偏检测器用来检测带型材料在加工中偏离正确位置的大小及方向,从而为纠偏控制电路提供纠偏信号,主要用于印染、送纸、胶片、磁带生产过程中。光敏晶体管应用：光电式数字转速表 光电耦合器实际上是一个电量隔离转换器，它具有抗干扰

6、性能和单向信号传输功能，广泛应用在电路隔离、电平转换、噪声抑制、无触点开关及固态继电器等场合燃气-热水器脉冲点火控制器 7、超声波传感器工作方式，激光的形成与特点，激光器的种类，智能式传感器的概念 超声波传感器使用时的两种形式：直射式、反射式 激光是媒质的粒子(原子或分子)受激辐射产生的，但它必须具备下述的条件才能得到。粒子数反转激光器的光振荡放大 激光输出 激光的特点：高方向性 高亮度 单色性好 高相干性 激光器的种类很多。按其工作物质可以分为气体、液体、固体、半导体激光器。所谓智能传感器，就是带微处理器、兼有信息检测和信息处理功能的传感器。智能传感器的最大特点就是，将传感器检测信息的功能与

7、微处理器的信息处理功能有机地融合在一起。从一定意义上讲，它具有类似于人工智能的作用。8、信号调理的作用，常用放大器类型 信号调理:在一般测量系统号调理的任务比拟复杂，除了实现物理信号向电信号的转换、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些操作统称为信号调理Signal Conditioning，相应的执行电路统称为信号调理电路。信号调理的目的是便于信号的传输与处理。常用放大器类型：仪用放大器 程控增益放大器 隔离放大器-9、GPIB 总线的根本性能，GPIB 接口功能及总线分类 设备容量 设备容量是指 GPIB 接口系统中仪器和计算机的总容量，通常

8、可连接的仪器数目最多为 15 台；传输距离 互连电缆的传输路经总长不超过 20m，或者装置数目与装置之间距离的乘积不超过 20m；数传速度 最高可达 1Mbyte/s；地址容量 GPIB 标准规定采用 5 个比特位的编码来表示地址，地址容量为 31 个；信息逻辑 总线上信息逻辑采用负逻辑，规定：低电平+0.8V为逻辑“1，高电平+2.0V为逻辑“0；数传方式 数据传输方式可以为：字节串行、位并行，双向异步传输。GPIB 接口功能 听功能(L)：接收信号、数据；讲功能(T)：发送信号、数据；控功能(C)：通过微处理器发布各种命令；源握手功能(SH)：为讲功能和控功能效劳；受握手功能(AH)：为听

9、功能效劳；效劳请求功能(SR)：量程溢出、震荡器停顿等意外故障发生时，主动向控者提出请求，以进展相应处理；并行点名功能(PP)：快速查询请求效劳装置，速度快；远地/本地功能(RL)：选择远地或本地工作方式；器件触发功能(DT)：产生一个部触发信号，以启动有关仪器功能进展工作；器件去除功能(DC)：产生一个部去除信号，使*仪器功能回到初始状态。-16 条信号线按功能分为：8 根双向 8 位数据线 3 根数据挂钩联络线 5 根接口管理控制线 10、V*I 总线的技术优势、特点，V*I 总线的分类，V*I 模块特性，V*I 器件分类，V*I总线系统的典型构造 技术优势：1)模块式构造；2)高速数据吞

10、吐量；V*I 总线底板数据传输速率理论上可达 40Mbyte/s；3)小型化；4)可靠性高，可维护性好；5)适应性、灵活性强。特点：V*I 总线的分类：VME 计算机总线 时钟和同步总线 模块识别总线 触发总线 模拟相加总线 局部总线 电源线 V*I 模块特性：V*I 总线系统的最小物理单元是组建模块，它由带电子元器件和连接器的组件板、前面板和任选的屏蔽壳组成。V*I 系统的每个模块都要符合一定的尺寸，且插入主机箱并接牢连接器才能工作。-规定的模块尺寸共有有 A，B，C，D 四种规格。V*I 总线器件分为：存放器基器件 消息基器件 存储器器件 扩展器件 V*I 总线系统的典型构造：单 CPU

11、系统 多 CPU 系统 独立系统 分层构造仪器系统 11、LabVIEW 的含义 LabVIEW 是美国 NI 公司推出的一种基于 G 语言(Graphics Language，图形化编程语言)的虚拟仪器软件开发工具；12、LabVIEW8.2 开发平台构成 使用 LabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪器，简称 VI VI 由以下 3 局部构成：前面板，程序框图，图标和连线板 13、创立虚拟仪器步骤，调试虚拟仪器的方法，虚拟仪器程序(VI)构成 步骤1前面板设计 调试1运行 VI 2程序框图 2去除语法错误 3数据流编程 3高亮显示执行过程 4功能检验 4单步执行 5保存文件 5探针工具

12、 6断点-14、循环构造与条件构造的应用、特性 循环构造主要有：For 循环必须指定循环的次数 While 循环指定循环退出的条件 P102 条件构造类似于文本编程语言中的 switch 语句或 if.then.else 语句。P103 15、顺序构造的类型，公式节点的使用方法与应用 类型：平铺式顺序构造 层叠式顺序构造 公式节点的创立通常按以下步骤进展：第一步创立公式节点 第二步添加输入、输出端口 第三步输入程序代码 16、字符串的的显示类型与应用 显示类型 说明 正常显示 可打印字符以控制字体显示，不可显示字符通常显示为一个小方框 代码显示 所以补课显示字符显示为反斜杠 密码显示 每个字符

13、包括空格在显示为星号*十六进制显示 每个字符显示为其十六进制的 ASC 值，字符本身并不显示 应用：将一些字符串和数值转换成一个新的输出字符串。17、数组的含义，数组的创立方法与应用 数组是一样类型数据元素的有序集合。创立方法：1前面板上创立数组 2程序框图上创立数组 应用：用于求一个一维数组和一个二维数组的长度-利用创立数组函数组建数组 从一个二维数组中取出一局部元素 18、簇的含义，簇的创立方法与应用 簇是由不同类型的数据元素组成的一种数据类型。簇的创立1前面板上创立簇 2程序框图上创立簇 应用：将几个不同的数组类型组成一个簇 将一个簇中的各个元素值分别取出 19、局部变量的含义，局部变量

14、的创立，局部变量的特点 局部变量：只能在同一个 VI 中使用的变量。创立局部变量的方法有两种:1直接为前面板对象创立局部变量；2通过函数选板创立局部变量。特点：1局部变量只能在同一个 VI 中使用，其生存期与它所在的 VI 模块密切相关，VI 停顿运行，在此 VI 定义的局部变量自动消失；2局部变量必须依附在一个前面板对象上。一个前面板对象可以建立多个局部变量，但一个局部变量只能有一个端点与其对应；3局部变量就是其相应前面板对象的一个数据拷贝，要占用一定的存。20、全局变量的含义，全局变量的创立，全局变量的特点 全局变量：可在不同 VI 之间进展数据传递。创立：1新建一个 VI，从函数选板的构

15、造子选板中选择一个全局变量，将其放置在程序框图中；2使用操作工具双击全局变量节点，会自动翻开全局变量 VI 的前面板，然后-在前面板上放置所需的控制或显示对象；3保存全局变量文件。方法是在主菜单中选择【文件】【保存】。然后关闭全局变量的前面板窗口；特点：1LabVIEW 中的全局变量相对于传统编程语言中的全局变量更加灵活。传统编程语言中的全局变量只能是一个变量，一种数据类型。而 LabVIEW 中的全局变量以独立文件的形式存在，并且在一个全局变量中可以包含多个对象，拥有多种数据类型；2全局变量与子 VI 的不同之处在于它不是一个真正的 VIs，不能进展编程，只能用于简单的数据存储与数据传递；3

16、全局变量不能用于两个 VI 之间的实时数据传递。因为，通常情况下两个VI 对全局变量的读写速度不能保证严格一致。21、LabVIEW8.2 支持的文件类型及文件操作过程 类型：文本文件 二进制文件 数据记录文件 过程：文件翻开、对文件进展读或写、关闭文件 22、波形图与波形图表的特性与应用、*Y 图的应用、强度图的特性 波形图用于显示测量值均为采集的一条或多条曲线 波形图表是显示一条或多条曲线的特殊数值显示控件，一般用于显示以恒定速率采集到的数据 应用：P132*Y 图是通过笛卡尔绘图对象，用于绘制多种函数，如圆形或具有可变时基的波形 -应用：P134 强度图提供了一种在二维平面上表现三维数据

17、的方法 23、数据采集系统的构造，数据采集卡的组成及功能 构造：组成：模拟多路开关、远程控放大器、采样保持器、定时器、A/D、D/A 转换器。功能：有模拟输入、模拟输出、数字 I/O、计数器/计时器等 24、数字化频率的概念，信号产生的方法 数字化频率=信号频率/采样频率 T 为采样间隔，T 为信号周期，n 为设一个周期的采样点数，则 T=n T 25、时域分析与频域分析的含义、频谱分析中应注意的问题 时域分析是指在时间域研究系统在一定输入信号作用下，其输出信号随时间的变化情况；频域分析是采用傅立叶变换将时域信号*(t)变换为频域信号*(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。频谱分析中应注意的问题 1频谱混叠 2栅栏效应、泄漏效应 26、滤波器的作用与类型 作用：是信号分析与处理技术的重要分支，无论是信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术，他对信号平安可靠和有效灵活的传递是至关重要的。类型：模拟滤波器和数字滤波器 27、串行通信的根本概念 串行通信：将数据分解成二进制位用一条信号线，一位一位顺序传送的方式；28、网络通信的方法 被 测 物 理 量 传 感 器 信号 调理 数 据 采 集 卡 计算机 非电量 电信号 模拟 信号 数字 信号-TCP 通信 UDP 通信 DataDocket 通信 29、VI 设计