《基础物理实验》课程实验教案（PPT讲稿）LabVIEW简介

Labview简介一虚拟仪器的概念虚拟仪器（VirtualInstrument，缩写为VI）是基于计算机的仪器，是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器和传统仪器的基本结构的比较：

Labview简介 一 虚拟仪器的概念 虚拟仪器（Virtual Instrument，缩写为VI）是基于计算机的 仪器，是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统 为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器和传统仪器的基本结构 的比较：

传统仪器虚拟仪器关键是硬件关键是软件开发与维护的费用高开发与维护的费用低技术更新周期长技术更新周期短价格低，并且可重复性与可价格高配置性强生产商定义仪器功能用户定义仪器功能系统开放、灵活、与计算机系统封闭、固定的进步同步不易与其他设备连接极易与其他设备连接

传统仪器 虚拟仪器 关键是硬件 关键是软件 开发与维护的费用高 开发与维护的费用低 技术更新周期长 技术更新周期短 价格高 价格低，并且可重复性与可 配置性强 生产商定义仪器功能 用户定义仪器功能 系统封闭、固定 系统开放、灵活、与计算机 的进步同步 不易与其他设备连接 极易与其他设备连接

与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势，具体表现为：（1）智能化程度高，处理能力强。虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次

与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格 比、可操作性等方面都具有明显的技术优势，具体表现为： （１）智能化程度高，处理能力强。虚拟仪器的处理能力和 智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实 际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家 系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一 个新的层次

（2）复用性强，系统费用低。应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。（3）可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印，显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操作性大大提高

（３）可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同 应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处 理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测 量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后 还可打印，显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的可操 作性大大提高。 （２）复用性强，系统费用低。应用虚拟仪器思想，用相同 的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个 高速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数 器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、系统 费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分 布式共享，更好地发挥仪器的使用价值

传统仪器虚拟仪器对比Classical InstrumentVirtual Instrument(VI)待测模拟信号输出模拟信号待测模拟信号业前置预处理手动/模拟信号输入信号控制DAQ平硬件电子系统A/D转换D/A转换前置预处理信号产生信号处理数字信号处理数字信号产生计算机数据显示信号输出计算机数字数据显示信号控制输出模拟信号利用计算机强大、高效的数字信号处理和控制能力，配合高速高精度A/D、D/A转换卡，实现与传统专用仪器相同乃至更强的功能，组成虚拟仪器

传统仪器 虚拟仪器 待测模拟信号 信号处理 前置预处理 数据显示 信号输入 硬 件 电 子 系 统 A/D转换 数字信号处理 数据显示 信号产生 信号输出 手动/模拟 信号控制 待测模拟信号 输出模拟信号 D/A转换 计算机数字 信号控制 数字信号产生 输出模拟信号 Classical Instrument Virtual Instrument(VI) 计 算 机DAQ 卡 利用计算机强大、高效的数字信号处理和控制能力， 配合高速高精度A/D、D/A转换卡，实现与传统专用仪器相 同乃至更强的功能，组成虚拟仪器 前置预处理 对比

应用举例一、工业测控二、时序分析三、系统仿真四、远程测量

应用举例 一、工业测控 二、时序分析 三、系统仿真 四、远程测量

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化工生产流量测控

口区Frequency Analysis of a Filter Design viFile Edit Dperate Tools Browse Window HelpM心12ptApplicationFontFilter4Filter滤波器频响分析FailuresFrequency responseMask100Filter specifications-10Topology[AP]20Butterworth30OrderType40Bandstop00Lower FeUpper Fe-501.00k2.00k60PB RippleSB Attenuation7060.000090.00-80010002000400050007000800030006000900010000Frequency [Hz]FailedSTOP一Beta

滤波器频响分析

vibration knalysis.vi口XFile Edit Dperate Tools Browse Hindow HelpSet Velocity (K /hr)Actual Velocity (k/hr)Acquisition Bate100.0080.00500KHz-Experiment with this1150.00A50.0060system by changing the14040Acquisition Rate and the250KHz-16020Set Velocity. Notice that0.00200.00as the velocity increases,200the acquisition rate must100KHz90.00also be increased to91K/hr4prevent aliasing of theDisplacenent5.02.50.0L-2.5--5.01.0F-42.0E-43.0F-45.1E-40.0F+04.0E-4(aB)Porer Spectrun0OREIHFO-25[F5]8-50m-75-STOP.[F4]-100100.0150.00.050.0200.0248.0Beta?

汽车引擎 震动分析

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马路路灯照度模拟