中文摘要 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 虛擬相位差測(cè)量 儀的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電氣 與電子工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 中文摘要 II 摘 要 本題目屬于應(yīng)用設(shè)計(jì)類(lèi)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：相位差檢測(cè)的方法（相關(guān)分析法、頻譜分析法、過(guò)零檢測(cè)法等）研究；多種方法在虛擬儀器設(shè)計(jì)平臺(tái)上的仿真實(shí)現(xiàn)；采用各種方法的虛擬相位差測(cè)量 儀的分析比較。 論文采用三種方法中的前兩種，比較兩種方法設(shè)計(jì)成的仿真儀在測(cè)量波形相位差的精度和程序上的不同，通過(guò)相關(guān)資料了解它們?cè)趯?shí)際運(yùn)用中各自的適用場(chǎng)所及其優(yōu)缺點(diǎn)。充分了解虛擬儀器特別是 LABVIEW 的功能強(qiáng)大性。 論文的第一部分是對(duì)虛擬儀器，主要是虛擬儀器的大體介紹和相位差測(cè)量?jī)x的在工業(yè)上的應(yīng)用；第二部分主要是對(duì) LABVIEW 的簡(jiǎn)介和其運(yùn)行的環(huán)境的概述；第三部分主要講述本次課程設(shè)計(jì)中要用到 LABVIEW 中的功能函數(shù)以及相關(guān)法、頻譜分析法等相位差測(cè)量方法原理；第四部分則列出本次課程設(shè)計(jì)要用到的 LABVIEW 的內(nèi)容及各種方法在 LABVIEW 平臺(tái)下的實(shí)現(xiàn)。最后是對(duì)本次設(shè)計(jì)的總結(jié)。 關(guān)鍵詞 ： 相關(guān)法、頻譜分析法、過(guò)零檢測(cè)法、相位計(jì)英文摘要 III Abstract The topic is application design category, design elements include: phase difference detection method (correlation analysis, spectrum analysis, zero-crossing detection, etc.); various methods in the design of virtual instrument platform Simulation; using various methods of virtual phase meter analyzed. Papers using three methods of the former two. Comparing the two methods designed instrument in the simulation waveform measurement accuracy and the phase difference of the different procedures, through the relevant information on the practical application of their respective places of application and their advantages and disadvantages. Fully aware of virtual instruments, especially LABVIEW powerful nature. Among the first part of the virtual instrument, is the main design of this phase difference measuring instrument of industrial applications; The second part was to brief the Labview and its operating environment overview; The third part mainly on the current curriculum design, the use of related laws, such as spectrum analysis phase difference measurement principle; Part IV sets out the course of the design LABVIEW use of the content and methods in LABVIEW Platform achieved. Keywords: correlation, spectrum analysis, zero-crossing detection, phasemeter 目 錄 IV 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT（英文摘要） . .III 目 錄. .IIII 第一章 引 言 . . 1 1.1 高效的軟件 . . 1 1.2 模塊 化的 I/O 硬件 . . 2 1.3 用于集成的軟硬件平臺(tái) . . 2 第二章 相位差測(cè)量?jī)x的概述 . . 5 2.1 相位差的定義 . . 5 2.2 相位差測(cè)量?jī)x的應(yīng)用 . . 5 第三章 編程軟件 LABVIEW 的簡(jiǎn)介 . . 5 3.1 LABVIEW 的概述 . . 6 3.2 LABVIEW 的應(yīng)用 . 7 3.2.1 LABVIEW 應(yīng)用于測(cè)試與測(cè)量 . 7 3.2.2 LABVIEW 應(yīng)用于過(guò)程控制和工業(yè) 自動(dòng)化 . 7 3.2.3 LABVIEW 應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室研究與自動(dòng)化 . 7 3.3 LABVIEW 的編程環(huán)境 . 8 第四章 相位差測(cè)量方法原理簡(jiǎn)介 . 10 4.1 相關(guān)法測(cè)量相位差原理 . 10 4.2 頻譜分析法測(cè)量相位差原理 . 12 4.3 零點(diǎn)檢測(cè)法測(cè)量相位差原理 . . 13 第五章 測(cè)量相位差方法在 LABVIEW 中的應(yīng)用 . . 15 5.1 設(shè)計(jì)中常用控件功能簡(jiǎn)介 . 15 5.1.1 數(shù)據(jù)類(lèi)型 . 15 目 錄 V 5.1.2 結(jié)構(gòu) . 15 5.1.3 數(shù)學(xué)運(yùn)算 . 18 5.1.4 比較運(yùn)算 . 18 5.1.5 簇 . 20 5.1.6 波形顯示控件 . 21 5.2 基于相關(guān)原理的虛擬相位差的設(shè)計(jì) . 23 5.2.1 基于 相關(guān)法虛擬相位差計(jì)主程序流程圖 . 23 5.2.2 LABVIEW 平臺(tái)下軟件的實(shí)現(xiàn) . 23 5.3 利用 FFT 函數(shù)的相位計(jì)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì) . 25 5.4 基于頻譜分析原理的虛擬相位差的設(shè)計(jì) . 27 5.4.1 虛擬頻譜分析法測(cè)量相位差計(jì)的實(shí)現(xiàn) . . 27 5.4.2 虛擬頻譜分析法測(cè)量相位差存在的問(wèn)題及解決方法 . . 30 5.5 各種測(cè)量方法的比較 . 31 結(jié)論 . . 32 參 考文獻(xiàn) . . 34 致 謝及聲明 . . 35 附圖（ 頻譜分析法的程序框圖 ） 第一章 引言 - 1 - 第一章 引言 信號(hào)的相位差測(cè)量?jī)x在電工技術(shù)，工業(yè)自動(dòng)化，智能控制，通訊及電子技術(shù)等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)電子模擬式相位差測(cè)量采用乘法器法，二極管鑒相法等，有硬件電路完成。電路的溫漂 ，噪聲級(jí)干擾信號(hào)，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差，因此，傳統(tǒng)的相位差檢測(cè)方法正逐漸被軟件測(cè)量方法所替代，通過(guò)軟件算法來(lái)消除溫漂，噪聲及干擾信號(hào)的影響，使測(cè)量結(jié)果更加精確。 1995 年我們開(kāi)始接觸 NI 公司的產(chǎn)品， 2000 年建立了一個(gè)用于教學(xué)的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室。在該實(shí)驗(yàn)室中，使用自己開(kāi)發(fā)的虛擬儀器開(kāi)設(shè)了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，并融入電路實(shí)驗(yàn)課程，然后又轉(zhuǎn)向?yàn)槿５谋究粕脱芯可_(kāi)設(shè)虛擬儀器設(shè)計(jì)課程。 虛擬儀器是以其技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物，它強(qiáng)調(diào)“軟件就是儀器”的概念，用戶(hù)能夠根據(jù)自己的需要定義儀器功能，更好的組建自己所需要 的測(cè)試系統(tǒng)。它是按照“信號(hào)的調(diào)整與采集（ ADC），數(shù)據(jù)的分析與處理（ DSP），結(jié)果的輸出（ DAC）及顯示”的結(jié)構(gòu)模式來(lái)建立通用儀器硬件平臺(tái)，在這個(gè)通用硬件儀器平臺(tái)上，調(diào)用不同的測(cè)量軟件就構(gòu)成了不同功能的儀器。 虛擬儀器（ virtual instrumention）是基于計(jì)算機(jī)的儀器。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。粗略地說(shuō)這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類(lèi)儀器功能也越來(lái)越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入 式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。下面的結(jié)構(gòu)反映了常見(jiàn)的虛擬儀器方案。 被測(cè)對(duì)象信號(hào)處理數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)處理虛擬儀器面板 虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶(hù)界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái)能滿(mǎn)足對(duì)同步和定時(shí)應(yīng)用的需求。這也正是 NI 近 30 年來(lái)始第一章 引言 - 2 - 終引領(lǐng)測(cè)試測(cè)量行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的 原因所在。只有同時(shí)擁有高效的軟件、模塊化 I/O 硬件和用于集成的軟硬件平臺(tái)這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢(shì)。虛擬儀器技術(shù)的三大組成部分： 1.1 高效的軟件 軟件是虛擬儀器技術(shù)中最重要的部份。使用正確的軟件工具并通過(guò)設(shè)計(jì)或調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學(xué)家們可以高效地創(chuàng)建自己的應(yīng)用以及友好的人機(jī)交互界面。 NI 公司提供的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程軟件 LabVIEW，不僅能輕松方便地完成與各種軟硬件的連接，更能提供強(qiáng)大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，設(shè)置數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換 、存儲(chǔ)的方式，并將結(jié)果顯示給用戶(hù)。此外， NI 提供了更多交互式的測(cè)量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，例如連接設(shè)計(jì)與測(cè)試的交互式軟件 SignalExpress、用于傳統(tǒng) C 語(yǔ)言的 LabWindows/CVI、針對(duì)微軟 Visual Studio 的 Measurement Studio等等，均可滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)高性能應(yīng)用的需求。 有了功能強(qiáng)大的軟件，您就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在測(cè)試應(yīng)用中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。 1.2 模塊化的 I/O硬件 面對(duì)如今日益復(fù)雜的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用， NI 提供了全方位的軟硬件的解決方 案。無(wú)論您是使用 PCI, PXI, PCMCIA, USB 或者是 1394 總線(xiàn)， NI 都能提供相應(yīng)的模塊化的硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品種類(lèi)從數(shù)據(jù)采集、信號(hào)條理、聲音和振動(dòng)測(cè)量、視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、儀器控制、分布式 I/O 到 CAN 接口等工業(yè)通訊，應(yīng)有盡有。 NI 高性能的硬件產(chǎn)品結(jié)合靈活的開(kāi)發(fā)軟件，可以為負(fù)責(zé)測(cè)試和設(shè)計(jì)工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測(cè)量系統(tǒng)，滿(mǎn)足各種獨(dú)特的應(yīng)用要求。目前， NI 已經(jīng)達(dá)到了每 2 個(gè)工作日推出一款硬件產(chǎn)品的速度，大大拓寬了用戶(hù)的選擇面：例如 NI 新近推出的新一代數(shù)據(jù)采集設(shè)備 先期推出的 20 款 M 系列 DAQ 卡，就為數(shù)據(jù) 采集領(lǐng)域設(shè)定了全新的標(biāo)準(zhǔn)。 第一章 引言 - 3 - 1.3 用于集成的軟硬件平臺(tái) NI 首先提出的專(zhuān)為測(cè)試任務(wù)設(shè)計(jì)的 PXI 硬件平臺(tái)，已經(jīng)成為當(dāng)今測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，它的開(kāi)放式構(gòu)架、靈活性和 PC 技術(shù)的成本優(yōu)勢(shì)為測(cè)量和自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)翻天覆地的改革。由 NI 發(fā)起的 PXI 系統(tǒng)聯(lián)盟現(xiàn)已吸引了 68 家廠(chǎng)商，聯(lián)盟屬下的產(chǎn)品數(shù)量也已激增至近千種。 PXI 作為一種專(zhuān)為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺(tái)，內(nèi)建有高端的定時(shí)和觸發(fā)總線(xiàn)，再配以各類(lèi)模塊化的 I/O 硬件和相應(yīng)的測(cè)試測(cè)量開(kāi)發(fā)軟件，您就可以建立完全自定義的測(cè)試測(cè) 量解決方案。無(wú)論是面對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，還是高端的混合信號(hào)同步采集，借助 PXI高性能的硬件平臺(tái)，您都能應(yīng)付自如。這就是虛擬儀器技術(shù)帶給您的無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。 虛擬儀器技術(shù)的四大優(yōu)勢(shì)： 1.性能高： 虛擬儀器技術(shù)是在 PC 技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的 PC 技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和文件 I/O，使您在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤(pán)的同時(shí)就能實(shí)時(shí)地進(jìn)行復(fù)雜的分析。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來(lái)越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。 2.擴(kuò)展性強(qiáng) NI 的軟硬件工具使得 工程師和科學(xué)家們不再圈囿于當(dāng)前的技術(shù)中。得益于 NI 軟件的靈活性，只需更新您的計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無(wú)需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)您的整個(gè)系統(tǒng)。在利用最新科技的時(shí)候，您可以把它們集成到現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時(shí)間。 3.開(kāi)發(fā)時(shí)間少 在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上， NI 高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器儀表第一章 引言 - 4 - 和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。 NI 設(shè)計(jì)這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶(hù)的操作，同時(shí)還提供了靈活性和強(qiáng)大的功能，使您輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低 成本的測(cè)量和控制解決方案。 4.無(wú)縫集成 虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說(shuō)是一個(gè)集成的軟硬件概念。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足完整的測(cè)試需求，而連接和集成這些不同設(shè)備總是要耗費(fèi)大量的時(shí)間。 NI 的虛擬儀器軟件平臺(tái)為所有的 I/O 設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助用戶(hù)輕松地將多個(gè)測(cè)量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。 虛擬儀器的主要特點(diǎn)有： 盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件?？沙浞职l(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要 定義和制造各種儀器。 目前，美國(guó)的 NI公司和 HP公司在虛擬儀器的研究方面處于領(lǐng)先地位，購(gòu)買(mǎi)其虛擬儀器產(chǎn)品必將有助于我們的科研和教學(xué)工作，但價(jià)格非常昂貴。因此，根據(jù)自己的需要自行研究和開(kāi)發(fā)虛擬儀器顯得尤為重要。利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能采用 Labview8.2 圖形編程語(yǔ)言，設(shè)計(jì)了一種方便使用的相位差計(jì)。該儀器的主要特點(diǎn)如下：采用了 Labview 作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，軟件編程方便、簡(jiǎn)潔、效率高；利用數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)可測(cè)量?jī)蓚€(gè)同頻信號(hào)的相位差；在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變軟件的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)別的儀器的功能。如虛擬函數(shù)發(fā)生器、虛擬 示波器等。 相信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬儀器將成為未來(lái)教學(xué)科研的重要方法和手段，將取代傳統(tǒng)一起成為測(cè)量?jī)x器的主流。 第二章 相位差測(cè)量?jī)x的概述 - 5 - 第二章 相位差測(cè)量?jī)x的概述 2.1 相位差的定義 相位差 :兩個(gè)頻率相同的交流電相位的差叫做相位差，或者叫做相差。這兩個(gè)頻率相同的交流電，可以是兩個(gè)交流電流，可以是兩個(gè)交流電壓，可以是兩個(gè)交流電動(dòng)勢(shì)，也可以是這三種量中的任何兩個(gè)。 例如研究加在電路上的交流電壓和通過(guò)這個(gè)電路的交流電流的相位差。如果電路是純電阻，那么交流電壓和電流電流的相位差等于零。也就是說(shuō)交流電壓 等于零的時(shí)候，交流電流也等于零，交流電壓變到最大值的時(shí)候，交流電流也變到最大值。這種情況叫做同相位，或者叫做同相。如果電路含有電感和電容，交流電壓和交流電流的相位差一般是不等于零的，也就是說(shuō)一般是不同相的，或者電壓超前于電流，或者電流超前于電壓。 加在晶體管放大器基極上的交流電壓和從集電極輸出的交流電壓，這兩者的相位差正好等于 180 。這種情況叫做反相位，或者叫做反相 。 2.2 相位差測(cè)量?jī)x的應(yīng)用 信號(hào)的相位差測(cè)量?jī)x在電工技術(shù)，工業(yè)自動(dòng)化，智能控制，通訊及電子技術(shù)等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)和軟， 硬件的日益發(fā)展。在測(cè)試系統(tǒng)中越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。比如：在實(shí)際工作中，常常會(huì)遇到兩列頻率相同的信號(hào)之間存在相位差，那么就需要測(cè)量他們之間的相位差，電力系統(tǒng)中電網(wǎng)并網(wǎng)合閘時(shí)，要求兩電網(wǎng)的電信號(hào)之間的相位相同，這時(shí)要精確測(cè)量?jī)闪泄ゎl信號(hào)之間的相位差。相位差測(cè)量在動(dòng)態(tài)測(cè)試，如：振動(dòng)和噪聲控制，傳感器的校準(zhǔn)，以及超聲測(cè)距和成像等領(lǐng)域越來(lái)越重要。 第三章 編程軟件 LABVIEW 的簡(jiǎn)介 - 6 - 第三章 編程軟件 LABVIEW 的簡(jiǎn)介 隨著測(cè)試技術(shù)及大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電子測(cè)試儀器己從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)發(fā)展；從單臺(tái)儀器向多種功能儀器的組合 及系統(tǒng)型發(fā)展；從完全由硬件實(shí)現(xiàn)儀器功能向軟硬結(jié)合方向發(fā)展；從功能組合向以個(gè)人計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成通用測(cè)試平臺(tái)、功能模塊及軟件包形式的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，現(xiàn)代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)正向儀器的自動(dòng)化、智能化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化和綜合化方向發(fā)展。 虛擬儀器的出現(xiàn)給現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)帶來(lái)了一場(chǎng)革命，虛擬儀器技術(shù)是測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是兩門(mén)學(xué)科的最新技術(shù)的結(jié)晶，融合了測(cè)試?yán)碚?、儀器原理和技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、高速總線(xiàn)技術(shù)以及圖形化軟件編程于一身，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量?jī)x器的智能化、多樣化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化，體現(xiàn) 出多功能、低成本、應(yīng)用靈活、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域大有取代傳統(tǒng)儀器的趨勢(shì)，成為當(dāng)代儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向，并受到各國(guó)企業(yè)界的高度重視。所謂虛擬儀器（ Virtual Instrument，簡(jiǎn)稱(chēng) VI），就是在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，利用虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)在計(jì)算機(jī)的屏幕上虛擬出儀器的面板以及相應(yīng)的功能，人們通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤(pán)操作虛擬儀器面板上的旋鈕、開(kāi)關(guān)和按鍵，去選用儀器功能，設(shè)置各種工作參數(shù)，啟動(dòng)或停止一臺(tái)儀器的工作。在計(jì)算機(jī)軟件控制下對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行采集、分析、處理，測(cè)量結(jié)果（數(shù)據(jù)、波形）和儀器工作 狀態(tài)都可從虛擬儀器面板上讀出。用戶(hù)在屏幕上通過(guò)虛擬儀器面板對(duì)儀器的操作如同在真實(shí)儀器上的操作一樣直觀(guān)、方便、靈活。 3.1 LABVIEW的概述 LABVIEW 是 實(shí) 驗(yàn) 室 虛 擬 儀 器 集 成 環(huán) 境 （ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench） 的簡(jiǎn)稱(chēng)，是美國(guó)國(guó)家儀器公司（ NATIONAL INSTRUMENTS,簡(jiǎn)稱(chēng) NI）的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品，也是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開(kāi)發(fā)集成環(huán)境。 第三章 編程軟件 LABVIEW 的簡(jiǎn)介 - 7 - 數(shù)據(jù)采集、儀器控制、過(guò)程監(jiān)控和自動(dòng)測(cè)試是實(shí)驗(yàn)室研 究和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛存在的實(shí)際任務(wù)。在 20 世紀(jì) 80 年代初計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之前，幾乎所有擁有程控儀器的實(shí)驗(yàn)室都采用貴重的儀器控制器來(lái)控制測(cè)試系統(tǒng)，這些功能單一、價(jià)格昂貴的儀器控制器通過(guò)一個(gè)集成通訊端口來(lái)控制總線(xiàn)儀器。后來(lái)，隨著 PC 機(jī)的出現(xiàn)，工程師和科學(xué)家找到一種通過(guò)性能價(jià)格比高的通用 PC 機(jī)控制臺(tái)式儀器的方法，各種基于 PC 機(jī)接口的板卡產(chǎn)品便應(yīng)運(yùn)而生。 3.2 LABVIEW的應(yīng)用 LABVIEW 在包括航天、通訊、生物醫(yī)學(xué)、電子、地球物理、機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，從簡(jiǎn)單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到尖端的測(cè)試和工業(yè) 自動(dòng)化，從大學(xué)實(shí)驗(yàn)室到工廠(chǎng)，從探索研究到技術(shù)集成，都可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用 LABVIEW 的成果和開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。 3.2.1 LABVIEW應(yīng)用于測(cè)試與測(cè)量 LABVIEW 已成為測(cè)試與測(cè)量領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò) GPIB、 VXI、 PLC 串行設(shè)備和插卡數(shù)據(jù)采集板可以構(gòu)成實(shí)際的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它提供了工業(yè)界最大的儀器驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，同時(shí)還支持通過(guò) Internet 、 ActiveX 、 DDE 和SQL 等交互式通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，它提供的眾多開(kāi)發(fā)工具使復(fù)雜的測(cè)試與測(cè)量任務(wù)變得簡(jiǎn)單易行。 3.2.2 LABVIEW應(yīng)用于過(guò)程控制和工業(yè)自動(dòng)化 LABVIEW 強(qiáng)大的硬件驅(qū)動(dòng)、圖形顯示能力和便捷的快速程序設(shè)計(jì)為過(guò)程的控制和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用提供了優(yōu)秀的解決方案。對(duì)于更為復(fù)雜、更專(zhuān)業(yè)的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，在 LABVIEW 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 Bridge VIEW 是更好的選擇。 3.2.3 LABVIEW應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室研究與自動(dòng)化 LABVIEW 為科學(xué)家和工程師提供功能強(qiáng)大的高級(jí)數(shù)學(xué)分析庫(kù)，包括統(tǒng)第三章 編程軟件 LABVIEW 的簡(jiǎn)介 - 8 - 計(jì)、估計(jì)、回歸分析、線(xiàn)性代數(shù)、信號(hào)生成算法、時(shí)域和頻域算法等眾多科學(xué)領(lǐng)域，可滿(mǎn)足各種計(jì)算機(jī)和分析需要。即使在聯(lián)合時(shí)域分析、小波和數(shù)字濾波器設(shè)備等高級(jí)或特殊分析場(chǎng)合 ， LABVIEW 也為此提供專(zhuān)門(mén)的附加軟件包。 3.3 LABVIEW的編程環(huán)境 LABVIEW 模板 與一般的程序相比， LABVIEW 提供了三個(gè)浮動(dòng)的圖形化工具模板，分別是工具模板、控制模板和功能模板。這三個(gè)模板功能強(qiáng)大，使用方便，表示直觀(guān)，是用戶(hù)編程的主要工具。 （ 1）工具模板 工具模板包括操作工具，定位工具，標(biāo)注工具，連線(xiàn)工具，彈出菜單工具，滾動(dòng)工具斷點(diǎn)工具探針工具，顏色工具和顏色拷貝工具。通過(guò)這樣的工具，就用于 VI 的創(chuàng)建、修改和調(diào)試。 （ 2）控件模板 控件模板按功能分類(lèi)，每個(gè)工具圖標(biāo)雙包含一系列子模板。控件模板功能強(qiáng)大，通過(guò)這些子模板可以找到創(chuàng)建程序所需的所有對(duì)象工具。使用控制模板可以給前面板增加輸入控件和輸出指示器。子模板包括數(shù)值子模板、布爾子模板、字符串子模板、列表和環(huán)子模板、數(shù)組和簇子模板、路徑和參考名子模板、圖形子模板、裝飾子模板、用戶(hù)控制子模板、控制子模板和 AxtiveX 子模板。 （ 3）功能模板 使用功能模板可創(chuàng)建框圖程序模板上每一個(gè)頂層圖標(biāo)都表示一個(gè)子模板。 LABVIEW 框圖 編程的所有函數(shù)按照功能分類(lèi)都分布在功能模板的子模板里。每個(gè)子模板的內(nèi)容及操作是 LABVIEW 編程最基本、最重要的內(nèi)容。功能模第三章 編程軟件 LABVIEW 的簡(jiǎn)介 - 9 - 板包括下列子模板：結(jié)構(gòu)子模板、數(shù)值運(yùn)算子模板、布爾邏輯子模板、字符串子模板、數(shù)組子模板、簇子模板、比較子模板、時(shí)間和對(duì)話(huà)框子模板、文件輸入 /輸出子模板、儀器輸入 /輸出子模板、通信子模板、數(shù)據(jù)采集子模板、分析功能子模板、示教課程子模板、高級(jí)功能子模板、選擇 VI 子程序子模板、用戶(hù)庫(kù)子模板、應(yīng)用控制子模板和儀器驅(qū)動(dòng)子模板。通過(guò)這些功能子模板，可實(shí)現(xiàn)所有 LABVIEW 的應(yīng)用功能。 第四章 相位差測(cè)量方法原理簡(jiǎn)介 - 10 - 第四章 相位差測(cè)量方法原理簡(jiǎn)介 4.1 相關(guān)法相位差測(cè)量相位差原理 1)根據(jù)互相關(guān)函數(shù)特性求出兩信號(hào)的初相位 兩信號(hào)的互相關(guān)函數(shù) ()R xy 不是偶函數(shù)，根據(jù)其定義可證明( ) ( )R x y R x y，此式說(shuō)明，互相關(guān)函數(shù)與兩信號(hào)的相位差 和延遲量 有關(guān)，當(dāng) 0 時(shí)， (0)R xy 就只與兩信號(hào)的相位差 有關(guān)基于此可求出 設(shè) ( ) s i n ; ( ) s i n ( )x t A t y t B t 。式中 A， B 分別是被測(cè)信號(hào) ( ) ( )x t y t, 的幅值， 就是兩信號(hào)之間的相位差根據(jù)相關(guān)函數(shù)的定義， ()R xy 的估計(jì)值為： 1( ) ( ) ( )01s i n s i n ( ) 001( ) ( ) ( )01s i n s i n ( )012( s i n c o s s i n c o s s i n )00212( ) s i n c o s c o s0 2TR x y x t y tTTA t B t d tTTR x y x t y tTTA t B t d tTTTA B t d t A B t t d tTT ABR x y A B t d tT 當(dāng) 時(shí) ， 有 :上 式 中 第 項(xiàng) 的 積 分 為 零 , 所 以 有 :()()a r c c o sA B ( ) , ( t )R x yABR x yABx t y 由 此 可 求 出 兩 信 號(hào) 的 相 位 差 為 : 2c o s =或2式 中 ， 可 由 自 相 關(guān) 函 數(shù) 求 出 。第四章 相位差測(cè)量方法原理簡(jiǎn)介 - 11 - 2)由自相關(guān)函數(shù)求出 ( ), (t)x t y 的幅值 根據(jù)戶(hù)相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)，當(dāng)延遲量 =0 時(shí)，自相關(guān)函數(shù)取得最大值，且唯一與信號(hào)的幅值有關(guān)。根據(jù)自相關(guān)函數(shù)的定義，函數(shù) ()xt 的自相關(guān)函數(shù)的估計(jì)值為： 2 2 22 1( ) ( ) ( )01( ) s i n0022 ( 0 )()AB( 0 )a r c c ( 0 ) ( 0 )( 0 ) , ( 0 ) , ( 0 ) ( ) , ( ) 0 ,TR x x t x t d tTTTx x t d t A t d tTAA R xytR x yosR x R yR x R y R x y x t y t當(dāng) =0 時(shí) ， 有 ：1R ( 0 ) =T所 以 得 ：同 理 求 出 函 數(shù) 的 幅 值 為 ：B = 2 R y ( 0 )當(dāng) 求 出 ， 后 即 可 求 出 相 位 差 為 ：式 中 分 別 是 在 時(shí) 的 估 計(jì) 值其 函22:1( 0 ) ( ) ( 0 )01( 0 ) ( ) ( 0 )01( 0 ) ( ) ( ) ( 0 )0TR x x t d tTTR y y t d tTTR x y x t y t d tT數(shù) 表 達(dá) 式 可 寫(xiě) 為3）互相關(guān)函數(shù)的離散表達(dá)式 當(dāng)用 計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理時(shí)，必須對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣，連續(xù)信號(hào) ()xt 變?yōu)殡x散時(shí)間序列 ( ) , 0 , 1 , 2 , . . . , 1x n n k。連續(xù)信號(hào) ()yt 變?yōu)殡x散時(shí)間序列( ) , 0 , 1 , 2 , . . . , 1y n n k。計(jì)算相關(guān)函數(shù)的積分表達(dá)式變?yōu)榍蠛褪?，可表示為?第四章 相位差測(cè)量方法原理簡(jiǎn)介 - 12 - 120120101( 0 ) ( )1( 0 ) ( )1( 0 ) ( ) ( )knknknR x x nnR y y nnR x y x n y nnk式 中 為 采 樣 點(diǎn) 數(shù) .4.2 頻譜分析法測(cè)量相位差原理 該方法是通過(guò)對(duì)被檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，獲得信號(hào)的相頻特性， 然后計(jì)算兩信號(hào)在主頻率處的差值即可測(cè)得兩個(gè)信號(hào)的相位差。 在有限區(qū)間 ( , )t t T 內(nèi)，絕對(duì)可積的任一周期函數(shù) ()xt 可以展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)： 00101111( ) ( c o s s i n )( c o s s i n )s i n ( ),2( ) c o s2( ) s i n, : a r c t a nnnnnnnnnnnnnnnx t a n t b n tA a n t b n tA A n taba x t n t d tTb x t n t d tTnab 其 中 為 傅 里 葉 系 數(shù)為 次 諧 波 的 初 相 位 其 中 基 波 的 初 相 位 為以上計(jì)算的意義在于：一個(gè)周期信號(hào)可以用一個(gè)直流分量和一系列諧波的線(xiàn)性疊加來(lái)表示，只要求處傅里葉系數(shù) na 和 nb 即可求出任一諧波的初相 位 n ，而在相位差測(cè)量中只要求出基波的初相位 1 即可。 在以計(jì)算機(jī)為核心的虛擬測(cè)試儀中，模擬信號(hào) ()xt 在進(jìn)入計(jì)算機(jī)前先第四章 相位差測(cè)量方法原理簡(jiǎn)介 - 13 - 經(jīng)采樣器將連續(xù)信號(hào)變?yōu)殡x散時(shí)間信號(hào)，而后再經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡x散信號(hào)。設(shè)在周期函數(shù)的一個(gè)周期內(nèi)有 N 個(gè)采樣點(diǎn)，且每?jī)蓚€(gè)采樣點(diǎn)間的時(shí)間相同，則有： 1011011122( ) c o s22()NkNkkxkNNkb x k s i nNNaa r c t a nb1a對(duì)于兩個(gè)周期信號(hào)函數(shù) 1()xt和 2()xt，他們的基波傅里葉系數(shù)分別為： 11011 1 1011111112 1 2012 1 2021212122( ) c o s22()22( ) c o s22()NkNkNkNkkxkNNkb x k s i nNNaa r c t a nbkxkNNkb x k s i nNNaa r c t a nb11aa則 1()xt的基波分量與 2()xt的基波分量的相位差為： 1 1 2 11 1 2 11 1 2 1aa= - = a r c t a n - a r c t a nbb 4.3 零點(diǎn)檢測(cè)法測(cè)量相位差原理 過(guò)零檢測(cè)法的基本原理可以有式（ 1） 來(lái)表示，其中 T 為被測(cè)信號(hào)的周期， tV 為被測(cè)信號(hào)過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間差，相應(yīng)的相位差 V 為： 第四章 相位差測(cè)量方法原理簡(jiǎn)介 - 14 - t= 360T VV （ 1） 這種相位差測(cè)量的方法多基于傳統(tǒng)的硬件電路實(shí)現(xiàn)。在虛擬儀器系統(tǒng)中，相位差測(cè)量的信號(hào)是 A/D 采樣后的離散信號(hào)，不能用（ 1）式計(jì)算，通常是采用對(duì) A/D 采樣后的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理后計(jì)算得到（ 2），（ 3）。設(shè) f 為被測(cè)信號(hào)的頻率，sf為 A/D 的采樣頻率，則一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)sfN=f，而相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的相位差： 360 360sftf V （ 2） 假設(shè)用兩個(gè)數(shù)組來(lái)保存兩列信號(hào)的信息，信號(hào) U1 的首次過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)組的第 i 個(gè)元素，數(shù)組 U2 的首次過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)組的第 j 個(gè)元素，這樣式（ 1）中的 tV 就對(duì)應(yīng)為數(shù)組元素的序號(hào)差。則式（ 1）就變?yōu)槭剑?3）所 示： ( ) 3 6 0 ( )sfj i j i f VV (3) 第五章 相位差原理在 LABVIEW 中的應(yīng)用 - 15 - 第五章 相位差測(cè)量方法在 LABVIEW 中的應(yīng)用 5.1 設(shè)計(jì)中常用控件功能簡(jiǎn)介 5.1.1 數(shù)據(jù)類(lèi)型 LABVIEW 的數(shù)據(jù)類(lèi)型與傳統(tǒng)編程語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)類(lèi)型基本相似，除了一般的數(shù)據(jù)類(lèi)型之外，還有一些獨(dú)特的數(shù)據(jù)類(lèi)型。 LABVIEW 中的數(shù)據(jù)類(lèi)型包括數(shù)字型 (Numeric)、布爾型 (即邏輯型， Boolean)和字符串型 (String)；構(gòu)造數(shù) 據(jù)類(lèi)型包括數(shù)組和簇；其他數(shù)據(jù)類(lèi)型包括枚舉（ RefNum）、空類(lèi)型等等。 數(shù)字類(lèi)型的前面板對(duì)象包含在控制模板 Numeric 子模板中，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型分為變量和常量?jī)煞N，在某種意義上， LABVIEW 的數(shù)據(jù)也可以這么分， Numeric 子模板中的前面板對(duì)象就相當(dāng)于傳統(tǒng)編程語(yǔ)言中的數(shù)字變量，。 LABVIEW的子模板包括多種不同形式的控制和指示，它們的外觀(guān)各不相同，人數(shù)字量、滾動(dòng)條、水箱、溫度計(jì)、旋鈕、表頭、刻度盤(pán)以及顏色框等，但本質(zhì)是完全相同的，都是數(shù)字型，只是外觀(guān)不同而已。 在 LABVIEW 中布爾型數(shù)據(jù)即邏輯型數(shù)據(jù) ，它的值為真 (true)或假(false)，或者為 1 或 0。布爾型前面板對(duì)象包含在控制模板 Boolean 子模板中。模板中有不同有布爾前面板對(duì)象，如不同形狀的按鈕、指示燈和開(kāi)關(guān)等，這都是從實(shí)際儀器的開(kāi)關(guān)、按鈕演化來(lái)的，十分形象。采用布爾按鈕可以設(shè)計(jì)出逼真的虛擬儀器前面板。與數(shù)字類(lèi)型相似，這些不同的布爾控制也是外觀(guān)不同，內(nèi)涵相同，都是布爾型，只有 0 和 1 兩個(gè)值。 5.1.2 結(jié)構(gòu) For 循環(huán)是 LABVIEW 最基本的結(jié)構(gòu)之一，它執(zhí)行指定次數(shù)的循環(huán)，相當(dāng)于語(yǔ)言中的 For 循環(huán)： 第五章 相位差原理在 LABVIEW 中的應(yīng)用 - 16 - For (i=0; iN; i + ) LABVIEW 中的 For 循環(huán)可從框圖功能模板 Function Structure 子模板中創(chuàng)建。大多數(shù)情況下，用戶(hù)使用 For 循環(huán)處理數(shù)組。這是因?yàn)?LABVIEW 已經(jīng)知道了元素的個(gè)數(shù)，而且自動(dòng)變址功能會(huì)為用戶(hù)自動(dòng)處理迭代：用戶(hù)所要做的所有事情是將數(shù)組裝入循環(huán)，迭代次數(shù)會(huì)與數(shù)組中的元素的個(gè)數(shù)相等。 移位寄存器（ Register）和框架通道（ Channel）兩個(gè)獨(dú)具特色的新概念。移位寄存器的功能是將第 i-1, i-2, i-3 次循環(huán)的計(jì)算 結(jié)果保存在FOR 循環(huán)的緩沖區(qū)內(nèi)，并在第 i 次循環(huán)時(shí)將這些數(shù)據(jù)從循環(huán)框架左側(cè)的移位寄存器中送出，供循環(huán)框架內(nèi)的節(jié)點(diǎn)使用。在循環(huán)框架上的右鍵彈出菜單中選擇 Add Shit Register 創(chuàng)建?？蚣芡ǖ朗?For 循環(huán)與循環(huán)外部數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)通道，其功能是在 For 循環(huán)開(kāi)始運(yùn)行前，將循環(huán)外其他節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)送至循環(huán)內(nèi)，供循環(huán)框架內(nèi)的節(jié)點(diǎn)使用。還可以在 For 循環(huán)運(yùn)行結(jié)束時(shí)將循環(huán)框架內(nèi)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)送至循環(huán)外，供循環(huán)外的節(jié)點(diǎn)使用。用連線(xiàn)工具將數(shù)據(jù)連線(xiàn)從循環(huán)框架內(nèi)直接拖至循環(huán)框架外， LABVIEW 會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)框架通道?？蚣?通道有兩面三刀種屬性：有索引(Enable Indexing) 和 無(wú) 索 引 (Disable Indexing). For 循環(huán)執(zhí)行的是包含在循環(huán)框架內(nèi)的程序節(jié)點(diǎn)。其重復(fù)端口相當(dāng)于 C 語(yǔ)言 For 中的 I，初始值為 0，每次循環(huán)遞增步長(zhǎng)為 1。而且，重復(fù)端口的初始和步長(zhǎng)在 LABVIEW 中是固定不變的，若要用到不同的初始值或步長(zhǎng)，可對(duì)重復(fù)端口產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)運(yùn)算，也可用到移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 CASE 選擇結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于 C 語(yǔ)言中的 switch 語(yǔ)句： 第五章 相位差原理在 LABVIEW 中的應(yīng)用 - 17 - switch(表達(dá)式 ) case 常量表達(dá)式 1：語(yǔ)句 1； case 常量表達(dá)式 2：語(yǔ)句 2； case 常量表達(dá)式 n：語(yǔ)句 n； default ：語(yǔ)句 n+1； 在某種意義上還相當(dāng)于 C 語(yǔ)言的 if 語(yǔ)句： if(條件判斷表達(dá)式 ) else 語(yǔ) 句 選 擇 結(jié) 構(gòu) 可 從 框 圖 程 序 中 的 功 能 模 板 Function Structure 中創(chuàng)建。最基本的選擇結(jié)構(gòu)是由選擇框架（ Case Frame）、選擇端口（ Selection Terminal）、框架標(biāo)識(shí)符 (Diagram Identifier)以及遞增 /遞減按鈕 (Increment/Decrement Button)組成。 在選擇結(jié)構(gòu)中，選擇端口相當(dāng)于上述 C 語(yǔ)言 Switch 語(yǔ)句中的“表達(dá)式”，框圖表示符相當(dāng)于“表達(dá)式 n”。編程時(shí)，將外部控制條件連接至選擇端口上，程序運(yùn)行時(shí)，選擇端口會(huì)判斷送來(lái)的控制條件，引導(dǎo)選擇結(jié)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)框架中的內(nèi)容。為與選擇框架外交換數(shù)據(jù)，選擇結(jié)構(gòu)也有框架通道。選擇結(jié)構(gòu)的邊框通道與 For 循環(huán)相類(lèi)似，但有其自身特點(diǎn)。當(dāng)外部數(shù)據(jù)連接到選擇框架上供其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)使用時(shí)，選擇結(jié)構(gòu)的每一個(gè)子框架都能從該通道中獲得輸入的外部 數(shù)據(jù)；當(dāng)選擇結(jié)構(gòu)內(nèi)部的數(shù)據(jù)需通過(guò)框架通道送至外部時(shí)，必需在每一個(gè)子框架中都連接一個(gè)同數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)據(jù)到同一個(gè)框架通道上。這主要是因?yàn)檫x擇結(jié)構(gòu)執(zhí)行時(shí)是根據(jù)外部控制條件從其所有的子框架中選擇其一執(zhí)行的，子框架選擇非此即彼，所以每一個(gè)子框架都必需連接一個(gè)數(shù)據(jù)。對(duì)于一個(gè)框架通道，一個(gè)子框架中如果沒(méi)有連接數(shù)據(jù)，那么在根據(jù)控制執(zhí)行到這個(gè)子框架時(shí)，框架通道便沒(méi)有向外輸出數(shù)第五章 相位差原理在 LABVIEW 中的應(yīng)用 - 18 - 據(jù)來(lái)源程序就會(huì)出錯(cuò)。 LABVIEW 選擇結(jié)構(gòu)與其他語(yǔ)言的選擇結(jié)構(gòu)相比，簡(jiǎn)潔明了，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不但相當(dāng)于 Switch 語(yǔ)句，還可以實(shí)現(xiàn) if else 語(yǔ) 句功能。 5.1.3 數(shù)學(xué)運(yùn)算 LABVIEW 的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能主要由功能模板 Numeric 子模板中的節(jié)點(diǎn)完成。Numeric 模板由基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)，類(lèi)型轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)、三角函數(shù)節(jié)點(diǎn)、對(duì)數(shù)節(jié)點(diǎn)復(fù)數(shù)節(jié)點(diǎn)和附加常數(shù)節(jié)點(diǎn)組成。 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)不僅實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除等基本運(yùn)算，還可以實(shí)現(xiàn)求整、開(kāi)方、求冪、數(shù)組求和、求積和復(fù)合運(yùn)算等功能?；具\(yùn)算節(jié)點(diǎn)支持?jǐn)?shù)值輸入。但與一般編 程 語(yǔ) 言 提 供 的 運(yùn) 算 符 相 比 ，LABVIEW 的數(shù)學(xué)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)功能更強(qiáng)，使用更靈活，它不僅支持單一的數(shù)值量輸入，還可以支持處理同類(lèi)型的復(fù)合型數(shù)值量，比如由 數(shù)值量構(gòu)成的數(shù)組、簇和簇?cái)?shù)組等。數(shù)值類(lèi)型包括浮點(diǎn)數(shù)、整數(shù)和復(fù)數(shù)。 模板中的 Trigonometric 子模板可實(shí)現(xiàn)各種三角函數(shù)運(yùn)算，該模板中的節(jié)點(diǎn)均心為弧度為單位。節(jié)點(diǎn)的輸入可以是數(shù)字標(biāo)量、數(shù)字量的數(shù)組或簇、數(shù)字量的簇的數(shù)組。該模板包括了大部份常用三角函節(jié)點(diǎn)，如 s