1、基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計(jì)Virtual Instrument Design Base-on LabVIEW 教材&參考書黃松嶺，吳靜 編著； 趙偉，侯國(guó)屏 審. 虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程. 清華大學(xué)出版社，2008年10月LabVIEW虛擬儀器程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用 ，人民郵電出版社 ，2008年12月 我和LabVIEW，北京航空航天大學(xué)出版社，2009年9月LabVIEW8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精通 ，清華大學(xué)出版社 ，2007年7月 其他有關(guān)LabVIEW編程和虛擬儀器設(shè)計(jì)方面的教材（很多；版本翻新快）檢測(cè)技術(shù)、電工電子測(cè)量、數(shù)字信號(hào)處理等方面知識(shí)的教材（很多）科技期刊雜志上的相關(guān)文章（含教

2、學(xué)類）網(wǎng)上資源/academic/ni/Windows Live Messenger群：msngroup7773http:/我和LabVIEW作者博客/labview我和LabVIEW作者博客備份序號(hào) 內(nèi) 容 基本要求 學(xué)時(shí)教學(xué)大綱1虛擬儀器技術(shù)概論 了解22LabVIEW基礎(chǔ)知識(shí) 掌握23程序結(jié)構(gòu) 掌握84字符串、數(shù)組、簇和矩陣 掌握45圖形顯示 掌握36文件操作 熟悉37子VI與人機(jī)界面設(shè)計(jì) 熟悉28數(shù)學(xué)分析與信號(hào)處理 熟悉49數(shù)據(jù)采集與儀器控制 理解4實(shí)驗(yàn)安排 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)類型 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)一虛擬函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)型2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)二虛擬科學(xué)計(jì)算器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)型2學(xué)時(shí)考核標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績(jī)

3、：30%實(shí)驗(yàn)成績(jī)：10%期末成績(jī)： 60% 答疑安排每周四5,6節(jié)自動(dòng)化學(xué)院辦公樓 控制工程系辦公室103時(shí)間地點(diǎn)我的email：whuiEmail questions are welcomed!本課程特點(diǎn)多學(xué)科知識(shí)綜合多門課程知識(shí)的綜合運(yùn)用；理論與實(shí)際相結(jié)合。重點(diǎn)非LabVIEW編程語(yǔ)言掌握水平，而是數(shù)據(jù)采集、實(shí)際信號(hào)分析處理、測(cè)量方案設(shè)計(jì)及調(diào)試等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)及運(yùn)用。虛擬儀器設(shè)計(jì)機(jī)械力學(xué)車船物理化學(xué)計(jì)算機(jī)軟硬件信號(hào)處理電工電子技術(shù)測(cè)量技術(shù)傳感器技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本課程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新傳統(tǒng)儀器用戶自己可據(jù)需求確定功能有較大設(shè)計(jì)、優(yōu)化空間更靈活，可滿足自己需求 功能已由生產(chǎn)廠家完全確定；需要另外儀器

4、功能，就要更新、購(gòu)置新的儀器虛擬儀器本課程知識(shí)特點(diǎn)應(yīng)用廣泛（1）適合幾乎所有理工科專業(yè)的測(cè)量應(yīng)用，包括：電工電子、機(jī)械、力學(xué)、物理、化學(xué)、生物、化工、水利、汽車、環(huán)境、工物等。在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器和信號(hào)調(diào)理器會(huì)因應(yīng)用領(lǐng)域不同而不同，但虛擬儀器所依托的計(jì)算機(jī)等硬件的差異很??；軟件要由用戶據(jù)自己需求，利用LabVIEW編制。本課程知識(shí)特點(diǎn)應(yīng)用廣泛（2）應(yīng)用領(lǐng)域 聲學(xué)測(cè)試 工廠生產(chǎn)線自動(dòng)化測(cè)控 軍工設(shè)備測(cè)試 食品質(zhì)量監(jiān)測(cè) 設(shè)備的自動(dòng)測(cè)試ATE 電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建 自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室管理自動(dòng)化 汽車性能測(cè)試 機(jī)械測(cè)控 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)測(cè)量 機(jī)器視覺 計(jì)量校準(zhǔn) 石油和天然氣信號(hào)處理 電子測(cè)試 制藥生產(chǎn)質(zhì)

5、量監(jiān)控 光纖校準(zhǔn) 工業(yè)機(jī)器人 光學(xué)度量和測(cè)定 過程自動(dòng)化 功率測(cè)量與諧波分析 SCADA系統(tǒng) 半導(dǎo)體器件性能測(cè)試 統(tǒng)計(jì)流程控制 電子通信測(cè)試 晶片傳送手臂 振動(dòng)測(cè)試 電機(jī)特性參數(shù)檢測(cè) 本課程知識(shí)特點(diǎn)應(yīng)用廣泛（3）運(yùn)動(dòng)控制本課程知識(shí)特點(diǎn)應(yīng)用廣泛（4）無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域本課程知識(shí)特點(diǎn)應(yīng)用廣泛（5）油氣管道外磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)虛擬儀器舉例虛擬電壓表虛擬儀器舉例虛擬諧波分析儀虛擬儀器舉例虛擬示波器何謂虛擬儀器？虛擬儀器（Virtual InstrumentVI）計(jì)算機(jī)化的測(cè)量?jī)x器；是計(jì)算機(jī)與相關(guān)面向儀器的軟、硬件產(chǎn)品的有機(jī)結(jié)合。使用者通過友好的圖形界面即虛擬儀器的前面板操作計(jì)算機(jī)，就像在操控自己定義、設(shè)計(jì)的測(cè)量?jī)x

6、器一樣，并可以方便地組合、更新和擴(kuò)展它，從而更快捷、更經(jīng)濟(jì)、更靈活地解決各個(gè)領(lǐng)域的測(cè)量和自動(dòng)控制等應(yīng)用問題。由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件三大要素構(gòu)成，共同完成傳統(tǒng)儀器的功能。被測(cè)對(duì)象傳感器信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)采集信號(hào)處理儀器面板虛擬儀器的主要特點(diǎn)：盡可能采用通用的硬件，各種虛擬儀器之間的差異主要是軟件。充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和處理功能，可以創(chuàng)造出功能更多、更強(qiáng)的測(cè)量或測(cè)控儀器及系統(tǒng)。用戶可根據(jù)自己的實(shí)際需求，很便利地自主構(gòu)建新的虛擬儀器。虛擬儀器的構(gòu)成元素信號(hào)數(shù)據(jù)采集和控制分析顯示數(shù)據(jù)采集卡RS-232IEEE488(GPIB)信號(hào)處理數(shù)字濾波概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)矩陣運(yùn)算圖形用戶界面硬拷貝

7、輸出文件I/O虛擬儀器的硬件結(jié)構(gòu)測(cè)控對(duì)象信號(hào)調(diào)理DAQ卡GPIB總線儀器GPIB接口卡VXI/PXI/LXI總線儀器模塊串口總線儀器/PLC現(xiàn)場(chǎng)總線儀器模塊其他計(jì)算機(jī)硬件板卡計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu)輸入/輸出（I/O）接口軟件位于儀器與儀器驅(qū)動(dòng)之間，完成對(duì)儀器內(nèi)部寄存單元進(jìn)行直接存取數(shù)據(jù)操縱、為儀器驅(qū)動(dòng)程序提供信息傳遞的底層軟件儀器驅(qū)動(dòng)程序?yàn)橛脩籼峁┯糜趦x器操作的較抽象的操作函數(shù)集，由儀器生產(chǎn)廠家提供應(yīng)用軟件包括儀器面板控制軟件和數(shù)據(jù)分析處理軟件，實(shí)現(xiàn)虛擬儀器面板以及數(shù)據(jù)采集、分析處理、顯示和存儲(chǔ)等。儀器面板控制軟件數(shù)據(jù)分析處理軟件儀器驅(qū)動(dòng)程序輸入/輸出接口軟件虛擬儀器軟件框架虛擬儀器

8、的組成虛擬儀器系統(tǒng)被測(cè)信號(hào)傳感器信號(hào)調(diào)理電路數(shù)據(jù)采集卡設(shè)備驅(qū)動(dòng)面板程序應(yīng)用程序虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)PC虛擬儀器系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖虛擬儀器的特點(diǎn)豐富和增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能突出“軟件即儀器”的概念儀器由用戶自己定義開放的工業(yè)表準(zhǔn)便于構(gòu)成復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)性好虛擬儀器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)美國(guó)國(guó)家儀器公司（Natioanl Instruments，NI）于1986年提出虛擬儀器的概念虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展取決于3個(gè)重要因素計(jì)算機(jī)的發(fā)展是動(dòng)力軟件是主宰高性能的A/D采集卡、調(diào)理放大器及傳感器是關(guān)鍵何謂LabVIEW？LabVIEW（ Laboratory Virtual Instrument Engineering），1992年由美國(guó)國(guó)家儀器公司（即National Instrument Cop. NI公司）推出，之后不斷翻新，是用于計(jì)算機(jī)化的儀器設(shè)計(jì)用的編程工具軟件，具有圖形化編程語(yǔ)言特征，人機(jī)界面友好，功能函數(shù)庫(kù)豐富、強(qiáng)大 ，被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和高?？蒲薪虒W(xué)實(shí)驗(yàn)室等廣泛認(rèn)同，被視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集、儀器設(shè)計(jì)及控