現(xiàn)代測試技術(shù)主要內(nèi)容6.1概述6.2現(xiàn)代測試系統(tǒng)的基本概念6.3現(xiàn)代測試系統(tǒng)的組成6.4虛擬測試儀器技術(shù)6.5LabView簡介及應(yīng)用6.6智能儀器6.7現(xiàn)代測試系統(tǒng)實例6.1概述

計算機(jī)輔助測試(ComputerAidedTesting,CAT)系統(tǒng)已成為現(xiàn)代測試技術(shù)應(yīng)用的重要手段,現(xiàn)代測試系統(tǒng)也向著小型化、自動化、高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性的方向發(fā)展?，F(xiàn)代測試系統(tǒng)建立在數(shù)字信號處理技術(shù)基礎(chǔ)上,以計算機(jī)為測試分析平臺進(jìn)行信號處理,可以分為專用信號處理機(jī)和以通用微機(jī)為主的信號處理系統(tǒng)。專用信號處理機(jī)處理功能全面,帶有專門的DSP芯片,處理速度較快,價格較高,二次開發(fā)困難.以通用微機(jī)為主的信號處理系統(tǒng)是一種有很大發(fā)展?jié)摿Φ挠嬎銠C(jī)輔助測試系統(tǒng),系統(tǒng)中的微機(jī)既可以作信號處理,又可作其他用途,已經(jīng)成為目前使用的主要測試設(shè)備.

6.2現(xiàn)代測試系統(tǒng)的基本概念現(xiàn)代測試系統(tǒng)主要包括計算機(jī)輔助測試系統(tǒng)和虛擬儀器(VirtualInstrument,VI)、智能儀器等類別。

計算機(jī)輔助測試虛擬儀器智能儀器6.3現(xiàn)代測試系統(tǒng)的組成6.3現(xiàn)代測試系統(tǒng)的組成

11.虛擬儀器概念6.4虛擬測試儀器技術(shù)用LabVIEW設(shè)計的虛擬示波器如圖為虛擬示波器，其功能比傳統(tǒng)的示波器更完善，界面更友好。

傳統(tǒng)儀器廠商定義功能虛擬儀器用戶定義功能1.具有開放性、模塊化、互換性以及可重復(fù)利用2.研制周期大大縮短3.性價比高4、技術(shù)更新快、界面靈活友好

11.虛擬儀器概念虛擬儀器系統(tǒng)是由計算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件三大要素構(gòu)成的。計算機(jī)與儀器硬件又稱為VI的通用儀器硬件平臺。

12.虛擬儀器組成1.傳感器2.信號調(diào)理3.數(shù)據(jù)采集...1.PC-DAQ2.GPIB3.VXI/PXI/LXI4.現(xiàn)場總線5.串口

12.虛擬儀器組成PC-DAQ系統(tǒng)PCIISAUSB1.傳感器2.信號調(diào)理3.數(shù)據(jù)采集...1.DAQ2.GPIB3.VXI/PXI/LXI4.現(xiàn)場總線5.串口軟件技術(shù)是虛擬儀器的核心技術(shù)。常用的儀器用開發(fā)軟件有LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等，其中以LabVIEW應(yīng)用最為廣泛。

12.虛擬儀器組成

虛擬儀器由通用儀器硬件平臺和應(yīng)用軟件兩個部分構(gòu)成。虛擬儀器的硬件平臺虛擬儀器的硬件平臺一般分為計算機(jī)硬件平臺和測控功能硬件（I/O接口設(shè)備）。--硬件平臺:計算機(jī)，如PC、便攜式計算機(jī)、工作站、嵌入式計算機(jī)等。計算機(jī)管理著虛擬儀器的硬件資源，是虛擬儀器的硬件支撐。

I/O接口設(shè)備主要完成被測輸入信號的采集、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換。不同的總線有其相應(yīng)的I/O接口硬件設(shè)備，如利用PC總線的數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）、GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)總線儀器、VXI(vmebusextensionforinstrumentation)總線儀器模塊、串口總線儀器等。虛擬儀器的組成虛擬儀器的軟件虛擬儀器的軟件包括應(yīng)用程序和I/O接口儀器驅(qū)動程序。應(yīng)用程序主要包括現(xiàn)實虛擬面板功能的軟件程序和定義測試功能的流程圖軟件程序兩類；I/O接口儀器驅(qū)動程序主要完成特定外部硬件設(shè)備的擴(kuò)展、驅(qū)動與通信。目前的虛擬儀器軟件開發(fā)工具有以下兩類：文本式編程語言，如VisualC++、VisualBasic、LabWindows/CVI等。圖形化編程語言，如LabVIEW、HPVEE等。

虛擬儀器可以分為下面幾種形式。(1)PC-DAQ測試系統(tǒng)：以數(shù)據(jù)采集卡(DAQ卡)、計算機(jī)和虛擬儀器軟件構(gòu)成的測試系統(tǒng)。(2)GPIB系統(tǒng)：以GPIB標(biāo)準(zhǔn)總線儀器、計算機(jī)和虛擬儀器軟件構(gòu)成的測試系統(tǒng)。(3)VXI系統(tǒng)：以VXI標(biāo)準(zhǔn)總線儀器、計算機(jī)和虛擬儀器軟件構(gòu)成的測試系統(tǒng)。(4)串口系統(tǒng)：以RS-232標(biāo)準(zhǔn)串行總線儀器、計算機(jī)和虛擬儀器軟件構(gòu)成的測試系統(tǒng)。

(5)現(xiàn)場總線系統(tǒng)：以現(xiàn)場總線儀器、計算機(jī)和虛擬儀器軟件構(gòu)成的測試系統(tǒng)。

虛擬儀器是計算機(jī)化儀器，由計算機(jī)、信號測量硬件模塊和應(yīng)用軟件三大部分組成。

虛擬儀器組成

1）硬件功能模塊

C-DAQ數(shù)據(jù)采集卡GPIB總線儀器VXI總線模塊RS-232串行接口儀器現(xiàn)場總線模塊2）驅(qū)動程序驅(qū)動程序通常由硬件功能模塊的生產(chǎn)商提供隨硬件功能模塊一起提供。

3）應(yīng)用軟件虛擬儀器示波器

被測信號信號調(diào)理GPIB接口儀器串口接口儀器VXI模塊現(xiàn)場總線設(shè)備其他計算機(jī)硬件數(shù)據(jù)采集卡GPIB接口卡LabviewLabWindows其他軟件開發(fā)平臺PC/工作站圖2虛擬儀器基本構(gòu)成框圖6.5LabView簡介及應(yīng)用LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。1LabVIEW的應(yīng)用

LabVIEW在測試、測量和自動化等領(lǐng)域具有最大的優(yōu)勢，因為LabVIEW提供了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲。它被廣泛地應(yīng)用于汽車、通信、航空、半導(dǎo)體、電子設(shè)計生產(chǎn)、過程控制和生物醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。

1LabVIEW的應(yīng)用

在美國LawrenceLivermore國家實驗室，一個花費2000萬美金的極為復(fù)雜的飛秒激光切割系統(tǒng)就是基于LabVIEW開發(fā)的。在北京正負(fù)電子對撞機(jī)二期工程北京譜儀慢控制系統(tǒng)中，大約有30種物理量共7000多點的現(xiàn)場數(shù)據(jù)點需要實時采集控制和分析記錄等。

實際應(yīng)用2LabVIEW的發(fā)展歷程

LabVIEW?版本?發(fā)行?詳情/zh-cn/shop/labview/release-details.html2LabVIEW的發(fā)展歷程

LabVIEW?版本?發(fā)行?詳情/zh-cn/shop/labview/release-details.htmlVI程序和工程創(chuàng)建欄新近打開的工程和VI程序列表欄幫助資源列表欄下拉菜單3LabVIEW編程環(huán)境LabVIEW程序包括前面板（用戶界面）和后面板（程序框圖）3種選板：控件選板（為前面板添加控件）函數(shù)選板（在程序框圖中添加函數(shù)或數(shù)據(jù)等）工具選板（選擇各種編輯工具，前面板和后面板都要用到）3.1前面板和程序框圖LabVIEW程序被稱為VI，擴(kuò)展名默認(rèn)為.vi前面板窗口是圖形用戶界面，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)儀器的面板框圖窗口是VI程序的圖形化源代碼，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)儀器箱內(nèi)的功能部件圖標(biāo)用于在主VI的框圖中標(biāo)識被調(diào)用的子VI連接器相當(dāng)于圖形化的子程序參數(shù)3.1前面板和程序框圖LabVIEW程序被稱為VI，擴(kuò)展名默認(rèn)為.vi前面板窗口是圖形用戶界面，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)儀器的面板框圖窗口是VI程序的圖形化源代碼，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)儀器箱內(nèi)的功能部件圖標(biāo)連接器運行連續(xù)運行中止執(zhí)行暫停文本設(shè)置對齊對象分布對象調(diào)整大小重新排序幫助高亮顯示執(zhí)行過程單步步入、單步步過、單步步出保存連線值3.2LabVIEW的選板控件選板在前面板顯示，它包含創(chuàng)建前面板時可用的全部對象。控件選板中的基本常用控件可以以新式、經(jīng)典和系統(tǒng)三種風(fēng)格顯示。選擇主菜單“查看”->“控件選板”選項或右擊前面板空白處就可以顯示控件選板?？丶x板包含輸入控制對象和輸出控制對象利用輸入及輸出控件可以輸入及顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)，例如數(shù)字、布爾量、字符串和文件路徑，見書表4-2。3.2LabVIEW的選板控件選板在前面板顯示，它包含創(chuàng)建前面板時可用的全部對象?？丶x板中的基本常用控件可以以新式、經(jīng)典和系統(tǒng)三種風(fēng)格顯示。選擇主菜單“查看”->“控件選板”選項或右擊前面板空白處就可以顯示控件選板?？丶x板包含輸入控制對象和輸出控制對象可以通過控件選板設(shè)計出豐富多彩的用戶界面3.2LabVIEW的選板函數(shù)選板函數(shù)選板只能在編輯程序框圖時使用，與控件選板的工作方式大體相同。創(chuàng)建框圖程序常用的VI和函數(shù)對象都包含在該選板中。選擇主菜單“查看”->“函數(shù)選板”或右擊框圖面板空白處就可以顯示函數(shù)選板。程序框圖是圖形化源代碼的集合，這種圖形化的編程語言也稱為G語言。3.2LabVIEW的選板工具選板在前面板和程序框圖中都可以使用工具選板，使用其中不同的工具可以操作、編輯或修飾前面板和程序框圖中選定的對象，也可以用來調(diào)試程序等?？梢赃x擇選擇主菜單“查看”->“工具選板”選項來顯示工具選板。3.3控制和函數(shù)選板操作恢復(fù)選板原始大小，只在改變選板大小時出現(xiàn)3.3善用LabVIEW聯(lián)機(jī)幫助LabVIEW為用戶提供了非常全面的幫助信息，有效地利用幫助信息是快速掌握LabVIEW的一條捷徑。顯示即時幫助、聯(lián)機(jī)幫助范例查找網(wǎng)絡(luò)資源...3.3顯示即時幫助選擇菜單欄中“幫助”>“顯示即時幫助”選項或按下Ctrl+H，就會彈出ContextHelp窗口。

3.3聯(lián)機(jī)幫助這是一個Windows標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)格的幫助窗口，包含了LabVIEW全部的幫助信息。3.3范例查找這些范例幾乎包含了LabVIEW所有功能的應(yīng)用實例，并提供了大量的綜合應(yīng)用實例。

例1：

溫度和容積例1：

溫度和容積While循環(huán)

當(dāng)循環(huán)次數(shù)不能預(yù)先確定時，就需要用到While循環(huán)。它也是LabVIEW最基本的結(jié)構(gòu)之一。相當(dāng)于C語言的While循環(huán)和do循環(huán)：

While(條件)

{

}

Do

{

}

LabVIEW中While循環(huán)可從函數(shù)選板

→編程→結(jié)構(gòu)子模板中創(chuàng)建?！鶺hile循環(huán)的組成

While循環(huán)由循環(huán)框架、迭代端口i和條件端口構(gòu)成。

條件端口控制循環(huán)是否執(zhí)行，每次循環(huán)結(jié)束后，判斷條件端口的值，若為False，停止執(zhí)行循環(huán)；若為True，則繼續(xù)執(zhí)行下一次循環(huán)。不給條件端口賦值，則While循環(huán)只執(zhí)行一次。

例1：

溫度和容積例2：

簡單波形分析例3：

波形幅值調(diào)整例3：

波形幅值調(diào)整6.6智能儀器6.6智能儀器與傳統(tǒng)儀器儀表相比,智能儀器具有以下功能特點：(1)操作自動化(２)具有自測功能(３)具有數(shù)據(jù)處理功能(４)具有友好的人機(jī)界面(５)具有可程控操作能力應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)械/結(jié)構(gòu)特性測試解決的問題：雙質(zhì)量飛輪的減振彈簧的特性是影響雙質(zhì)量飛輪使用性能的主要因素，如何在不破壞雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)的情況下，對減振彈簧的靜態(tài)彈性特性進(jìn)行測試。測試的對象：減振彈簧受到的扭矩和該扭矩作用下彈簧的變形量。——基于LabVIEW的機(jī)械/結(jié)構(gòu)特性測試6.7現(xiàn)代測試系統(tǒng)應(yīng)用實例應(yīng)用方案：采用NI公司的PXI平臺和硬件模塊，結(jié)合多功能數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)換卡，對產(chǎn)生的模擬信號進(jìn)行調(diào)理、采集和轉(zhuǎn)換，使用NI的圖形化編程軟件LabVIEW對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和編寫用戶界面，最終得到減振彈簧的靜態(tài)彈性特性曲線。扭矩傳感器角度傳感器數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)換卡PXI6259采集卡LabVIEW計算機(jī)PXI總線系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖PXI機(jī)箱測試系統(tǒng)PXI機(jī)箱數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)換卡用LabVIEW進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程第一、數(shù)據(jù)采集卡的屬性配置