基于labview的速度和加速的測量實驗的模擬-文庫吧
2025-06-03 15:36 本頁面
【正文】 ，虛擬儀器的發(fā)展還是可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程教學(xué)，在將來的社會，學(xué)生可以待在家里上物理實驗課，有了虛擬儀器，可以在自家的電腦上和老師進(jìn)行溝通，并且運用虛擬儀器進(jìn)行各種物理實驗，這大大方便了教學(xué)，也節(jié)省了師生的時間，還可以緩解交通，各個方面都有了很大的進(jìn)步。 當(dāng)今大多數(shù)大學(xué)物理教學(xué)過程中，單純的課堂授課已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的教學(xué)理念，更好的方法是用儀器演示，以加深學(xué)生的理解。但物理實驗設(shè)備的局限性，不方便在課堂上加以演示。這樣，我們需要一種更方便的演示方法，這樣就可以使用虛擬儀器來進(jìn)行演示。2 LabVIEW和虛擬儀器 LabVIEW和虛擬儀器簡介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）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。LabVIEW集成了與滿足 GPIB、VXI、RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。這是一個功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。圖形化的程序語言，又稱為 “G” 語言。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此，LabVIEW是一個面向最終用戶的工具。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計、測試并實現(xiàn)儀器系統(tǒng)時，可以大大提高工作效率。利用 LabVIEW，可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文件，它是一個真正的32位/64位編碼器。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多種版本。它主要的方便就是，一個硬件的情況下，可以通過改變軟件，就可以實現(xiàn)不同的儀器儀表的功能，非常方便，是相當(dāng)于軟件即硬件！現(xiàn)在的圖形化主要是上層的系統(tǒng)，國內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出圖形化的單片機(jī)編程系統(tǒng)（支持32位的嵌入式系統(tǒng)，并且可以擴(kuò)展的），不斷完善中。LabVIEW程序被稱為VI（Virtual Instrument），即虛擬儀器。LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器”，即虛擬儀器的概念。虛擬儀器是基于計算機(jī)的儀器。計算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強(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算機(jī)。以通用的計算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器的研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要有計算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號處理。目前在這一領(lǐng)域內(nèi)，使用較為廣泛的計算機(jī)語言是美國NI公司的LabVIEW。虛擬儀器的起源可以追溯到20世紀(jì)70年代，那時計算機(jī)測控系統(tǒng)在國防、航天等領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。PC機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級的計算機(jī)化成為可能，甚至在Microsoft公司的Windows 誕生之前,。對虛擬儀器和LabVIEW長期、系統(tǒng)、有效的研究開發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認(rèn)的權(quán)威。目前LabVIEW 的最新版本為LabVIEW2011，LabVIEW 2009 為多線程功能添加了更多特性，這種特性在 1998 年的版本5中被初次引入。使用 LabVIEW 軟件，用戶可以借助于它提供的軟件環(huán)境，該環(huán)境由于其數(shù)據(jù)流編程特性、LabVIEW RealTime 工具對嵌入式平臺開發(fā)的多核支持，以及自上而下的為多核而設(shè)計的軟件層次，是進(jìn)行并行編程的首選。 普通的PC有一些不可避免的弱點。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計算機(jī)測試系統(tǒng)性能不可能太高。目前作為計算機(jī)化儀器的一個重要發(fā)展方向是制定了VXI標(biāo)準(zhǔn)，這是一種插卡式的儀器。每一種儀器是一個插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但這些卡式儀器本身都沒有面板，其面板仍然用虛擬的方式在計算機(jī)屏幕上出現(xiàn)。這些卡插入標(biāo)準(zhǔn)的VXI機(jī)箱，再與計算機(jī)相連，就組成了一個測試系統(tǒng)。VXI儀器價格昂貴，目前又推出了一種較為便宜的PXI標(biāo)準(zhǔn)儀器。 LabVIEW軟件的特點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。用戶可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成一套完整的從儀器連接、數(shù)據(jù)采集到分析、顯示和存儲的自動化測試測量系統(tǒng)。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)、過程控制盒生物醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。 LabVIEW的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：:LabVIEW是一種圖形化編程語言，易懂且程序的界面和功能與實際的儀器非常相似。一個LabVIEW程序既可以作為獨立程序，也可以作為其它程序的子程序。LabVIEW內(nèi)置信號采集、測量分析與數(shù)據(jù)顯示功能，比傳統(tǒng)開發(fā)工具更加高效，提供強(qiáng)大功能的同時還保證了系統(tǒng)的靈活性。:無論是從數(shù)據(jù)采集到儀器控制，圖像采集到運動控制，LabVIEW都是一個理想的開發(fā)環(huán)境，并可以提供各種工具來迅速完成數(shù)據(jù)的采集。:采集到原始的數(shù)據(jù)通常不是用戶最終需要的結(jié)果，LabVIEW內(nèi)帶400 多個分析處理工具，諸如快速傅立葉變換(FFT)與頻率分析、信號發(fā)生、數(shù)學(xué)運算、曲線擬合、時頻分析等工具，用于從采集到的原始數(shù)據(jù)
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1