【正文】
系統(tǒng)前面板如圖24所示。下面對系統(tǒng)的前面板和程序框圖進行具體介紹。會在圖片控件中顯示物體厚度,并隨著輸入厚度的數(shù)量改變而改變。(3)示波器的顯示窗口:這部分由四個波形顯示器構成,其中有輸出電壓波形,還有一個顯示的是經(jīng)過濾波后的波形圖,另一個選項卡中的兩個波形圖是顯示的頻譜分析結果。產(chǎn)生的數(shù)值在經(jīng)過幅值和電平的測量函數(shù),得到濾波后的波形圖,輸入的電壓、頻率、噪聲幅值得到仿真信號。此系統(tǒng)就是利用壓電傳感器的測量原理進行設計的。三個滑動桿用于設置壓電晶片長、寬、厚度,在色彩設置中,通過不同的顏色變換,可以清晰地看到壓電晶片的安裝位置。(3)波形顯示。其中懸臂梁上的壓電介質材料的電容和懸臂梁上施加的力用數(shù)值常量或數(shù)值輸入控件進行設置。對頻率測量而言,不可回避的一個基本問題是橫軸的刻度最小值是多少,也就是頻率問題。、頻譜單位轉換、功率與頻率估值等函數(shù)進行編程,從而實現(xiàn)波形分析。 液位檢測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)該子VI利用變介質電容傳感器的獨特性質,測量容器的液面變化并用于自動控制。(2)水箱參數(shù)設置:水箱參數(shù)為原始水量、最高水位、最低水位、流入速率、循環(huán)周期。 系統(tǒng)程序框圖設計本系統(tǒng)程序框圖調用了幾個由LabVIEW本身提供了子VI, (主要是功能是產(chǎn)生水箱的水位的變化,并計算平均值)、(它是一個新水位的計數(shù)器和顯示器,新的水位等于原始的水平加上流入水速減流出水速的差乘上運行時間)和Boolean Change (新狀態(tài)的子VI,通過最高水位、現(xiàn)在的水位、最低水位、現(xiàn)在的狀態(tài)產(chǎn)生新狀態(tài))。我們可以在框圖下亮點運行,其中的過程清晰可看,首先是從各個控制器(Control)中讀入被控信息。循環(huán)的所有輸入數(shù)據(jù)值都是在進入循環(huán)之前被讀取完畢的,循環(huán)開始之后不再讀取輸入的數(shù)據(jù)值。各變化的關系流程圖如圖39所示。(1)2個數(shù)字輸入控件,用來輸入線圈匝數(shù)N和氣隙截面積S;(2)1個波形下拉列表,本控件可以改變施加給振子的激勵信號的波形,有方波、正弦波、三角波三種選擇波形,其中默認狀態(tài)為關閉;(3)1個旋鈕控件,可以輸入力被測F的大?。唤Y果顯示區(qū)域包括四個部分。 系統(tǒng)的程序框圖設計該系統(tǒng)程序框圖由四部分組成。通過這兩個函數(shù)面板上的VI函數(shù),我們很容易就可以得到需要的壓力信號。下面對該系統(tǒng)的前面板和程序框圖進行具體的介紹。(2)三部分數(shù)據(jù)控制按鍵,圖形來自Control/Modern/Numeric,從上到下分別為:①原始數(shù)據(jù)方框:水箱的原始水位,水箱中的原始水溫。 (3)示波器的圖形顯示窗口:水箱水位變化曲線、水箱水溫變化曲線。當系統(tǒng)為保溫狀態(tài)時,閥門關閉,熱電阻開啟維持溫度。圖43 溫度子VI表4 溫度子VI說明參數(shù)說明Elapsed TimeInitial Fluid MassInitial Fluid TemInlet Mass Flow RateInlet Flow TemHeat Flow RateNew Tem子VI的運行時間原始液體量,即水箱內的水的原始水位原始液體溫度流入水箱的水速流入的水溫熱量流動率新得到的水溫程序運行過程:這個程序主體是在While循環(huán)下進行的。在第一次循環(huán)中可以從按鈕端子中讀到最新值,從而可以正確判斷按鈕是否被按下。 壓電式加速度傳感器圖45是一種壓電式加速度傳感器的結構圖。a (1)式中: F——質量塊產(chǎn)生的慣性力; m——質量塊的質量; a——加速度。圖46 加速度測控系統(tǒng)前面板下面對該系統(tǒng)的前面板和程序框圖進行具體介紹,此控制系統(tǒng)的前面板主要由三部分組成。輸入不同的質量塊的質量,可以使力的大小發(fā)生變化,從而可以輸出不同的電荷量。另外一個窗口顯示彈簧位移的變動情況。5 結論 本文所做的主要工作該平臺的開發(fā)也是對傳統(tǒng)教學的一種改革,改變了傳統(tǒng)教學的知其然不知所以然的弊端,方便教師課堂演示,講解概念,學生也可在課外通過虛擬實驗室研究不同參數(shù)下系統(tǒng)的運動規(guī)律,提高學習的積極性。本平臺主要包括常見信號的測控系統(tǒng),對常見信號的測量原理進行詳細分析,并對傳感器的使用方法、信號采集和信號處理等過程進行形象仿真。本設計在科研方面更是具有其不可估量的價值,在檢測和測控中,其縮短檢測周期,簡化測控難度。用戶只需修改程序,就可不斷定義、擴展或增強系統(tǒng)的測控功能。隨著計算機多媒體技術、網(wǎng)絡通信技術及虛擬現(xiàn)實技術的不斷發(fā)展增強了教學實驗的靈活性與創(chuàng)造性,可以使學習者更著眼于實驗原理的理解與學習上,而不是操作復雜的現(xiàn)場儀器,使學習者在學習原理的基礎上,創(chuàng)造性地設計自己的實驗系統(tǒng)。本設計為一套完整的仿真實驗教學平臺,下一步將把實體傳感器及信號采集卡引入系統(tǒng),將系統(tǒng)從全仿真平臺轉變?yōu)橥瑫r具有仿真和實測的教學系統(tǒng),真正地取代傳統(tǒng)實驗室,真正地用于實踐教學。 Testing Technology。該系統(tǒng)已成功運用于《過程檢測與儀表》課程開放實驗教學環(huán)節(jié),收到良好的成效。符合專業(yè)培養(yǎng)目標要求。 Measurement Magazine,2000,(04):1013.[10]李圣怡,戴一帆,[M].北京:國防科技大學出版社,2006:5678.[11][J].,(03):5657.[12]PXI Systems Performance Comes into PXI platform[Z].2003.[13]National Instruments User Manual[Z].National Instruments .[14][J].,(02):100102.[15][J].,(02):9598.[16]陳錫輝,[M].北京:清華大學出版社,2007,(07):198207.[17][C]..[18]北京東方仿真控制技術有限公司理工科專業(yè)素材庫/電氣、自動化素材庫[DB/OL].[19]郁有文,常健,(第二版)[M].西安:西安電子科技大學出版社,2003,(07):2527.[20]曾光宇,楊湖,李博,(高等工科院校電子信息類教材)[M].北京:北京理工大學出版社,2006,(05):7890.Design of Guiding Platform of Modern Testing Technique Based on LabVIEWAbstract: As a result of largescale college expansion, the number of students of the school is increasing quickly and equipment and scale of the laboratory cannot satisfy teaching demand. Virtual instrument technology not only leads to a revolution in the testing and controlling field, but also brings tremendous changes to the traditional teaching experiment study. So in this article virtual instrument technology is introduced in the experiment teaching and according to this guiding platform of “modern testing technology” based on LabVIEW is developed. LabVIEW is briefly discussed and generation, acquisition and processing of mon signals are expounded. The modules such as analog data acquisition, signal measurement, spectral analysis, timedomain analysis, frequency domain analysis, etc are designed emphatically. Guiding platform of “modern testing technology” consists of virtual laboratory, introductions and principles of mon sensors and FLASH demonstration. With LabVIEW, designs of system such as pressure, vibration, etc are pleted and application of simulation platform is acplished. By simulation, the design of system is feasible, software process designing is rational, and they are accord with the need of graduation design basically.Key Words:Virtual Instruments。實驗系統(tǒng)可全天候工作,提高了實驗室的使用效率,降低了實驗成本。(2)虛擬儀器面板體現(xiàn)“軟件就是儀器”的概念虛擬儀器面板控件的外形與實物相似,一個優(yōu)秀的虛擬儀器面板可以使用戶對儀器的學習、使用的時間大大縮短,減少因傳統(tǒng)儀器使用上的復雜性而引起的認讀與操作上的錯誤,從而提高操作的正確性和便捷性,提高學生學習的興趣與主動性。 今后進一步研究的方向本設計在教學實驗的應用中有著十分廣闊的應用前景,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。無論對于學校實驗室還是工廠都可以做到真正的低投入、高回報。本文從另外一個方面——虛擬實驗室平臺方面的應用開展研究。圖47 加速度測控系統(tǒng)程序框圖當輸入信號時,由選擇結構選擇輸出那種類型的信號,通過選擇結構可以選擇正弦波、方波和三角波。Y值(即彈簧的活動范圍),它可以顯示由于力的不同而使彈簧的位移發(fā)生變化,壓電元件的受力發(fā)生變化,使得輸出電量變化。從而使得壓電傳感器上壓電片受力發(fā)生變化,從而產(chǎn)生電荷。因此,測得加速度傳感器輸出的電荷便可知加速度的大小。整個部件裝在外殼內,并用螺栓