【正文】 加以固定。輸出數(shù)據(jù)只有在完全退出循環(huán)后才有效。讀入的數(shù)據(jù)進(jìn)入各子VI，各子VI對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出的數(shù)據(jù)和結(jié)果在各指示器中顯示。圖42 水箱溫度檢測系統(tǒng)前面板 系統(tǒng)程序框圖設(shè)計本子VI框圖主要是在While循環(huán)中進(jìn)行，其中調(diào)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位加上流入水速減流出水速的差乘上運行時間）、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))、（新溫度產(chǎn)生子VI）。（4）兩個程序控制鍵，一為水箱的供應(yīng)和保溫轉(zhuǎn)換按鈕，另一為返回按鈕。③水箱速度控制方框：流入水箱的水速、流入水溫、循環(huán)同期、熱量流入率。（1）水箱及加熱器。 系統(tǒng)程序框圖如圖41所示。（2）測量轉(zhuǎn)換電路：根據(jù)電感式傳感器的測量電路，利用LabVIEW提供的數(shù)學(xué)函數(shù)實現(xiàn)壓力到電信號的轉(zhuǎn)換。主程序運行后，通過虛擬實驗室平臺中“壓力測控系統(tǒng)”的鏈接，轉(zhuǎn)到此系統(tǒng)的前面板，此時線圈匝數(shù)、氣隙截面積默認(rèn)都為0，分別輸入兩個參量，其中匝數(shù)N數(shù)量級為1000，截面積數(shù)量級為10，選擇波形，在旋鈕處粗略輸入力F。壓力測控系統(tǒng)前面板如圖40所示。完整的程序框圖如圖38所示。在圖38中的STOP按鈕位于循環(huán)內(nèi)部，并以此作為循環(huán)結(jié)束的條件。Boolean Change 。（4）虛擬示波器和結(jié)果顯示：虛擬示波器顯示出電壓波形以及濾波后的波形。系統(tǒng)前面板如圖34所示。圖33 振動測控系統(tǒng)主程序框圖 振動測控系統(tǒng)的實現(xiàn)當(dāng)力施加在懸臂梁上時，電容元件的電量變化通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變成電壓輸出，電壓變化的大小反映了施加力的大小。若信號頻率為，每周期約采10個樣本，共采10個周期，那么顯然這個分辨率太低了。實際信號的輸入用結(jié)構(gòu)條件函數(shù)實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)條件函數(shù)可設(shè)置多個子框圖，每個子框圖都有自己的序號，執(zhí)行該函數(shù)時，可由信號類型這個下拉列表控件實現(xiàn)輸入多種波形，如正弦波，方波，三角波等波形。 程序設(shè)計中，首先介紹實物模擬圖的程序設(shè)計原理。（2）波形參數(shù)設(shè)置。圖30 振動測控系統(tǒng)前面板圖本系統(tǒng)由三部分組成。通過材料受力形變作用形變時，其表面會有電荷產(chǎn)生而實現(xiàn)非電量測量。圖29 厚度測控系統(tǒng)程序框圖程序運行過程：本程序主要為兩層while循環(huán)結(jié)構(gòu)，其中還用到選擇結(jié)構(gòu)，通過隨機變量的輸入和一定的計算產(chǎn)生物體厚度的連續(xù)變化。例如電壓值的設(shè)置，噪聲、頻率的設(shè)置。（1）原理示意圖：本部分主要為圖片控件，顯示運行時的動態(tài)效果，傳感器在實際工作時的原理示意圖。圖25 實物圖子程序框圖圖26 信號處理子程序框圖圖27 測速系統(tǒng)完整程序框圖 厚度測控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)本系統(tǒng)根據(jù)低頻透射式電渦流傳感器基本原理設(shè)計而成。（3）圖形顯示面板：有電壓信號、振動信號和結(jié)果顯示。該傳感器測量的是振動速度參數(shù)，若在測量電路中接入積分電路，則輸出電勢與位移成正比；若在測量電路中接入微分電路，則其輸出與加速度成正比[20]。 圖23是動圈式振動速度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。通過對電路頻率的測量而得到齒輪的實際轉(zhuǎn)速。其后的信號處理模塊，、幅頻分析和相頻分析模塊實現(xiàn)。通過過程控制平臺的鏈接，轉(zhuǎn)到此系統(tǒng)的前面板，此時激勵波形為關(guān)閉狀態(tài)，各顯示圖形控件中無波形輸出，選擇需要的激勵波形，在靈敏度系數(shù)選項中輸入一定數(shù)值，并調(diào)節(jié)到一定的振動速度，此時模擬信號將給振子一個激勵，使振子不斷振蕩起來。（4）1個選項卡控件：本控件分為振動信號和電壓信號兩個選項卡。圖21 位移測控系統(tǒng)前面板圖由圖可知，本系統(tǒng)包含5個功能模塊。由于磁鐵中間的磁感應(yīng)強度B=0，因此霍爾元件輸出的霍爾電勢UH也等于零，此時位移Δx=0。 霍爾式傳感器廣泛用于電磁測量、壓力、加速度、振動等方面的測量。軟件流程如圖19所示。圖17 子VI的節(jié)點設(shè)置圖程序框圖中，通過一個選擇結(jié)構(gòu)來確定調(diào)用子VI與否，點擊每個圖像按鈕都會調(diào)用相應(yīng)的子VI，程序框圖如圖18所示。虛擬實驗室位移測控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速測控系統(tǒng)厚度測控系統(tǒng)壓力測控系統(tǒng)加速度測控系統(tǒng)水箱溫度檢測系統(tǒng)液位檢測系統(tǒng)振動測控系統(tǒng)圖15 虛擬實驗室結(jié)構(gòu)框架圖虛擬實驗室平臺中的八個子系統(tǒng)，它們分別用圖像按鈕形象地表達(dá)其含義，點擊相應(yīng)的按鈕就會進(jìn)入該系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，完整的子系統(tǒng)將在下面章節(jié)中詳細(xì)介紹。Flash文件為自動化素材庫，素材庫內(nèi)容包括電阻式傳感器、電容式傳感器、變磁組式傳感器、光電式傳感器、壓電式傳感器、光纖傳感器、熱電式傳感器、霍爾式傳感器、超聲波傳感器和數(shù)字傳感器[18]。在前面板放置ActiveX控件。電流傳感器前面板如圖12所示。圖10 流體壓力傳感器目錄圖常用半導(dǎo)體傳感器中介紹氣體傳感器和濕度傳感器。圖8 傳感器介紹系統(tǒng)設(shè)計傳感器介紹子系統(tǒng)主要通過圖文并茂明確地對常用傳感器闡述其主要技術(shù)參數(shù)、基本原理、使用方法、安裝方法以及使用圖例等，包括應(yīng)變式傳感器、壓力式傳感器、霍爾式傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、半導(dǎo)體傳感器和加速度傳感器等常用傳感器?！伴_發(fā)平臺簡介”是介紹本次系統(tǒng)所采用的軟件——，“Flash動畫演示”則是通過Flash播放器形象地演示各種常用傳感器采集信號的原理及過程。系統(tǒng)總體框架圖如圖6所示。在虛擬儀器的研究過程中還有許多問題需要我們進(jìn)行探索，如虛擬儀器軟、硬件開發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬儀器實驗室中的應(yīng)用。（3）虛擬儀器實驗室為教學(xué)實驗提供了無限的靈活性與創(chuàng)造性。（1）實驗室可根據(jù)需要靈活定義實驗儀器的功能虛擬儀器所實現(xiàn)的測控儀器的各種功能可由用戶根據(jù)需要自行定義與擴展。使用虛擬儀器進(jìn)行測試工作，相對傳統(tǒng)的儀器，其利用軟件實現(xiàn)了硬件內(nèi)容，無須購買硬件設(shè)備，應(yīng)用靈活，可以大大縮短系統(tǒng)研制周期，因此在測控領(lǐng)域中有了廣泛的應(yīng)用。這與虛擬儀器的許多性質(zhì)是相同的，虛擬儀器是“一個軟件定義的系統(tǒng)，其中基于用戶需要的軟件定義了通用測量硬件的功能”。為了降低測試系統(tǒng)的成本并提高重用率，DoD通過海軍的NxTest計劃已經(jīng)確定：將來的ATE要使用建立在模塊化硬件和可重復(fù)配置的軟件基礎(chǔ)上的體系結(jié)構(gòu)，稱為綜合性儀器。除了提供庫之外，200多家儀器廠商也為NI儀器驅(qū)動庫提供了4000余種儀器驅(qū)動。即使任務(wù)完全不同，他也可以重用同樣的M系列DAQ設(shè)備，他所需要做的就是使用虛擬儀器軟件開發(fā)出新的應(yīng)用程序?；蛘撸赡苄枰獞?yīng)用程序具有便攜性，所以選擇了NI USB DAQ產(chǎn)品來完成任務(wù)[12]。此外，利用虛擬儀器計數(shù)，工程師和科學(xué)家們還可以使用高效且功能強大的軟件來自定義采集、分析、存儲、共享和顯示功能[11]。而且，由于虛擬儀器在測量任務(wù)需要改變時具有更大的靈活性，隨著時間的推移，節(jié)省的成本也不斷累計。圖2 自定義儀器的用途資料來源：[DB/OL]. 虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的比較傳統(tǒng)儀器的功能固定且由廠商定義。NI設(shè)計這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時還提供了靈活性和強大的功能，使您輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。 （2）擴展性強NI的軟硬件工具使得工程師和科學(xué)家們不再圈束于當(dāng)前的技術(shù)中。虛擬儀器既可以作為測試儀器獨立使用，又可以通過高速計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成復(fù)雜的分布測試系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程測試、監(jiān)控與故障診斷。虛擬儀器通過提供給用戶組建自己儀器的可重用源代碼庫，可以很方便地修改儀器功能和面板，設(shè)計儀器的通信、定時器和觸發(fā)器功能，實現(xiàn)與外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)及其他應(yīng)用的連接，給了用戶一個充分發(fā)揮自己能力和想象力的空間。虛擬儀器將信號分析、顯示、存儲、打印和其他管理集中交由計算機來處理，充分利用了計算機強大的數(shù)據(jù)處理、傳輸和發(fā)布能力，使得組建系統(tǒng)變得更加靈活和簡單。隨著插入式數(shù)據(jù)采集板速率的提高和觸發(fā)技術(shù)的改進(jìn)，插入式數(shù)據(jù)采集板技術(shù)使臺式儀器獲得了新生。圖1反映了常見的虛擬儀器組建方案。時域分析函數(shù)主要有直交流成分檢測、卷積、逆卷積、相關(guān)分析、微分、積分、門限檢測等。以LabVIEW為開發(fā)平臺，開發(fā)基于LabVIEW《現(xiàn)代檢測技術(shù)》導(dǎo)學(xué)平臺。過程控制是在現(xiàn)代檢測過程中不可缺少的一部分，作為自動化專業(yè)的學(xué)生，必須了解過程控制，掌握整個系統(tǒng)的功能，會分析其各項參數(shù)。（1）減少實驗設(shè)備資金的投入。虛擬儀器的出現(xiàn)很好的解決了這個問題。發(fā)達(dá)國家雖然在此領(lǐng)域比我國起步較早，但差距并不是很大，我們應(yīng)當(dāng)充分把握時機，取長補短，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗，將我國的虛擬儀器產(chǎn)業(yè)水平逐漸向先進(jìn)國家靠攏。虛擬儀器賴以生存的PC計算機近幾年正以迅猛的勢頭席卷全國，這為虛擬儀器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。清華大學(xué)汽車系利用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的汽車發(fā)動機檢測系統(tǒng)，用于汽車發(fā)動機的出廠檢驗。直到上個世紀(jì)九十年代中后期，虛擬儀器這一概念才逐漸被引入到我國的計算機應(yīng)用行業(yè)中，先天的不足使得我國的虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用還處在起步階段。美國斯坦福大學(xué)的機械工程系要求三、四年級的學(xué)生在實驗時應(yīng)用虛擬儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和實驗控制。隨著微電子技術(shù)，計算機軟件硬件技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展及其在測試技術(shù)中的應(yīng)用，推動了測試新理論、新方法及其新的儀器結(jié)構(gòu)的發(fā)展，虛擬儀器就是將儀器硬件（如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、I/O），計算機資源（如微處理器、存儲器、顯示器），儀器軟件（如軟面板、圖形界面、數(shù)據(jù)處理、信息交換等）有效地結(jié)合起來構(gòu)成的軟硬結(jié)合、虛實共體的新一代電子儀器。經(jīng)仿真表明，該系統(tǒng)設(shè)計方案是可行的，軟件流程設(shè)計是合理的，符合畢業(yè)設(shè)計的要求。為此，本文將虛擬儀器技術(shù)引入實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，研制了基于LabVIEW《現(xiàn)代檢測技術(shù)》導(dǎo)學(xué)平臺。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)不僅在測控領(lǐng)域掀起了一場革命，同時也給傳統(tǒng)的教學(xué)實驗研究帶來了巨大的變化。通過LabVIEW軟件完成了壓力、振動等系統(tǒng)的設(shè)計，并實現(xiàn)仿真平臺的應(yīng)用。在計算機上建立了測試控制系統(tǒng)，可以將許多信號處理的方法方便的應(yīng)用到測量中，已經(jīng)廣泛用于軍事、航空、航天、科研和工廠等民用場合[1]。在美國，虛擬儀器系統(tǒng)及其圖形編程語言已作為各大學(xué)理工科學(xué)生的一門必修課程。而在我國，計算機、通信及電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與歐美國家相比呈現(xiàn)相對滯后的地位，從而決定了我國的虛擬儀器產(chǎn)業(yè)底子薄，缺少必要的軟硬件技術(shù)支持，起步較晚，發(fā)展緩慢的特點。其中，四川聯(lián)合大學(xué)的教師基于虛擬儀器的設(shè)計思想，研制的“航空電臺二線綜合測試儀”，將8臺儀器集成于一體組成虛擬儀器系統(tǒng)，使用方便、靈活。目前，我國正處于科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的新時期，對儀器設(shè)備的需求將更加強勁。據(jù)專家預(yù)測，到本世紀(jì)初我國將有50%的儀器為虛擬