【正文】 W的基本功能任何一臺儀器或系統(tǒng)可概括為由三大功能模塊組成：信號的采集、數(shù)據(jù)的處理、結(jié)果的輸出與表達。(1) 信號調(diào)理與采集功能對被測信號進行調(diào)理和采集是虛擬儀器的基本功能。(3) 參數(shù)設(shè)置和結(jié)果表達功能虛擬儀器充分利用計算機的人機對話功能，完成儀器的各種工作參數(shù)的設(shè)置，如功能、頻段、量程等參數(shù)的設(shè)置，對測量結(jié)果的表達與輸出有多種方式，如屏幕顯示，電、磁、光存儲，繪圖打印，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。聲卡一般?Line In 和 Mic In 兩個信號輸入插孔，若由Mic In 輸入，由于有前置放大器，容易引入噪聲且會導(dǎo)致信號過負荷，本文使用 Line In，其噪聲干擾小且動態(tài)特性良好。該部分根據(jù)用戶設(shè)置的聲音格式從聲卡獲得數(shù)據(jù)。本文設(shè)置采樣頻率為 ，采樣位數(shù)為16位，采樣方式為雙聲道.（2）讀取數(shù)據(jù)：用 Sound Input 連續(xù)的讀取聲卡緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)。放大器將輸出信號加到計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對信號進行頻率計權(quán)（或外接濾波器），然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器（或外按電平記錄儀），在指示表頭上給出噪聲聲級的數(shù)值。如何將測量值與主觀聽感統(tǒng)一起來呢？于是就有了均衡網(wǎng)絡(luò)，或者叫加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對低頻和高頻都加以適度的衰減，這樣中頻便更突出。聲級計使用主要包括兩方面（1）聲級計的校準：聲級計使用前后要進行校準，以保證測量數(shù)據(jù)的精確。聲級計讀數(shù)直接給出聲壓級，測量范圍約為20～130dB。對于脈沖噪聲，應(yīng)使用脈沖聲級計，取電表指針最大偏轉(zhuǎn)位置讀數(shù)，或使用其峰值保持功能。也可以利用儀器的記憶功能，回到實驗室對數(shù)據(jù)分析處理。P(t) (33)式中：S為聲壓靈敏度，單位mV／Pa，傳統(tǒng)聲級計通常采用電容傳聲器，其聲壓靈敏度一般為50 mV／Pa，而聲級，瞬時聲級的計算公式為 (34) (35) 其中 (36)等效聲級的計算公式 (37)式中：以為采樣總數(shù)；為第i次測得A聲級。根據(jù)虛擬儀器原理可知，虛擬儀器的開發(fā)的核心是系統(tǒng)軟件，根據(jù)總體設(shè)計思想，將該系統(tǒng)按功能分成狀態(tài)選擇，信號檢測，數(shù)據(jù)處理，信息顯示，數(shù)據(jù)儲存和儀器標定示等模塊，系統(tǒng)框圖如圖31所示信 號 檢 測數(shù) 據(jù) 處 理儀 器 標 定數(shù) 據(jù) 存 儲信 息 顯 示狀 態(tài) 選 擇圖31 虛擬環(huán)境噪聲監(jiān)測儀系統(tǒng)框圖第4章 系統(tǒng)的具體設(shè)計 噪聲采集模塊設(shè)計由于是實現(xiàn)環(huán)境信號的處理，所以必須要能夠采集到噪聲信號[2]。DAQ卡由PCI總線連接到微型計算機上，并最終將原始信號及信號處理結(jié)果實時地顯示在顯示終端上。這個VI會記住產(chǎn)生的前一波形的時間標志并且由此點開始使時間標志連續(xù)增長。圖41為其基本函數(shù)發(fā)生模塊： 圖41 基本函數(shù)發(fā)生模塊各端口的含義如下：輸入端口：偏移量：是信號的直流偏置（）。頻率：生成波形頻率，單位為Hz（默認值為10）。采樣信息：包含采樣頻率（采樣點數(shù)/秒，默認值為1000）和波形采樣點數(shù)（默認值為1000）的采樣信息的控制簇。錯誤輸出：錯誤輸出包含的錯誤，是描述這個VI或函數(shù)運行前的錯誤的。信號輸入：輸入包含最高點值或電壓的信號。該值應(yīng)不超過約1 / 2半寬峰/谷。默認是沒有錯誤。這個VI要求一些內(nèi)部設(shè)置必須在開始正常運行。因為峰值檢測算法適合二次找到峰，它實際上是插值之間的數(shù)據(jù)點。如果你是探測波峰，這些值都是負的，如果您是探測波谷，值都是正的。 聲級顯示模塊設(shè)計波形顯示的目的主要是為了動態(tài)的去觀測波形，由于本設(shè)計是基于內(nèi)部標定信號的，采用的是基本信號發(fā)生器模塊，所以波形信號穩(wěn)定，而波形Graph適用于顯示穩(wěn)定的波形，故選擇波形Graph作為波形顯示件。對于一個數(shù)值數(shù)組，其中每個數(shù)據(jù)被視為圖形中的點，從x=0開始以1為增量遞增x索引。動態(tài)數(shù)據(jù)類型除包括對應(yīng)于信號的數(shù)據(jù)外，還包括信號信息的各種屬性，如信號名稱、數(shù)據(jù)采集日期和時間等。要實現(xiàn)對噪聲信號進行實時檢測并在前圖面板上顯示噪聲信號的頻譜圖，幅度譜最關(guān)鍵的就是要在流程圖中接入幅值和電平測量虛擬儀器。如選擇該選項，則Express VI可包含操作數(shù)2輸入。默認值為0。在比較項下拉菜單中選擇數(shù)據(jù)點，僅當(dāng)通道中的所有數(shù)據(jù)點都通過指定的比較條件時，每個通道返回一個結(jié)果才返回1。 顯示測量預(yù)覽。如截止頻率值非法，結(jié)果預(yù)覽不顯示合法數(shù)據(jù)。圖47 信號頻譜監(jiān)測流程通過該流程實現(xiàn)信號在前面板上頻率、幅度的實時顯示，使得試驗過程清晰、明了。該系統(tǒng)充分利用LabVIEW的多線程(Multithreading)技術(shù)，為整個系統(tǒng)中的用戶接口、數(shù)據(jù)采集、信號分析以及文件讀寫等多個操作自動分配優(yōu)先級，讓它們相互獨立運行，避免了單線程系統(tǒng)中的調(diào)用阻塞，且不會浪費CPU時間。而LABVIEW作為測量領(lǐng)域的專業(yè)軟件，其內(nèi)部集成了600多個分析函數(shù)，用于信號生成，頻率分析，信號處理等數(shù)據(jù)分析功能，因而能很好的支持噪聲虛擬測量儀對噪聲信號的分析和處理。圖413 前面板設(shè)計示意圖點擊運行按鍵虛擬儀器便開始工作。這時該按鈕被稱作錯誤列表。這樣，你就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的流動狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行。斷點的顯示對于節(jié)點或者圖框表示為紅框，對于連線表示為紅點。(4)探針可用探針工具來查看當(dāng)流程圖程序流經(jīng)某一根連接線時的數(shù)據(jù)值。在流程圖中使用選擇工具或連線工具，在連線上點擊鼠標右鍵，在連線的彈出式菜單中選擇“探針”命令，同樣可以為該連線加上一個探針。用戶可以在前面板上調(diào)節(jié)各種屬性以便取得所需的信號。由于我之前沒有接觸過有關(guān)噪聲方面的相關(guān)專業(yè)知識，對噪聲的評價標準，技術(shù)參數(shù)等概念相當(dāng)模糊，沒有這方面的知識作為基礎(chǔ)是無法進入課題的設(shè)計的。對于噪聲信號的運算，分析部分的編程不知道如何在LabVIEW中實現(xiàn)，并且軟件中的元件不能靈活的應(yīng)用到設(shè)計中。結(jié) 論該虛擬儀器技術(shù)的級計可以實時監(jiān)測周圍環(huán)境噪聲的聲級、瞬時聲級、連續(xù)等效聲級，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對最大聲級、最小聲級以及噪聲等級的記錄及準確顯示。參考文獻[1] 鐘國策．聲級計的工作原理[J]．電聲技術(shù)，2002(1)：65—66．[2] 陳錫輝，張銀鴻．LabVIEW 8．2O程序設(shè)計從入門到精通[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2007．[3] 楊樂平，李海濤，趙勇，等．LabVIEW 高級程序設(shè)計[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2003．[4] 中國科學(xué)研究院，北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心，廣州市環(huán)境監(jiān)測中心．GB3096—2008，聲環(huán)境質(zhì)量標準Es]．北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008．[5] 美國國家儀器（NI）公司LabVIEW專區(qū)．[EB/OL] [6] 劉祥樓，吳賀．基于LabVIEW 虛擬函數(shù)信號發(fā)生器的開發(fā)EJ]．化工自動化及儀表，2005(6)：65—67．[7] 孫艷，黃玉金．基于聲卡的環(huán)境噪聲監(jiān)測系統(tǒng)[J]．安全與環(huán)境工程，2006(6)：42—43．[8] 劉祥樓，吳賀，王永濤，等．基于LabVIEW 環(huán)境的VI一1型虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)[J]．化工自動化及儀表，2007(2)：76—78．[9] 劉君華，郭會軍．基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2002．[10]林君，謝宣松．虛擬儀器原理及應(yīng)用EM]．北京：科學(xué)出版社，2007．[11]National Instruments 一 2040 User Manual (EightChannel Simultaneous Sample andHold Accessory), Austin,Texas USA. September 1994:1 40．[12] Goldsmith, Long. Modeling of formation and break age of receptorligand bonds in shear flow. In Annual Fall Meeting of the Biomedical Engineering Society. San Diego．1997:114116．附錄1基于虛擬儀器技術(shù)的聲級計前面板附錄2 基于虛擬儀器技術(shù)的聲級計總體設(shè)計流程圖