【正文】 域和范圍不斷拓寬[1]。傳輸介質(zhì)組成的通信網(wǎng)絡(luò)主要完成數(shù)據(jù)的通信與采集，這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的主體，是完成測(cè)控任務(wù)的主力。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點(diǎn)之一，有了這一點(diǎn)，儀器的開發(fā)和換代時(shí)間將大大縮短。圖2虛擬儀器的內(nèi)部功能的劃分對(duì)于傳統(tǒng)儀器，這三個(gè)部分幾乎均由硬件完成；對(duì)于虛擬儀器，前一部分由硬件構(gòu)成，后兩部分主要由軟件實(shí)現(xiàn)。以美國(guó)NI公司的軟件產(chǎn)品LabVIEW和LabWindows/CVI為代表的虛擬儀器專用開發(fā)平臺(tái)是當(dāng)前流行的集成化開發(fā)工具。在流程圖中對(duì)VI編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能。采樣間隔是△t，注意，采樣點(diǎn)在時(shí)域上是離散的。由于不同傳感器有不同的特性，除了這些通用功能外，還要根據(jù)具體傳感器的特性和要求來設(shè)計(jì)特殊的信號(hào)調(diào)理功能。如下是穩(wěn)壓模塊設(shè)計(jì)，通過輸出+12V驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行信號(hào)采集。圖 12模擬直流信號(hào)直流信號(hào)最重要的信息是它在給定區(qū)間內(nèi)運(yùn)載的信息的幅度。接地最常見的例子是通過墻上的接地引出線，如信號(hào)發(fā)生器和電源。所以在選擇數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，首先必須對(duì)數(shù)據(jù)采集卡的性能指標(biāo)有所了解。2）放大器。圖18 模塊化結(jié)構(gòu)信息抽象與信息隱含是模塊的基本特征。 LabVIEW與多線程應(yīng)用多線程技術(shù)，可以使得多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，從而極大地提高程序的效率。 報(bào)警記錄程序這部分程序采用用戶事件來編寫的，當(dāng)采樣值大于設(shè)定的數(shù)值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)用戶事件，從而使下面循環(huán)里的事件發(fā)生，進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)，這部分是實(shí)時(shí)記錄的，有保存為文本文件的功能，每次重新啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，會(huì)清空實(shí)時(shí)顯示的記錄。圖26 報(bào)警記錄界面總 結(jié)把LABVIEW應(yīng)用于溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)中，以用USB5935數(shù)據(jù)采集卡以及熱電阻信號(hào)調(diào)理電路，加以對(duì)程序的編輯，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集精密控制。本設(shè)計(jì)提供了對(duì)歷史數(shù)據(jù)用表格和波形圖2種不同的顯示方式，還可以把歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出為文本文件以供后續(xù)處理。具體程序見圖19。本設(shè)計(jì)把用戶命令輸入、信號(hào)動(dòng)態(tài)顯示和歷史數(shù)據(jù)的查詢、分析處理放在主線程中實(shí)現(xiàn)，而把信號(hào)采集和定時(shí)存儲(chǔ)功能分別放到兩個(gè)工作線程中。由于選用專用的開發(fā)軟件，必須具有一定的儀器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備配合使用。例如，一個(gè)12位多功能DAQ卡，其可選的范圍從0到10V，或－5到＋5V，其可選增益有1，2，5，10，20，50或100。圖16表示了一個(gè)16通道的RSE測(cè)量系統(tǒng)。 輸入信號(hào)的連接方式一個(gè)電壓信號(hào)可以分為接地和浮動(dòng)兩種類型。TTL信號(hào)就是一個(gè)開關(guān)信號(hào)，就定義它為邏輯高電平，就定義為邏輯低電平。5）線性化 許多傳感器對(duì)被測(cè)量的響應(yīng)是非線性的，因而需要對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行線性化，以補(bǔ)償傳感器帶來的誤差。理論上設(shè)置采樣頻率為被采集信號(hào)最高頻率成分的2倍就夠了，但實(shí)際上工程中選用510倍，有時(shí)為了較好地還原波形，甚至更高一些。它的倒數(shù)l/△t被稱為采樣頻率，單位是采樣數(shù)/每秒。 基于LabVIEW平臺(tái)的虛擬儀器程序設(shè)計(jì)所有的LabVIEW應(yīng)用程序，即虛擬儀器(VI)，它包括前面板(Front Panel)、流程圖(Block Diagram)以及圖標(biāo)/連結(jié)器(Icon/Connector)三部分。這種基于計(jì)算機(jī)的儀器，既具有高檔儀器的測(cè)量品質(zhì)，又能滿足測(cè)量需求的多樣性。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。虛擬儀器的核心技術(shù)思想就是“軟件即是儀器” 。關(guān)鍵字：虛擬儀器；數(shù)據(jù)采集；LabVIEW緒 論 引言測(cè)控技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防科技等諸多領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，它的現(xiàn)代化已被認(rèn)為是科學(xué)技術(shù)、國(guó)防現(xiàn)代化的重要條件和明顯標(biāo)志。因此，這種“監(jiān)控軟件－數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”構(gòu)架的測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，并形成了一套完整的理論[1]。虛擬儀器中應(yīng)用程序?qū)⒖蛇x硬件（如GPIB，VXI，RS232，DAQ板）和可重復(fù)用庫函數(shù)等軟件結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了儀器模塊間的通信、定時(shí)與觸發(fā)。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器設(shè)計(jì)日趨模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)工作量大大減小。這些軟件開發(fā)平臺(tái)提供了強(qiáng)大的儀器軟面板設(shè)計(jì)工具和各種數(shù)據(jù)處理工具，再加上虛擬儀器硬件廠商提供的各種硬件的驅(qū)動(dòng)程序模塊，簡(jiǎn)化了虛擬儀器的設(shè)計(jì)工作。流程圖中包括前面板上的控件連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。圖4模擬信號(hào)采樣圖如果對(duì)信號(hào)x(t)采集N個(gè)采樣點(diǎn)，那么x(t)就可以用下面這個(gè)數(shù)列表示：X={x[0]，x[l]，x[2]，x[3]，…，x[N－l]}這個(gè)數(shù)列被稱為信號(hào)x(t)的數(shù)字化顯示或者采樣顯示。信號(hào)調(diào)理的通用功能如下：1）放大 微弱信號(hào)都要進(jìn)行放大以提高分辨率和降低噪聲，使調(diào)理后信號(hào)的電壓范圍和A/D的電壓范圍相匹配。圖8 +12V穩(wěn)壓電源如下是信號(hào)調(diào)理電路。常見的直流信號(hào)有溫度、流速、壓力、應(yīng)變等。2）浮動(dòng)信號(hào)一個(gè)不與任何地(如大地或建筑物的地)連接的電壓信號(hào)稱為浮動(dòng)信號(hào)，浮動(dòng)信號(hào)的每個(gè)端口都與系統(tǒng)地獨(dú)立。 數(shù)據(jù)采集卡的主要性能指標(biāo)1）采樣頻率采樣頻率的高低，決定了在一定時(shí)間內(nèi)獲取原始信號(hào)信息的多少，為了能夠較好的再現(xiàn)原始信號(hào)，不產(chǎn)生波形失真，采樣率必須要足夠高才行。將切換進(jìn)入采集卡的信號(hào)放大至需要的量程內(nèi)。模塊(Module)實(shí)際上反映了數(shù)據(jù)(Data)與過程(Process)的抽象。LabVIEW把線程管理、線程間的通信等復(fù)雜操作封裝了起來，因此用戶可以不用學(xué)習(xí)復(fù)雜的多線程編程就可以編寫多線程程序。具體程序見圖22。 LIBVIEW是一個(gè)具有革命性的圖形化開發(fā)環(huán)境，內(nèi)置信號(hào)采集，測(cè)量，分析，數(shù)據(jù)顯示等功能，優(yōu)化了傳統(tǒng)開發(fā)工具的復(fù)雜性，提供了強(qiáng)大功能的同時(shí)保證了系統(tǒng)的靈活性，作為測(cè)量控制軟件，在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)LABVIEW的開發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用極廣，此論題就是LABVIEW在測(cè)量和控制領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用的典型，實(shí)驗(yàn)表明虛擬儀器技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用有十分重要的意義。圖24實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示界面 歷史數(shù)據(jù)查詢對(duì)采集數(shù)據(jù)的保存有著實(shí)際的意義，這樣便于以后訪問歷史數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問。系統(tǒng)具體應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集程序系統(tǒng)采用的是USB5935采集卡，由于該卡自帶AD采集程序，所以本設(shè)計(jì)是直接從該采集程序開發(fā)的，在這部分中，主要是采集參數(shù)的設(shè)置，其中包括物理通道的選擇，采樣模式、采樣率、每通道采樣數(shù)、輸入方式的配置，采樣最大最小值的設(shè)置。實(shí)際上，信號(hào)采集、定時(shí)存儲(chǔ)和