【正文】 的相應值之間的偏差為： ii v = y ( )ia b x+ （ 52） 最小二乘法理論直線的擬合原則就是使 5 21i i=229。 斷點與探針 有時需要在 VI 的某個位置設置斷點，來看清楚程序執(zhí)行情況。最后結果如圖 47： 圖 47 自動標定程序圖 照度及電壓顯示設計：要求數(shù)據(jù)通過 線性擬合 進行擬定。 NI M 系列數(shù)據(jù)采集設備也與 Visual Studio .NET、 C/C++和 Visual Basic 6 兼容 。 LabVIEW圖形化流程圖及數(shù)據(jù)流的編程模式提供可自定義的應用及靈活的測量模式。同時， NI ELVIS也是 NI電子教育平臺中的重要部分，結合 NI Multisim采集及仿真環(huán)境實現(xiàn) NI ELVIS 板載電路的測量及仿真。 （ 3）采集速率 又稱為系統(tǒng)通過速率、吞吐率 等，是指在滿足系統(tǒng)精度指標的前提下，系統(tǒng)對輸入模擬信號在單位時間內(nèi)所完成的采集次數(shù)，或者說是系統(tǒng)每個通道。由于各類傳感器輸出信號的情況各不相同，所以放大器的種類也很復雜。 表 21 國內(nèi)生產(chǎn)的幾種 2CR 型硅光電池時間響應 型號 面積 /mm 負載 LR =100Ω 負載 LR =500Ω 負載 LR =1000Ω rT /us fT /us rT /us fT /us rT /us fT /us 2CR21 5*5 15 15 20 20 25 25 2CR41 10*10 15 17 35 40 60 70 2CR41 10*20 30 40 60 80 150 150 負載越大時頻率特 性變差，減小負載可以減小時間常數(shù)τ、提高頻響。 測量光電池的主要功能是作為光電探測用，即在不加偏置的情況下將光信號轉變成電信號，對它的要求是線性范圍寬、靈敏度高、光譜響應合適、穩(wěn)定性好、壽命長，它被廣泛應用于在光度、色度、光學精密計量和測試設備中。同時 ,軟件前面板創(chuàng)建了一個真正的接口 ,無論用戶使用什么類型的硬件 ,并且 ,不像硬件前面板 ,軟件前面板只包含了對于一個應用場合很重要的參數(shù) ,用戶能夠很容易地從一個單一前面板控制多臺 ,并把整個系統(tǒng)作為一臺虛擬儀器 來看待。 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較 傳統(tǒng)的電子測量儀器如示波器 、 電壓表 、 頻 率計 、 信號源等，是由專業(yè)廠家生產(chǎn)的具有特定功能和外觀的測試設備，其 共同特點是儀器由廠商制造，具有固定不變的操作面板，采用固化了的系統(tǒng)軟件，采用固定不變的硬件電子線路和專用的接口器件，而且功能固定，如前面板有旋鈕開關等，在機箱內(nèi)部有 A/D轉換器、信號調(diào)節(jié)器、微處理器、存儲器和公共總線等特定電路對真實信號進行轉換、分析，再把結果提供給用戶，因此，其系統(tǒng)封閉，拓展性能差，用戶只能用單臺儀器完成單一的或固定的測試工作。 虛擬儀器的發(fā)展 虛擬儀器的起源可以追朔到 20 世紀 70 年代，那時計算機測控系統(tǒng)在國防、航天等領域已經(jīng)有了相當?shù)陌l(fā)展。如在公共場所商場（店）的照度衛(wèi)生標準 ≥100Lx ；圖書館、博物館、美術館、展覽館 臺面照度的衛(wèi)生標準 ≥100Lx ；公共浴室照度衛(wèi)生標準 ≥50Lx ；浴室（淋、池、盆浴） ≥30Lx ，桑那浴室 ≥30Lx.國外有關室內(nèi)照度的標準，如德國推薦幾種額定光強，辦公室包括文書工作區(qū)為 300Lx，打字，繪圖工作為 750Lx；在工廠，生產(chǎn)線上的視覺工作的照度要求為 1000Lx；酒店、公共房間為 200Lx；接待點、出納柜為 200Lx；商店的櫥窗為 1500～ 20xxLx；醫(yī)院病房為 150～ 200Lx，緊急治療區(qū)為500Lx；學校、教室為 400～ 700Lx；食堂、室內(nèi)健身房為 300Lx 等。充足的光照，可防止人們免遭意外事故的發(fā)生。 LabVIEW 是一個基于圖形化編程 語言的虛擬儀器軟件開發(fā)工具，本文闡明了運用 LabVIEW 圖形化編程語言開發(fā)虛擬 照度計 的設計過程?；?ELVIS 的光電池照度計設計是在 ELVIS 數(shù)據(jù)采集的平臺上，利用 LabVIEW 的開發(fā)平臺對光照度計的設計，它具有開發(fā)簡單，開發(fā)周期短，價格便宜等特點。自然采光是指室內(nèi)和地區(qū)的天然照度，有直接的日光照散射光和周圍物體的反射光，常用采光系數(shù)和自然照度表示。虛擬儀器的圖形化數(shù)據(jù)流語言和程序框圖能自然地顯示您的數(shù)據(jù)流，同時地圖化的用戶界面直觀地顯示數(shù)據(jù)，使我們能夠輕松地查看、修改數(shù)據(jù)或控制輸入。 第二階段 ， 開放式的儀器構成。 北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 7 圖 1－ 1 虛擬儀器方案 圖 1－ 1是本文所采用的虛擬儀器總框圖 ,其中硬件部分為 DAQ板卡 ,軟件部分包括儀器驅動程序以及用 LabVIEW 編寫的應用程序 。 前面板設計：在 LabVIEW 的前面板編輯窗口內(nèi)，利用工具模板和控件模板進行 VI 前面板的設計。伏安特性曲線是在某一光照度下（或光通量），取不同的負載電阻值 所測得的輸出電流和電壓畫成的曲線。 用于數(shù)據(jù)采集的成套設備稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它是虛擬儀器與外部世界聯(lián)系的橋梁，是獲取信息的重要途徑。 北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 15 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要性能指標 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能指標和具體應用目的與應用環(huán)境密切相關，以下給出的是主要和常用的幾個指標的含義 [8]。 采樣定理為設計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時確定采樣頻率奠定了理論基礎，采樣定理所規(guī)定的最低的采樣頻率，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須遵守的規(guī)則。 故障 排除時間短，將更多時間用于學習 NI ELVIS 可通過 USB 與 PC 快速連接，使耗時的硬件連接成為過 去。 高速 M系列設備包括了一些高級特色，如 NISTC 2 系統(tǒng)控制器、 NIPGIA 2可編 程放大器和 NIMCal 校準技術，從而提高了性能和精度。 首先需要一個光照度值和電壓值的量表和顯示框， 從控件選板里面選擇：新式→數(shù)值→數(shù)值顯示控件 /量表。為了使用 戶有足夠的時間觀察氣泡數(shù)據(jù)線的流動，程序運行速度北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 26 大為降低了。 北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 27 第 5 章 數(shù)據(jù)處理 照度計的 標 定 照度計定標所需的儀器： 標準 照度計、 亮度可調(diào)的白熾燈 、 密封不透光的盒子各 一個。231。 247。231。231。247。 5 5 5 521 1 1 15522115 ( ) ( )5 ( )i i i i ii i i iiiiix y x x yaxx= = = =====邋邋邋 5 5 51 1 155221155 ( )ii i i ii i iiiix y x ybxx= = ====邋 ?邋= 北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 30 這條直線一定通過點 （ x ， y ） ，再令 x取任意一值如 x取 500 時 y=，所以通過點 （ 234， ） 和點（ 500,）這兩點就能夠畫出擬合的直線。 首先，感謝我的學校。而這些應該歸功于我的學校，因為正是我的學校給我提供了這樣一個優(yōu)良的環(huán)境。光電池最后的照度表達式為式（ 58） xay b= （ 58） y —— 光電池的照度； x —— 光電池的電壓輸出； a —— 擬合直線的截距； b —— 擬合直線的斜率； 帶入最后數(shù)值得： ?? xy （ 59） 運用 公式（ 59）就可以通過測得的電壓值求出任意時刻對應的光照度值，從而實現(xiàn)實時的光電池照度計設計。 247。邋 55211155 522111 115 ( ) 5iiiiiiiiixxCAxx x==== =驏 247。231。247。231。標準照度計 的讀數(shù)器和亮度可調(diào)的白熾燈的調(diào)節(jié)旋鈕置于盒子外面。 單步執(zhí)行用于觀察 VI 運行時的每一個動作。從控件選板里面選擇：新式→數(shù)組、矩陣與簇→數(shù)組，再從控制選板里選擇：新式→ 數(shù)值 → 數(shù)值輸入控件，創(chuàng)建北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 21 標定電壓和標定照度兩個數(shù)組，如 圖 42： 圖 42 前面板視圖 2 數(shù)據(jù)標定的時候還需要一個數(shù)據(jù)標定按鈕和停止按鈕，從控件選板里選擇：新式→布爾→翹板開關 /停止按鈕，創(chuàng)建一個標定按鈕和一 個停止按鈕，如圖 43。 了解更多關于 M 系列的技術、設備規(guī)范、推薦使用的電纜及附件，請查看數(shù)據(jù)表和規(guī)格。Kensington 安全電纜通過連接端口將 ELVIS 鎖在工作站上，確保了安全性。 2）采樣理論要求在取得全部采樣值后才能求得被采樣函數(shù)，而實際上在某一采樣時刻，計算機只取得本次采樣值和以前各次采樣值，而必須在以后的采樣 值尚未取得的情況下進行計算分析。通常用最低有效位（ LSB） 占系統(tǒng)滿度信號的百分比表示，或用系統(tǒng)可分辨的實際電壓數(shù)值來表示，有時也用滿度信號可以分的級數(shù)來表示。模擬信號由模擬類的傳感器輸出的信號經(jīng)調(diào)理后等到，數(shù)字信號則由數(shù)字類傳感器輸出的數(shù)字信號或開關信號得到 [10]。 圖 24 硅光電池的 ocU 、 scI 與照度的關系 光譜特性 [8] 一般硅光電池的光譜響應特性表示在入射光能量保持一定的條件下，光電池所產(chǎn)生的短路電流與入射光波長之間的關系。 程序調(diào)試：單擊前面板編輯窗口或方框圖編輯窗口工具條中的運行按鈕，執(zhí)行 VI 程序；同時可利用 LabVIEW 工具模板中的斷點工具和探針工具調(diào)試縮編程序。無論哪種 VI 系統(tǒng)，都是將儀器硬件搭載到筆記本電腦、臺式 PC或工作站等各種計算機平臺加上應用軟件而構成的。這些新的技術使儀器的構成得以開放，消除了第一階段內(nèi)在的由用戶定義和供應商定義儀器功能的區(qū)別。 “ 軟件即是儀器 ” 這是 NI 公司提出的虛擬儀器理念的核心思想。一般住宅的采光系數(shù)在 51 ～ 151 之間，居住面積比在 81 ～ 101 之間（窗面積／室內(nèi)地面面積）。 北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 2 第 1 章 照度計及虛擬儀器 概述 入射到單位面積上的光通量 稱 為照度 [9]。與傳統(tǒng)儀器技術不同，虛擬儀器技術指在包含數(shù)據(jù)采集設備的通用計算機平臺上，根據(jù)需要可以高效率地構建起形形色色的測量系統(tǒng)。對其他波長， 1lm 光通量所相當?shù)耐咛財?shù)都大于 6831 。也反映出當?shù)毓鈿夂颍ㄗ匀还饽茉春蜌夂虻年柟庹斩戎笜说目偤停?NI所擁有的虛擬儀器產(chǎn)品包括軟件產(chǎn)品（如 LabVIEW）、 GPIB產(chǎn)品、數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品、信號處理產(chǎn)品、圖像采集產(chǎn)品、 DSP 產(chǎn)品和 VXI 控制產(chǎn)品等。許多行業(yè)標準在硬件和軟件領域以產(chǎn)生，幾個虛擬儀器平臺已經(jīng)得到認可并逐漸成為虛擬儀器行業(yè)的標準工具。 LabVIEW 和儀器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、分析、顯示部分一起協(xié)調(diào)工作 , 是簡化了而又更易于使用的基于圖形化編程語言 G 的開發(fā)環(huán)境。 北方民族大學學士學位論文 基于 ELVIS 光電池照度計設計 第 頁 9 第 2 章 光電池 光電池簡介 光電池是一種不需要加偏壓就能把光能直接轉換成電能的 PN結光電器件， 按光電池的用途可分為兩大類：太陽能光電池和測量光電池。對于矩形 脈沖光照，可以用光電流上升時間 rt 和下降時間 ft 來表征光電流滯后于光照的程度，國內(nèi)生產(chǎn)的幾種 2CR 型硅光電池時間響應見表21。由于傳感 器輸出的信號較小，因此需要加以放大，以滿足大多數(shù) A/D 轉換器的滿量程輸入的要求。實際的情況是，系統(tǒng)精度達不到模數(shù)轉換器的精度，這是因為系統(tǒng)精度取決于系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)（部件）的精度。 NI ELVIS可通過 USB 接口與 PC 連接，實現(xiàn)快速易用的測量采集及顯示。 使用 LabVIEW 及軟件的靈活性 NI ELVIS 平臺中的所有 12 款儀器可通過 NI ELVISmx Instrument Launcher軟件來獲得使用。 NI M 系列設備與傳統(tǒng)的 NIDAQ(Lega