【文章內容簡介】 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較 由上分析不難看出，使用虛擬儀器可以很容易地擴充功能。當測量要求發(fā)上變化時，可以重新配置已有儀器的硬件接口，改編軟件功能就可組成新的儀器。虛擬儀器的軟件 虛擬儀器的硬件相對軟件較簡單，而儀器的操作方便與否、功能是否齊全、顯示畫面是否豐富、是否可打印輸出各種分析報表等，則完全由軟件設計水平來決定。軟件采用VC++，程序功能結構框圖如圖1所示，可在WindowsNT/98/2000/XP 操作系統(tǒng)下運行，具有畫面顯示直觀，操作方便、靈活等特點。虛擬儀器軟件運行后，可通過下拉式菜單或工具欄按鈕來完成數(shù)據(jù)采集或輸入、修改、計算、顯示畫面切換和結果打印輸出等操作。為方便輸入、修改各種數(shù)據(jù)，采用如圖2所示的集成度較高的數(shù)據(jù)輸入、修改對話窗口，其中傳感器名稱、型號和循環(huán)試驗次數(shù)可直接輸入，而傳感器各校準點設定值和試驗中所測量數(shù)值則可按設定在新增和修改間變換輸入。例如需連續(xù)輸入各校準點的設定值，則可通過在操作方法組框中選中[校準輸入或測試數(shù)據(jù)]復選框(對于測量數(shù)據(jù)的操作則取消選中)，同時選中[連續(xù)操作]復選框，如圖2中所示，即可連續(xù)輸入。另外可通過選中4個單選銨鈕[設置] 、[插入]、[追加]和[刪除]中的不同銨鈕來設定對當前下標(行程編號) 數(shù)據(jù)的不同操作。這樣可在一個對話窗口內完成整個數(shù)據(jù)的采集、修改，大大提高了對數(shù)據(jù)的操作效率。每步操作的同時，在程序窗口可顯示所有參數(shù)的當前數(shù)據(jù)?！?shù)據(jù)輸入、修改對話窗口校準點數(shù)量和所需測量值數(shù)量由程序按輸入校準點數(shù)和循環(huán)次數(shù)自動計算。程序自動檢驗輸入校準點數(shù)量(M)與測量值數(shù)量(N)是否滿足式(1)，如不滿足則計算菜單項和工具欄中計算按鈕無效，直至兩者滿足式(1)關系。在檢查確認數(shù)據(jù)正確性后即可計算傳感器各項靜態(tài)指標。 Labview的模塊分析labVIEW是一種圖形化設計語言，在一個虛擬儀器VI的開發(fā)過程中，主要利用模板創(chuàng)建和運行程序。這些操作模板可以隨意在屏幕上移動，并可以放置在屏幕的任意位置。操縱模板共有三類:工具(Too1s)選板、控制(Controls)選板和功能 (Functions)選板或稱函數(shù)選板[1]。 工具模塊 Labview的工具模塊工具選板為編程者提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調試VI程序的工具(如圖所示)。該模板可以在windows菜單下選擇 ShowToolsPalette命令以顯示該模板。當從模板內選擇了任一種工具后，鼠標箭頭就會變成該工具相應的形狀，它包括了以下工具包。 (1)操作工具:使用該工具來操作前面板的控制和顯示。使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時，工具會變成標簽工具的形狀。(2)選擇工具，用于選擇、移動或改變對象的大小當它用于改變對象的連框大小時，會變成相應形狀。 (3)標簽工具:用于輸入標簽文本或者創(chuàng)建自由標簽。當創(chuàng)建自由標簽時它會變成相應形狀。(4)連線工具:用于在框圖程序上連接對象。如果聯(lián)機幫助的窗口被打開時，把該工具放在任一條連線上，就會顯示相應的數(shù)據(jù)類型。(5)對象彈出菜單工具:用左鼠標鍵可以彈出對象的彈出式菜單。(6)漫游工具:使用該工具就可以不需要使用滾動條而在窗口中漫游。(7)斷點工具:使用該工具在VI的框圖對象上設置斷點。(8)探針工具:可以在框圖程序內的數(shù)據(jù)流線上設置探針。程序調試員可以通過控針窗口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況。(9)顏色提取工具:使用該工具來提取顏色用于編輯其他的對象。(10)顏色工具:用來給對象定義顏色。它也顯示出對象的前景色和背景色。、(11)自動選擇工具 Labview的控件選板控件選板擬儀器的面板是通過軟件實現(xiàn)的。就是LabVIEW將傳統(tǒng)儀器上的各種旋紐、開關.、顯示屏等所有可能涉及到的操作部件，都做成外形相似的“控件”分類存于控制模板上。設計儀器模板時，只需根據(jù)需要選擇合適的“控件”放在面板相應的位置上即可。每個圖標代表一個子模板(如圖所示)?？刂颇０蹇梢杂肳ind。，s菜單的 ShowControlsPalette功能打開它，也可以在前面板的空白處,點擊鼠標右鍵，以彈出控制模板。它只有當打開前面板窗口時才能調用。 控制選板 Labview的函數(shù)選板函數(shù)選板編程子選板功能模板就是LabVIEW將傳統(tǒng)儀器上的各種測試功能、信號分析文件操作以及輸入/輸出(1/0)接口設備的驅動做成可供直接調用的庫函數(shù)。使用時只需根據(jù)預完成的功能與操作，從子模板上選擇相應的“圖標”放在流程圖編輯窗口中相應的位置上即可。該模板上的每一個頂層圖標都表示一個子模板(如圖所示)。 函數(shù)選板它可以用Windows菜單下的Show Funetionspalette功能打開它，也可以在框圖程序窗口的空白處點擊鼠標右鍵以彈出功能模板。而且它只有打開了框圖程序窗口后才能出現(xiàn)。它包括結構子模板、數(shù)值運算子模板、布爾邏輯子模板、字符串運算子模板、數(shù)組子模板、類子模板、比較子模板、時間和對話框子模板、文件輸入/輸出子模板、儀器控制子模板、儀器驅動程序庫、數(shù)據(jù)采集子模板、信號處理子模板、數(shù)學模型子模塊、圖形與聲音子模塊、通訊子模板、應用程序控制子模塊、底層接口子模塊、文檔生成子模板、示教課程子模板、用戶自定義的子Vl模板和選擇…VI子程序等子模板。編制軟件時通過對控制和功能模塊中子模塊的靈活調用，選取相應的功能子模塊，分別置于前后面板內，使用連線工具即可完成虛擬儀器設計。本章介紹了當今在測控領域內的虛擬儀器開發(fā)軟件LabVIEw語言，它滿足了實現(xiàn)虛擬測試儀器的條件，是虛擬儀器開發(fā)環(huán)境中圖形化語言的杰出代表之一。LabvIEW語言是一種面向工程技術人員的圖形化編程語言，是一種面向對象的模塊化編程語言，使面向對象技術程序的復用性達到最佳，被譽為工程師和科學家的語言。 Labview的測量I/O選板該選板是要安裝數(shù)據(jù)包的，設計所用的軟件中，該選板包括DAQmx數(shù)據(jù)采集、NI掃描引擎、系統(tǒng)配置、NI I/O Trace。本設計主要用到DAQmx數(shù)據(jù)采集，用戶根據(jù)具體數(shù)據(jù)采集要求，選擇相關的控件。、 數(shù)據(jù)采集模塊 測量I/O選板本章主要介紹LabVIEW的發(fā)展狀況及其性能的優(yōu)越性，與傳統(tǒng)儀器不同，它結構簡單，避免了傳統(tǒng)硬件的復雜凌亂，便于維修，更能配合其它硬件進行操作使用，具有很好的發(fā)展前景，簡單介紹了Labview的模塊分析包括Labview的工具模塊、Labview的控件選板、Labview的函數(shù)選板、Labview的測量I/O選板。第四章 實驗無紙化及無紙化管理圖形界面設計的內容 無紙化實驗文件的管理實驗文件的管理包括：（1）報告頁的更新（2）報告頁的存儲（3）實驗數(shù)據(jù)及波形的保存（4）教師的打分及評語的保存通過事件結構調用存儲程序。當按下存儲開關的按鈕，即存儲事件被觸發(fā)，首先分別將信號的頻率以及該頻率對應的幅值比和相位差創(chuàng)建時域波形，創(chuàng)建波形函數(shù)的三個輸入端分別為t0,dt和y值。t0對應創(chuàng)建波形的起始時間，dt為時間間隔，y端分別連接頻率，賦值比和相位差。然后采用Write Waveforms to ，存儲路徑采用默認路徑，頻率數(shù)組的存儲路徑為C:\1,相位差數(shù)組的存儲路徑為C:\2,幅值比的存儲路徑為C:\3。運行完程序后可在C盤的根目錄下找到文件，表明波形已經(jīng)進行了存儲。： 存儲模塊教師登陸成功后，教師就可以進入批改界面，從而對學生的實驗報告進行批改，打分，寫評語，教師通過對學生的實驗報告批改，從而可以對學生的學習情況做個大概的了解。批改界面如下： 批改界面 教師將所有的學生的實驗報告批改完后，將每個人的成績、評語、學號姓名等都存入一個數(shù)據(jù)庫，以便發(fā)布到網(wǎng)上。數(shù)據(jù)庫的界面如下： 無紙化實驗測試平臺的選擇實驗測試平臺包括：（1）電路實驗測試平臺（2）基于plc的實驗測試平臺（3）基于單片機的實驗測試平臺（4）基于labview的實驗測試平臺（5）靜態(tài)特性測試平臺（6）動態(tài)特性測試平臺等。平臺選擇界面如下：本課題無紙化實驗測試平臺是基于labview的實驗室測試平臺，進行無紙化實驗及無紙化管理的圖形界面設計，學生登陸成功后，點擊開始實驗按鈕，就會進入上面這個界面，然后根據(jù)教師的要求進行選擇，到底選靜態(tài)還是動態(tài)。靜態(tài)實驗下的界面如下：動態(tài)實驗平臺界面如下：毫無疑問各個學校都要求學生做大量的實驗，尤其是工科的學校，更加會要求他們的理科學生做數(shù)不勝數(shù)的各種實驗，物理實驗、化學實驗、光學實驗、電路實驗、單片機實驗、基于labview的實驗等各種實驗。每種實驗都有傳統(tǒng)的紙質的報告頁，要求學生在單獨做完實驗后，再單獨處理實驗數(shù)據(jù)，繪制實驗的波形，然后老師再對學生的紙質的實驗報告上的實驗數(shù)據(jù)波形進行批改打分評語并且根據(jù)學生的實驗報告進行以后的教學計劃。本課題目的是避免再利用紙質的報告頁，而是將紙質的報告頁錄入到計算機上，以word形式存檔，然后學生做實驗時候，學生在電腦上，利用軟件，訪問實驗報告頁，并且相應的選擇所需要做的實驗報告，從而避免了學生抄大量的實驗報告和減輕了學生的大量的重復勞動，避免了老師的批改紙質的實驗報告頁的麻煩，同時也使得學?？梢岳锰摂M的實驗平臺，節(jié)省了學校的資金。這樣節(jié)省了大量的人力，物力，財力等而且不利用紙質報告頁也可以為保護環(huán)境做出一定的貢獻。實驗報告頁的選擇如下： 目 錄實驗一 靜態(tài)特性測試 1實驗二 頻率特性測試 4實驗三 箔式應變片與半導體應變片性能比較 6實驗四 電容式傳感器特性 9實驗五 電渦流傳感器振幅測量 11實驗六 光柵的辨向與細分技術 14實驗七 霍爾傳感器的直流激勵特征 18實驗八 相敏檢波器原理及特性 20實驗九 電感式傳感器特性（差動變壓器性能） 22實驗十 差動變壓器測量振動 24 數(shù)據(jù)庫（Database）是按照數(shù)據(jù)結構來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫，它產(chǎn)生于距今五十年前，隨著信息技術和市場的發(fā)展，特別是二十世紀九十年代以后，數(shù)據(jù)管理不再僅僅是存儲和管理數(shù)據(jù)，而轉變成用戶所需要的各種數(shù)據(jù)管理的方式。數(shù)據(jù)庫有很多種類型，從最簡單的存儲有各種數(shù)據(jù)的表格到能夠進行海量數(shù)據(jù)存儲的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都在各個方面得到了廣泛的應用。 嚴格地說，數(shù)據(jù)庫是“按照數(shù)據(jù)結構來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫”。在日常工作中，常常需要把某些相關的數(shù)據(jù)放進這樣的“倉庫”，并根據(jù)管理的需要進行相應的處理。例如，企業(yè)或事業(yè)單位的人事部門常常要把本單位職工的基本情況(職工號、姓名、年齡、性別、籍貫、工資、簡歷等)存放在表中，這張表就可以看成是一個數(shù)據(jù)庫。有了這個數(shù)據(jù)倉庫我們就可以根據(jù)需要隨時查詢某職工的基本情況，也可以查詢工資在某個范圍內的職工人數(shù)等等。這些工作如果都能在計算機上自動進行，那我們的人事管理就可以達到極高的水平。此外，在財務管理、倉庫管理、生產(chǎn)管理中也需要建立眾多的這種數(shù)據(jù)庫。 ：數(shù)據(jù)庫是存儲在一起的相關數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)是結構化的，無有害的或不必要的冗余，并為多種應用服務；數(shù)據(jù)的存儲獨立于使用它的程序；對數(shù)據(jù)庫插入新數(shù)據(jù)，修改和檢索原有數(shù)據(jù)均能按一種公用的和可控制的方式進行。當某個系統(tǒng)中存在結構上完全分開的若干個數(shù)據(jù)庫時，則該系統(tǒng)包含一個“數(shù)據(jù)庫集合”。(1)完善地管理各種數(shù)據(jù)庫對象，具有強大的數(shù)據(jù)組織、用戶管理、安全檢查等功能。 (2)強大的數(shù)據(jù)處理功能，在一個工作組級別的網(wǎng)絡環(huán)境中，使用Access開發(fā)的多用戶數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)具有傳統(tǒng)的XBASE(DBASE、FoxBASE的統(tǒng)稱)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所無法實現(xiàn)的客戶服務器(Cient/Server)結構和相應的數(shù)據(jù)庫安全機制，Access具備了許多先進的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所具備的特征，如事務處理/出錯回滾能力等。(3)可以方便地生成各種數(shù)據(jù)對象，利用存儲的數(shù)據(jù)建立窗體和報表，可視性好。(4)作為Office套件的一部分，可以與Office集成，實現(xiàn)無縫連接。本課題是將本校的所有的做實驗的學生按照姓名加上學