【正文】 謝謝你們。感謝教研室老師的指導和幫助，教研室等老師為我提供了良好的研究條件，謹向各位同仁表示誠摯的敬意和謝忱。同時還要感謝一同做畢設的王西寧，薛邦巍兩位同學的大力幫助與付出，他們的能力與才華讓我深表佩服；也感謝實驗室的王偉、郭金影學長對我的耐心指導和幫助。感謝于老師的不僅僅在畢設期間給予我許多指導與關照，提出了許多建議和意見，給了我很大的啟發(fā)和幫助。然而這四年帶給我的美好記憶以及在四年里給予我無數(shù)幫助和關懷的師長和同學是我永遠不會遺忘的。大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）32謝 辭隨著本次畢業(yè)論文的定稿，五年的大學本科生活也即將畫上句號。大學的生活就要結束了，5 年之中有好多感慨，現(xiàn)在回想起來馬上就要走出校園面對社會，心里好不是滋味。最好是一項一項的檢查：圖、表、字體、行距、對齊。論文提交的前幾天，要不厭其煩的檢查論文，包括內容，格式等。越來越緊的狀態(tài)，尤其是最后的那幾天。不能脫離實際。一定要邊做邊學軟件，千萬不能在做畢設期間，拿著本軟件教程從第一頁開始看，這樣效率最低了，最好是根據(jù)已有論文資料中提到的軟件用途，有針對性的學。有問題多問導師，不能自己悶頭做，方向偏了仍不知道，多把自己的想法和思路告訴老師。而我的這次畢設，都過了很長時間才知道自己要做什么。快速入題。這段時間我的收獲真的很多。在設計中出現(xiàn)了各種各樣的問題。圖 612 生成 EXCEL 報表截圖大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）31總 結本文詳細闡述了虛擬儀器的概念、特點、分類、組成、發(fā)展前景與方向及軟件開發(fā)環(huán)境。因為所設的采樣點為 32，因此所保存的數(shù)據(jù)位 32 個。綠燈沒有閃亮。其他接口并無信號輸入，但是根據(jù) Labjack的性質，不接信號的電壓為 ，通過萬用表得到驗證。下排采樣率選擇根據(jù)所收集的信號為 05V 通過放大后為 010V，AK4 型壓力傳感器的測量范圍為 0100MP，因此設定采樣率為 256HZ，采樣點為 32 個。圖 68 為四個數(shù)組索引與求均值的圖形設計連接截圖。大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）28圖 66 幫助顯示 信號采集的通道設置此設計為 4 通道 ChannelA ChannelB ChannelC ChannelD 分別為 4 個信號接收系統(tǒng)當輸入信號為符合值是為真，信號創(chuàng)建數(shù)組，如果為假不輸入信號。大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）27圖 64 存儲后面板 Labjack 信號采集下圖為 Labjack 的原件圖標。大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）24圖 61 前面板截圖圖 62 和 63 為后面板截圖，連接各元件時要注意線路的準確性，以免因為小失誤而無法運行整個程序。此實驗臺的控制部分包括其控制測量的退出按鈕，報表生成按鈕 SAVE TO DISK。因為學校實驗室的儀器限制沒有 AK4 壓力傳感器，因此我使用直流電源提供所需的 15V 電壓通過 LabJack U12 送入 PC 機。 程序主界面本次程序的主界面是對傳感器輸出測量進行多通道顯示監(jiān)測實驗面板，其面板上有四個壓力波形顯示，可進行 4 通道的壓力監(jiān)測。在當前流行的 C/S/D 網(wǎng)絡模式下，利用嵌入式技術（包括數(shù)據(jù)庫嵌入和網(wǎng)絡模塊的嵌入）可以充分利用有效資源，提高測試效率。表51 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器 傳統(tǒng)儀器開發(fā)維護費用低 開發(fā)維護費用高大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）23技術更新周期短（～1 年） 技術更新周期短（5～10 年）軟件是關鍵 硬件是關鍵價格低 價格昂貴開放、靈活與計算機同步，可重復用和重配置 固定可用網(wǎng)絡聯(lián)絡周邊各儀器 只可連有限的設備自動化、智能化、多功能、遠距離傳輸 功能單一，操作不便近年來，隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，己經(jīng)形成了網(wǎng)絡虛擬儀器。，測試結果的表達方式更加豐富多樣。、靈活，與計算機同步發(fā)展，與網(wǎng)絡及其他周邊設備互聯(lián)。，不是事先由廠家定義的。同時，虛擬儀器的面板上的顯示元件和操作元件的種類與形式不受標準元件和加工工藝的限制，由編程來實現(xiàn)，設計者可以根據(jù)用戶的要求和操作需要來設計儀器面板 [13]。虛擬儀器與之不同，它可以通過在幾個分面板上的操作來實現(xiàn)比較復雜的功能。，上面布置了種類繁多的顯示和操作元件。在高速度、高帶寬和專業(yè)測試領域，獨立儀器具有無可替代的優(yōu)勢。例如，用戶可以將原有的帶有 RS232 接口的儀器、VXI 總線儀器以及 GPIB 儀器通過計算機，聯(lián)接在一起，組成各種各樣新的儀器系統(tǒng)，由計算機進行統(tǒng)一管理和操作 [12]。與傳統(tǒng)的編程語言比較，LabVIEW 圖形編程方式能夠節(jié)省 85％以上的程序開發(fā)時間，其運行速度卻幾乎不受影響，體現(xiàn)出了極高的效率。專家們指出，在這個計算機和網(wǎng)絡時代，利用計算機和網(wǎng)絡技術對傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)進行改造，已是大勢所趨，而虛擬儀器系統(tǒng)正是計算機和網(wǎng)絡技術與傳統(tǒng)的儀器技術進行融合的產(chǎn)物，因此，在 21 世紀，虛擬儀器將大行其道，日漸受寵，將會引發(fā)傳統(tǒng)的儀器產(chǎn)業(yè)一場新的革命。在高速度、高帶寬和專業(yè)測試領域，獨立儀器具有無可替代的優(yōu)勢。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW 提供了 Windows、UNIX、Linux、Macintosh 的多種版本。未來的儀器也應當是網(wǎng)絡化的。虛擬儀器研究的另一個問題是各種標準儀器的互連及與計算機的連接。這些卡插入標準的 VXI 機箱，再與計算機相連，就組成了一個測試系統(tǒng)。目前作為計算機化儀器的一個重要發(fā)展方向是制定了 VXI 標準，這是一種插卡式的儀器。普通的 PC 有一些不可避免的弱點。PC 機出現(xiàn)以后，儀器級別的計算機化成為可能，甚至在Microsoft 公司的 Windows 誕生之前，NI 公司已經(jīng)在 Macintosh 計算機上推出了 以前的版本。目前在這一領域內，使用較為廣泛的計算機語言是美國 NI 公司的 LabVIEW。虛擬儀器實際上是一個按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。虛擬儀器技術十分符合國際上流行的“硬件軟件化” 的發(fā)展趨勢，因而常被稱作“軟件儀器” 。這樣，當用戶從一個項目轉向另一個項目時，就能簡單地構造出新的 VI 系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源 [7]。源代碼庫函數(shù)為用戶構造自己的虛擬儀器（VI）系統(tǒng)提供了基本的軟件模塊。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點之一，有了這一點，儀器的開發(fā)和換代時間將大大縮短。無論哪種 VI 系統(tǒng)，都是將硬件儀器搭載到筆記本電腦，工作站等各種計算機平臺加上應用軟件構成的。但是 USB 在儀器控制方面上亦有一些缺點。 接口方式的 VIUniversal Serial Bus（USB）因為其在 PC 機上的廣泛使用、即插即用的易用性和 高達 480Mbits/s 的傳輸速率，逐漸的成為儀器控制的主流總線技術?，F(xiàn)在，有關大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）20MCN（Measurement and Control Networks ）方面的標準正在積極進行，并取得一定的進展。根據(jù)虛擬儀器的特性，我們能夠方便的將虛擬儀器組成計算機網(wǎng)絡。這種新型模塊化儀器系統(tǒng)是在 PCI 總線內核技術上增加了成熟的技術規(guī)范和要求形成的，具有多板同步觸發(fā)、精確定時的星形觸發(fā)、相鄰模塊間高速通訊的局部總線以及高度的可擴展性等優(yōu)點，適用于大型高精度集成系統(tǒng)。經(jīng)過多年的發(fā)展，VXI 系統(tǒng)的組建和使用越來越方便，有其他儀器無法比擬的優(yōu)勢，適用于組建大、中規(guī)模自動測量系統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合，但 VXI 系統(tǒng)要求有專用的機箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價比較高。 總線方式的 VI VXI 總線是 VMEbus eXtension for Instrumentation 的縮寫，是高速計算機總線VME 在 VI 領域的擴展，有穩(wěn)定的電源，強有力的冷卻能力和嚴格的 RFI/EMI 屏蔽。GPIB 測試系統(tǒng)的結構和命令簡單，造價較低，主要市場在臺式儀器市場。在標準情況下，一塊 GPIB 接口卡可帶多達 14 臺的儀器，電纜長度可達 20m。它的出現(xiàn)使電子測量由獨立的單臺的手工操作向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)發(fā)展。它的最大好處是可以與筆記本計算機相連，方便野外作業(yè)，又可與臺式 PC 相連，實現(xiàn)臺式和便攜式兩用，非常方便。因個人計算機數(shù)目非大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）19常龐大，插卡式儀器價格便宜，因此其用途廣泛，特別適用于工業(yè)測控現(xiàn)場、各種實驗室和教學部門使用。這種方式受 PC 機機箱、總線限制，存在電源功率不足，機箱內噪聲電平較高、無屏障，插槽數(shù)目不多、尺寸較小等缺點。圖51 虛擬儀器組成框圖目前，虛擬儀器的構成方式有以下幾種： 插卡式的 VI這種方式用數(shù)據(jù)采集卡配以計算機平臺和虛擬儀器軟件，便可構成各種數(shù)據(jù)采集和虛擬儀器系統(tǒng)。虛擬儀器設計方法主要包括以下三個部分： 接口儀器驅動程序的設計 虛擬儀器的組成虛擬儀器從構成要素上講，由計算機、應用軟件和儀器硬件等構成；從構成分式上講則由以 DAQ 板和信號調理為儀器硬件而組成的 PCDAQ 測試系統(tǒng)，或已GPIB，VXI，Serial 和 Field bus 等標準總線儀器為硬件組成的 GPIB 系統(tǒng)、VXI 系統(tǒng)、串口系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)等多種形式。虛擬儀器還可以廣泛用于電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學分析、故障診斷及教學科研等多個方面。利用計算機豐富的軟、硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器的數(shù)據(jù)的分析、處理、大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）18表達、傳遞、存儲等方面的限制，達到傳統(tǒng)儀器無法比擬的效果。軟件是虛擬儀器的關鍵，當基本硬件確定以后，就可以通過不同的軟件實現(xiàn)不同的功能。虛擬儀器技術的實質是充分利用最新的計算機技術來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器的核心技術思想就是“軟件即是儀器”。所謂虛擬儀器是基于計算機的軟硬件測試平臺，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器，如示波器、信號發(fā)生器、頻譜分析儀等；可集成于自動控制、工業(yè)控制系統(tǒng)之中；可自由構建成專有儀器系統(tǒng)。虛擬儀器，它既具有傳統(tǒng)儀器的功能，又有別于其他傳統(tǒng)儀器。NI 公司同時也提出了“軟件即儀器”的口號，徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由廠家定義，用戶無法改變的局面，從而引起了儀器和自動化工業(yè)的一場革命。當 DigitalIO 返回時，*trisD 所指向的值也和LabJackU12 中方向寄存器中的狀態(tài)相對應 [12]。 *trisD 所致的值的范圍是 0 到65535。如果*trisD 指向的值是 5(2^0+2^2),那么 D0 和 D2 使輸出，而其他都是輸入。比如在 DigitalIO 函數(shù)中，參數(shù)*trisD 是指向以內存的指針，而該內存的值表示了 16 個數(shù)字線的方向：如果*trisD 指向的值是 0，那么所有的數(shù)字線將都是輸入線。這在參數(shù)說明中都會提到。這樣的參數(shù)可以是輸入，也可以使輸出，而非指針參數(shù)一定是輸入。在 ActiveX 中如有不同，我們都會詳細說明的。為了能讓更多的編程語言調用，盡量使用基本的變量類型。系列號是 256 到 2,147,483,647 之間的一個數(shù)。每個 LabJack 都有設備號和系列號。idnum–該參數(shù)可以是設備號，系列號，或者1。 0 指沒有錯誤，2 指沒有找到 LabJack。除了 AIBurst 和 AIStreamStart/Read/Clear，所有函數(shù)都是指令/相應模式。LabJackDLL 中有 38 個函數(shù)，OCX 和Labview 子程序中也有相應的函數(shù)。這樣他們會出現(xiàn)在 Labview 的功能板上。DLL 和 OCX 安裝在 Windows 的系統(tǒng)目錄中。開始= 程序 =LabJack=LJtest 確定沒選擇“TestFixtureInstalled” 和“Continuous”，按運行（RUN）按鈕，LJtest 應該一項項地測試并通過 8 個獨立的測試。如果運行應用程序出錯，重復以上安裝直到 LVRTE 正確為止。如果有重啟的提示，請照辦。LabJack 安裝結束后會安裝美國國家儀器儀表公司的 Labview 運行引擎 LVRTE）。安裝程序通常會開始運行。隨機提供的安裝光盤將安裝高級驅動程序、應用程序和一些范例程序的源代碼。如果 LabJack 不能被訪問查詢：檢查計算機的操作系統(tǒng)的版本號是 或更高，嘗試將 LabJack 連到另一臺計算機上；嘗試將其他 USB 設備連到該計算機上。訪問查尋在每次連接時都會發(fā)生，但只需幾秒鐘。Windows 對一個新器件進行首次訪問查尋時可能需要一兩分鐘，Windows 可能會告訴你它正在安裝驅動程序，如果Windows 出現(xiàn)提示，請接受所有的缺省值。訪問查尋是計算機操作系統(tǒng)對一個 USB 器件進行信息讀取的過程，這些信息是用來描述被查詢器件的名稱及其功能。這根 USB 連接線為 LabJackU12 提供了電源以及它與計算機間的通訊。對軟硬件安裝的先后次序沒有要求。10 伏的模擬量輸入范圍，增益為 1，2，4，5，8，10，16 或 20 倍 8000 赫茲（在短時讀模式下）或 1200 赫茲（在連續(xù)讀模式下）大連交通大學 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）15 個數(shù)字輸入輸出口（每個口的速率可達到 50 赫茲） 個 32 位計數(shù)器 PnPUSB 設備 USB 口可以連接 80 個 Lab