基于labview的速度和加速的測(cè)量實(shí)驗(yàn)的模擬-在線瀏覽
2024-07-29 15:36本頁面
【正文】 應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理、自動(dòng)化測(cè)試與驗(yàn)證系統(tǒng)、儀器控制、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是基于LabVIEW的速度和加速度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)的模擬，利用LabVIEW實(shí)現(xiàn)速度和加速度實(shí)驗(yàn)的仿真。 選題的意義及應(yīng)用背景本文介紹的虛擬儀器演示速度和加速度實(shí)驗(yàn)，可以普通物理課中直接使用，同時(shí)利用LabVIEW高效的圖形化編程平臺(tái)，教師和學(xué)生都可以充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，開發(fā)適臺(tái)自己需要的各種虛擬儀器，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)實(shí)驗(yàn)水平。 當(dāng)今大多數(shù)大學(xué)物理教學(xué)過程中，單純的課堂授課已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的教學(xué)理念，更好的方法是用儀器演示，以加深學(xué)生的理解。這樣，我們需要一種更方便的演示方法，這樣就可以使用虛擬儀器來進(jìn)行演示。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。LabVIEW集成了與滿足 GPIB、VXI、RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。圖形化的程序語言，又稱為 “G” 語言。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此，LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高工作效率。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多種版本。LabVIEW程序被稱為VI（Virtual Instrument），即虛擬儀器。虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的儀器。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。虛擬儀器主要是指這種方式。虛擬儀器的研究中涉及的基礎(chǔ)理論主要有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)字信號(hào)處理。虛擬儀器的起源可以追溯到20世紀(jì)70年代，那時(shí)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)在國防、航天等領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。對(duì)虛擬儀器和LabVIEW長(zhǎng)期、系統(tǒng)、有效的研究開發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認(rèn)的權(quán)威。使用 LabVIEW 軟件，用戶可以借助于它提供的軟件環(huán)境，該環(huán)境由于其數(shù)據(jù)流編程特性、LabVIEW RealTime 工具對(duì)嵌入式平臺(tái)開發(fā)的多核支持，以及自上而下的為多核而設(shè)計(jì)的軟件層次，是進(jìn)行并行編程的首選。用它構(gòu)建的虛擬儀器或計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)性能不可能太高。每一種儀器是一個(gè)插卡，為了保證儀器的性能，又采用了較多的硬件，但這些卡式儀器本身都沒有面板，其面板仍然用虛擬的方式在計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)。VXI儀器價(jià)格昂貴，目前又推出了一種較為便宜的PXI標(biāo)準(zhǔn)儀器。用戶可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成一套完整的從儀器連接、數(shù)據(jù)采集到分析、顯示和存儲(chǔ)的自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)。 LabVIEW的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：:LabVIEW是一種圖形化編程語言，易懂且程序的界面和功能與實(shí)際的儀器非常相似。LabVIEW內(nèi)置信號(hào)采集、測(cè)量分析與數(shù)據(jù)顯示功能，比傳統(tǒng)開發(fā)工具更加高效，提供強(qiáng)大功能的同時(shí)還保證了系統(tǒng)的靈活性。:采集到原始的數(shù)據(jù)通常不是用戶最終需要的結(jié)果，LabVIEW內(nèi)帶400 多個(gè)分析處理工具，諸如快速傅立葉變換(FFT)與頻率分析、信號(hào)發(fā)生、數(shù)學(xué)運(yùn)算、曲線擬合、時(shí)頻分析等工具，用于從采集到的原始數(shù)據(jù)中提取有用的信息，或用于測(cè)量數(shù)據(jù)分析并進(jìn)行信號(hào)處理。:數(shù)據(jù)顯示部分根據(jù)不同功能分成幾個(gè)不同的方面，如數(shù)據(jù)顯示、報(bào)告生成、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)顯示與連接。 LabVIEW使用的優(yōu)勢(shì) 選擇LabVIEW開發(fā)測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用程序的一大決定性因素是其開發(fā)速度。這驚人速度背后的原因在于LabVIEW易用易學(xué)他所提供的工具是創(chuàng)建測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用變得更為輕松。，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的多線程，從而能從分離用處理器尤其是多處理器的處理功能。、動(dòng)態(tài)鏈接庫或裝包。，用于數(shù)據(jù)分析和信號(hào)處理。機(jī)器視覺模塊與觸摸屏模塊等。，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。 虛擬儀器實(shí)際上是一個(gè)按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 虛擬儀器的構(gòu)成方式3 速度和加速度的測(cè)量實(shí)驗(yàn) 速度和加速的測(cè)量。但是在實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)量極限值是不肯能的。先測(cè)量不同的微小有限量△t及相應(yīng)時(shí)段的位移量△s，求得各△t內(nèi)物體的平均速度，然后用作圖法或回歸法得出平均速度與△t的趨勢(shì)規(guī)律，最后由趨勢(shì)圖上得出或由趨勢(shì)函數(shù)求得△t＝0時(shí)的值，此值即為物體通過測(cè)量點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v。實(shí)驗(yàn)中采用兩塊擋光板，將其中一塊擋光板沿運(yùn)動(dòng)方向固定在滑塊前端，另一塊根據(jù)測(cè)量需要固定在滑塊的不同位置上。 。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟。 (2)滑塊運(yùn)動(dòng)判斷法：將功能/修改鍵置于P2方式，滑塊插上空心檔光板，讓運(yùn)動(dòng)的滑塊以一定速度先后通過相距約50cm 的兩個(gè)光電門，若毫秒計(jì)上，顯示的兩個(gè)時(shí)間(E1 , E3 )兩近似相等，則可認(rèn)為導(dǎo)軌已調(diào)水平，否則要繼續(xù)調(diào)節(jié)螺旋，直到水平為止。 。 (2）將輸入選擇鍵置于白熾燈，光電門上的小燈珠亮。 (4）將時(shí)標(biāo)/ ( 即顯示屏上的左邊第1 位)。 (6）按復(fù)位鍵進(jìn)行更換測(cè)量方式。 。兩塊擋光板之一固定在滑塊前端（沿運(yùn)動(dòng)方向），另一塊擋光板固定于S=()。 氣墊導(dǎo)軌示意圖 (2)使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上自由下滑，計(jì)數(shù)器循環(huán)顯示滑塊通過第一、第二光電門的時(shí)間、及通過兩個(gè)光電門之間的時(shí)間。重復(fù)測(cè)量6次，將結(jié)果記錄表格中。（注意：固定在滑塊前端的擋光板不能移動(dòng)。所得的數(shù)據(jù)求平均值，然后畫出XY坐標(biāo)圖，求出瞬時(shí)速度V10和V20，再根據(jù)這兩個(gè)瞬時(shí)速度求出滑塊的加速度值。 前面板設(shè)計(jì)，運(yùn)用了選
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