【正文】 控件和數(shù)值顯示控件構(gòu)成，其主要用來輸入一些特定的參數(shù)。結(jié)果顯示有物體的厚度和經(jīng)過傳感器測量后的輸出電壓。厚度測控系統(tǒng)程序的程序框圖如圖29所示。并用圖片控件產(chǎn)生物體的虛擬變化。 振動測控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 振動測控系統(tǒng)設(shè)計壓電式傳感器的工作原理是基于某些介質(zhì)材料的壓電效應(yīng)，是一種典型的有源傳感器。壓電式傳感器具有體積小，重量輕，工作頻帶寬等特點，因此在測量各種動態(tài)力方面有很廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)前面板設(shè)計如圖30所示。（1）傳感器模擬圖。當(dāng)在懸臂梁上施加力時，壓電元件本身的電容量發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變成電壓輸出，電壓變化的大小反映了施加力的大小。這部分包括輸入信號類型，頻率，偏置，相位，白噪聲等參數(shù)的設(shè)置，通過改變這些參數(shù)可以仿真常見信號的輸出波形。此界面包含電壓信號顯示和濾波信號顯示，信號采樣和頻譜分析，并對采樣信號進行了結(jié)果分析和頻域分析，輸入采樣信號，通過設(shè)置偏置，相位，頻率，白噪聲等參數(shù)改變采樣信號，再通過波形圖進行一系列分析。圖32為實物模擬圖的程序框圖，利用矩形繪制函數(shù)，捆綁函數(shù)等函數(shù)在圖形控件中進行受力懸臂梁和應(yīng)變片的繪制。圖32 振動測控系統(tǒng)實物模擬圖的程序框圖系統(tǒng)主程序主要是在while循環(huán)函數(shù)中進行，其中還包含了for循環(huán)，case條件結(jié)構(gòu)等函數(shù)。再是對輸出信號進行幅頻分析和相頻分析，在for循環(huán)的外面接了一個頻域分析子VI，頻域分析方法是建立在FFT的基礎(chǔ)之上，信號在頻域中常用橫軸為頻率，縱軸為幅值或相位的直角坐標(biāo)系描述。正如已經(jīng)知道的那樣，若Fs是采樣率，s是樣本數(shù)，則頻率分辨率為。因此可以用各種方法加以調(diào)整，比如能量矩平衡法，比例法，多項式逼近法等。主程序框圖如圖33所示。各示波器也會相應(yīng)的輸出頻譜分析，結(jié)果分析等波形圖。 系統(tǒng)前面板設(shè)計系統(tǒng)前面板由四個部分組成。圖34 液位檢測系統(tǒng)前面板（1）傳感器參數(shù)設(shè)置：相對介電常數(shù)、外極筒內(nèi)半徑、內(nèi)極筒外半徑、溫度、濕度、頻率。（3）模擬水箱圖：兩個電極相當(dāng)于電容的兩個極板，液體和空氣構(gòu)成了其極板間的介質(zhì)。通過儀表和圖表分別顯示當(dāng)前液位值。下面是幾個子VI的基本情況。圖35 水位變化子VI表1 水位變化子VI說明參數(shù)說明New ValueQueue Size新的數(shù)值隊列長度圖36 水位子VI表2 水位子VI說明參數(shù)說明Elapsed TimeMass Flow RateInitial LevelNew Level運行時間最大流入速率原始水位新的水位圖37 狀態(tài)改變子VI表3 水位子VI說明參數(shù)說明High LimitCurrent ValueLow LimitCurrent State最高限制當(dāng)前數(shù)值最低限制當(dāng)前狀態(tài)程序運行過程：這個程序主體是在While循環(huán)下進行的。讀入的數(shù)據(jù)進入各子VI，各子VI對數(shù)據(jù)進行分析處理，得出的數(shù)據(jù)和結(jié)果在各指示器中顯示。在第一次循環(huán)中可以從按鈕端子中讀到最新值，從而可以正確判斷按鈕是否被按下。輸出數(shù)據(jù)只有在完全退出循環(huán)后才有效。圖38 液位檢測系統(tǒng)程序框圖 壓力測控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)比例關(guān)系電橋被測壓力進入C型管C型管產(chǎn)生變形氣隙發(fā)生變化兩個線圈電感發(fā)生變化電壓輸出力F大小此系統(tǒng)要完成的任務(wù)是利用電感式壓力傳感器的原理，其電感的變化通過電橋電路轉(zhuǎn)換成電壓輸出，由于輸出電壓與北側(cè)壓力之間成比例關(guān)系，所以只要用檢測儀表測量出輸出電壓，即可得知被測壓力的大小。圖39 電感式壓力傳感器測試變量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)前面板設(shè)計通過模擬變隙式差動電感式壓力傳感器來設(shè)計前面板。圖40 壓力測控系統(tǒng)前面板圖在輸入?yún)⒘繀^(qū)域有三個部分。（1）1個表盤顯示控件，以模擬顯示瞬間力F的大?。唬?）2個數(shù)字顯示控件，數(shù)字顯示瞬間氣隙厚度δ和力F的大小；（3）信號分析區(qū)的波形圖用于對采集到的電壓信號進行頻譜分析并且顯示出電壓變化情況；波形圖表顯示力F的瞬時大小以及變化情況；（4）一個開關(guān)布爾控件，用于退出此子系統(tǒng)返回上一級界面。此時，在電壓信號波形圖中則可以觀察到經(jīng)由電感壓力傳感器轉(zhuǎn)化而得的電壓信號和力F波形圖表中看到力F大小變化情況，同時，結(jié)果顯示區(qū)域的表盤和數(shù)字也相應(yīng)顯示，即可讀出力F大小。圖41 壓力測控系統(tǒng)程序框圖（1）被測對象壓力測量模擬部分：利用一個while循環(huán)和一個條件結(jié)構(gòu)模擬。（3）信號產(chǎn)生部分：LabVIEW有兩個信號發(fā)生函數(shù)面板，其中波形生成用于產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)類型表示的波形信號，信號生成用于產(chǎn)生一維數(shù)組表示的波形信號。（4）結(jié)果顯示：利用波形圖標(biāo)、儀表顯示控件和數(shù)值顯示控件可以直觀地顯示被測壓力和氣隙的大小。 水箱溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)本系統(tǒng)的設(shè)計目的是對家用或者工廠的水箱水溫進行控制。 系統(tǒng)前面板設(shè)計該水箱溫度控制系統(tǒng)前面板主要由四部分組成。前面板中的圖形來自Control/Modern/Numeric/tank和Control/Modern/Boolean，其主要的功能是實現(xiàn)水箱水平變化的動態(tài)過程，當(dāng)水溫過低時對水箱進行加熱的過程；圖中的閥是用來控制水箱中水的流入情況，當(dāng)水箱水位低于設(shè)定最低水平時，閥會自動打開往水箱中加水，當(dāng)水箱溫度達到了設(shè)定的最高水位時，閥自動關(guān)閉。②水箱極值數(shù)據(jù)方框：水箱的水位最高和最低限制、水箱的水溫最高和最低限制。這里對流入水箱中水的基本情況進行設(shè)定，以便于對水箱進行控制。第一個窗口顯示的是水箱水面高度變化的曲線，它是在設(shè)定的范圍內(nèi)呈線性變化的；第二個窗口是水箱內(nèi)水的溫度變化曲線，它的變化情況基本反映了水箱水溫的變化過程。當(dāng)系統(tǒng)為供應(yīng)狀態(tài)時，閥門打開，往水箱內(nèi)加水，加入的水溫比水箱的溫度要低，所以水箱溫度曲線下降，這時熱電阻被開啟加熱，水溫慢慢達到水箱設(shè)定溫度，停止加熱，放出熱水，然后再注入冷水加熱供應(yīng)，這是個不斷循環(huán)的過程。 系統(tǒng)的前面板如圖42所示。、 Change 。我們可以在框圖下亮點運行，其中的過程清晰可看，首先是從各個控制器（Control）中讀入被控信息。在圖44系統(tǒng)程序框圖中的STOP按鈕位于循環(huán)內(nèi)部，并以此作為循環(huán)結(jié)束的條件。循環(huán)的所有輸入數(shù)據(jù)值都是在進入循環(huán)之前被讀取完畢的，循環(huán)開始之后不再讀取輸入的數(shù)據(jù)值。圖44 系統(tǒng)程序框圖 加速度測控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 系統(tǒng)原理本系統(tǒng)是根據(jù)壓電式傳感器的基本原理設(shè)計而成。它主要由壓電元件、質(zhì)量塊、預(yù)壓彈簧、基座及外殼等組成。 圖45 壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)加速度傳感器和被測物一起受到?jīng)_擊振動時，壓電元件受質(zhì)量塊慣性力的作用, 根據(jù)牛頓第二定律，此慣性力是加速度的函數(shù)，即 F=m此時慣性力F作用于壓電元件上，因而產(chǎn)生電荷q，當(dāng)傳感器選定后，m為常數(shù)， 則傳感器輸出電荷為： q=d11F=d11ma （2）與加速度a成正比。 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)的前面板如圖46所示。（1）壓電傳感器原理示意圖：這部分主要由壓電片、彈簧和質(zhì)量塊組成，其主要功能是顯示在外力的作用下，彈簧的位移發(fā)生變化。（2）數(shù)據(jù)控制部分：這部分主要由數(shù)值輸入控件及顯示控件組成。壓電系數(shù)的改變也可以實現(xiàn)這個功能。（3）示波器的顯示窗口：一個顯示施加外力的變化。加速度測控系統(tǒng)主要程序框圖如圖47所示。產(chǎn)生的隨機變量通過選擇結(jié)構(gòu)和一定的計算可以產(chǎn)生信號的幅值，根據(jù)幅值變化的大小和輸入頻率的大小可以調(diào)節(jié)彈簧的變化范圍，得到輸出的位移，一些參量的變化通過幅值和電平測量函數(shù)，得到運動體的加速度，然后在由物體質(zhì)量，根據(jù)壓電加速度傳感器的原理，可以得到輸出電量的大小，從而可以得到加速度的值。LabVIEW 簡單易學(xué)的圖形化編程界面，豐富美觀的控件，廣泛的硬件支持和大量的算法工具包，這些不僅在測控行業(yè)被廣泛接受，而且在理工科實驗教學(xué)設(shè)備方面也得到越來越多的應(yīng)用。應(yīng)用控制設(shè)計工具包進行了時域和頻域的分析計算，開發(fā)了《現(xiàn)代檢測技術(shù)》導(dǎo)學(xué)平臺。本平臺中的虛擬實驗室提供最大可能的人機互動平臺，使整個過程控制躍然于眼前，如同擁有了投入數(shù)十萬資金建設(shè)的實驗室一般，一改以往實驗死板抽象的不足，最大限度的優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。具有很廣闊的應(yīng)用前景。是工控工程師不可多得的工具。（1）實驗室可根據(jù)需要靈活定義實驗儀器的功能虛擬儀器所實現(xiàn)的測控儀器的各種功能可由用戶根據(jù)需要自行定義與擴展。目前，我國高檔臺式儀器，如數(shù)字示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀等設(shè)備還主要依靠進口，這些儀器加工工藝復(fù)雜，制造水平要求高，而采用虛擬儀器技術(shù)可以通過只采購?fù)ㄓ脙x器硬件來設(shè)計高性價比的儀器系統(tǒng)。（3）虛擬實驗室為教學(xué)實驗提供了無限的靈活性與創(chuàng)造性。基于虛擬儀器的遠(yuǎn)程實驗室在實驗教學(xué)中發(fā)展迅速，虛擬實驗室與傳統(tǒng)實驗室相比其優(yōu)點顯而易見，提高了教學(xué)實驗水平及學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率。在虛擬儀器的研究過程中還有許多問題需要我們進行探索，如虛擬儀器軟、硬件開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬儀器實驗室中的應(yīng)用。參考文獻：[1]潘新民,[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004:101123.[2][M].北京:清華大學(xué)出版社,2005:1720.[3][J].,（05）:2224.[4][J].,（04）:7274.[5][J].,（02）:6969.[6]Rick Bitter,Taqi Mohinuddin,Matt ADVANCED PROGRAMMING .[7]National Instruments Strong Year for 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