【正文】 tErrorString”函數(shù)可以獲得錯(cuò)誤信息或見(jiàn)本文件中 段。設(shè)備號(hào)或系列號(hào)指定某個(gè) LabJack，而1 指所能找到的第一個(gè) LabJack。設(shè)備號(hào)是在 0 和 255 之間的一個(gè)數(shù)，用戶(hù)可以改變它。每個(gè)LabJack 都有一個(gè)唯一的系列號(hào)，用戶(hù)是不能改變它的。所有聲明都使用 C 寫(xiě)的。參數(shù)前的“*” 號(hào)說(shuō)明該參數(shù)是個(gè)指針。有時(shí)指針不是指向一個(gè)單一值的，而是指向一個(gè)數(shù)組。一些數(shù)字口的參數(shù)用一個(gè)值來(lái)包含每位 I/O 口的信息，每一位 I/O 口在參數(shù)中都有其對(duì)應(yīng)的位（如參數(shù) trisD 中的第 0 位對(duì)應(yīng)設(shè)置數(shù)字口D0 的輸入輸出方向）。如果*trisD 指向的值是 1(2^0)，那么 D0 是輸出，D1D15 是輸入。如果*trisD大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17指向的值是 65535(2^0+?+2^15),則 D0D15 都是輸出。當(dāng)調(diào)用 DigitalIO 時(shí)，如果 updateDigital1，那么所有的數(shù)字線(xiàn)都會(huì)根據(jù)*trisD所指向的值被設(shè)定成輸入或輸出。第五章 虛擬儀器的概述 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念是由美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instruments）最先提出的。隨著現(xiàn)在硬件和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器的智能化和虛擬化成為各級(jí)實(shí)驗(yàn)室以及研究機(jī)構(gòu)發(fā)展的方向。它能夠充分利用和發(fā)揮現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，使儀器的測(cè)試和測(cè)量及自動(dòng)化工業(yè)的系統(tǒng)測(cè)試和監(jiān)控變得異常方便和快捷。虛擬儀器是智能儀器之后的新一代測(cè)量?jī)x器 [9]。該技術(shù)把儀器分為計(jì)算機(jī)、儀器硬件和應(yīng)用軟件三部分。虛擬儀器以通用計(jì)算機(jī)和配備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口的測(cè)量?jī)x器（包括 GPIB、RS232 等傳統(tǒng)儀器以及新型的 VXI 模塊化儀器）為基礎(chǔ)，將儀器硬件連接到各種計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，直接利用計(jì)算機(jī)豐富的軟硬件資源，將計(jì)算機(jī)硬件（處理器、存儲(chǔ)器、顯示器）和測(cè)量?jī)x器（頻率計(jì)、示波器、信號(hào)源）等硬件資源與計(jì)算機(jī)軟件資源（包括數(shù)據(jù)的處理、控制、分析和表達(dá)、過(guò)程通訊以及圖形用戶(hù)界面）有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，滿(mǎn)足多種多樣的應(yīng)用要求。它不僅可以用于電子測(cè)量、測(cè)試、分析、計(jì)量等領(lǐng)域，而且還可以用于進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)控以及工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化。虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)步驟與一般軟件的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)步驟基本相同 ，只不過(guò)虛擬儀器設(shè)計(jì)時(shí)要考慮硬件部分。虛擬儀器的構(gòu)成如圖 51 所示。它充分利用了計(jì)算機(jī)的總線(xiàn)、機(jī)箱、電源以及軟件的便利，其關(guān)鍵在于 A/D 轉(zhuǎn)換技術(shù)。隨著基于 PC 的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PCDAQ 方式存在的缺點(diǎn)已經(jīng)和正在被克服。 VI最新發(fā)展的可連接到計(jì)算機(jī)并行口的測(cè)試裝置，其硬件集成在一個(gè)采集盒里或探頭上，軟件裝在計(jì)算機(jī)上，可以完成各種 VI 功能。 總線(xiàn)方式的 VIGPIB（General Purpose Interface Bus）技術(shù)是 IEEE488 標(biāo)準(zhǔn)的 VI 早期的發(fā)展階段。典型的GPIB 系統(tǒng)由一臺(tái) PC 機(jī)，一塊 GPIB 接口卡和若干臺(tái) GPIB 儀器通過(guò) GPIB 電纜連接而成。GPIB 技術(shù)可以用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和控制，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作方式，很方便的把多臺(tái)機(jī)器組合起來(lái)，形成大的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。適用于精確度要求高，但對(duì)計(jì)算機(jī)速率要求和總線(xiàn)控制實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合應(yīng)用。由于它的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)據(jù)吞吐能力強(qiáng)、定時(shí)和同步精確、模塊可重復(fù)利用、眾多儀器廠家支持的優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。 總線(xiàn)方式的 VI PXI 總線(xiàn)是 PCI eXtension for Instrumentation 的縮寫(xiě)，是 PCI 在 VI 領(lǐng)域的擴(kuò)展。 VI盡管 Inter 技術(shù)最初并沒(méi)有考慮如何將嵌入式智能儀器設(shè)備連接在一起，不過(guò)NI 等公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了通過(guò) Web 瀏覽器觀測(cè)這些嵌入式儀器設(shè)備的產(chǎn)品，使人們可以通過(guò) Inter 操作儀器設(shè)備。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分散在不同地理位置不同功能的設(shè)備聯(lián)系在一起，使昂貴的硬件設(shè)備、軟件在網(wǎng)絡(luò)上得以共享，減少了設(shè)備重復(fù)投資。由此可見(jiàn)，網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器將具有廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)上的 USB 接口越來(lái)越多，也使得工程師可以很方便的將基于 USB 的測(cè)量?jī)x器連接到整個(gè)系統(tǒng)中。比如說(shuō) USB 的排線(xiàn)沒(méi)有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，在惡劣的環(huán)境下，可能造成數(shù)據(jù)的丟失，此外，USB 對(duì)排線(xiàn)的距離也有一定的限制。 虛擬儀器的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的功能化硬件模塊和計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)成的電子測(cè)試儀器，而軟件是虛擬儀器的核心，如圖 21 所示，其中軟件的基礎(chǔ)部分是設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件，而這些標(biāo)準(zhǔn)的儀器驅(qū)動(dòng)軟件使得系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與儀器的硬件變化無(wú)關(guān)。虛擬儀器中應(yīng)用程序?qū)⒖蛇x硬件（如 GPIB，VXI，RS232，DAQ 板）和可重復(fù)用庫(kù)函數(shù)等軟件結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了儀器模塊間的通信、定時(shí)與觸發(fā)。由于 VI 的模塊化、開(kāi)放性和靈活性，以及軟件是關(guān)鍵的特點(diǎn)，當(dāng)用戶(hù)的測(cè)試要求變化時(shí)可以方便地由用戶(hù)自己來(lái)增減硬、軟件模塊，或重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿(mǎn)足新的測(cè)試要求。虛擬儀器開(kāi)發(fā)者虛擬儀器軟件面板虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)底層驅(qū)動(dòng)程序硬件模塊虛擬儀器開(kāi)發(fā)者操作系統(tǒng)圖52 虛擬儀器開(kāi)發(fā)框圖大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可由用戶(hù)定義自己的專(zhuān)用儀器系統(tǒng)，且功能靈活，很容易構(gòu)建，所以應(yīng)用面極為廣泛。它功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號(hào)發(fā)生器等多種普通儀器全部功能，配以專(zhuān)用探頭和軟件還可檢測(cè)特定系統(tǒng)的參數(shù)，如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽油標(biāo)號(hào)、爐窯溫度、血液脈搏波、心電參數(shù)等多種數(shù)據(jù)；它操作靈活，完全圖形化界面，風(fēng)格簡(jiǎn)約，符合傳統(tǒng)設(shè)備的使用習(xí)慣，用戶(hù)不經(jīng)培訓(xùn)即可迅速掌握操作規(guī)程。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(guó)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(kāi)發(fā)使得該公司成為業(yè)界公認(rèn)的權(quán)威 [11]。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(méi)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。目前使用較多的是 IEEE488 或 GPIB 協(xié)議。利用 LabVIEW，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，它是一個(gè)真正的 32 位編譯器。虛擬儀器具有傳統(tǒng)獨(dú)立儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，但它并不否定傳統(tǒng)儀器的作用，它們相互交叉又相互補(bǔ)充，相得益彰。在中低檔測(cè)試領(lǐng)域，虛擬儀器可取代一部分獨(dú)立儀器的工作，但完成復(fù)雜環(huán)境下的自動(dòng)化測(cè)試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的獨(dú)立儀器難以勝任的，甚至不可思議的工作。大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22總之，由于 LabVIEW 能夠?yàn)橛脩?hù)提供簡(jiǎn)明、直觀、易用的圖形編程方式，能夠?qū)⒎爆崗?fù)雜的語(yǔ)言編程簡(jiǎn)化成為以菜單提示方式選擇功能，并且用線(xiàn)條將各種功能連接起來(lái)，十分省時(shí)簡(jiǎn)便，深受用戶(hù)青睞。使用虛擬儀器產(chǎn)品，用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要重新構(gòu)筑新的儀器系統(tǒng)。 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器具有傳統(tǒng)獨(dú)立儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)（如表 51 所示）。在中低檔測(cè)試領(lǐng)域，虛擬儀器可取代一部分獨(dú)立儀器的工作，但完成復(fù)雜環(huán)境下的自動(dòng)化測(cè)試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的獨(dú)立儀器難以勝任的，甚至不可思議的工作 [9]。由此導(dǎo)致許多識(shí)讀和操作錯(cuò)誤。這樣，在每個(gè)分面板上就可以實(shí)現(xiàn)功能操作的單純化和面板布置的簡(jiǎn)潔化，從而提高操作的正確性和便捷性。，軟件取代傳統(tǒng)儀器中由硬件完成的儀器功能。，不需購(gòu)買(mǎi)新儀器。 PC 為核心，使得許多數(shù)據(jù)處理的過(guò)程不必像過(guò)去那樣由測(cè)試儀器本身來(lái)完成，而是在軟件的支持下，利用 PC 機(jī) CPU 的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能來(lái)完成，使得基于虛擬儀器的測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試精度、速度大為提高，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、多任務(wù)測(cè)量。，降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用，縮短技術(shù)更新周期。這是一種新型的基于Web 技術(shù)的虛擬儀器，使得虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)成為 Inter/Intra 的一部分，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和管理。第六章 軟件設(shè)計(jì)本程序主要完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)處理，數(shù)值顯示，保存等功能。AK4 型壓力傳感器輸出的 420mA接入 250 歐姆電阻轉(zhuǎn)換為 15V 電壓信號(hào)，送入 LabJack U12 數(shù)據(jù)采集卡將模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，并輸入到 PC 機(jī)。系統(tǒng)對(duì)被測(cè)量物體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要對(duì)傳感器的輸出電壓進(jìn)行測(cè)量，并顯示出測(cè)量值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。圖 61 為前面板截圖。大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25圖 62 后面板 1大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26圖 63 后面板 2 程序各部分設(shè)計(jì) 存盤(pán)程序的后面板界面下圖為存儲(chǔ)生成 EXCEL 表格的后面板設(shè)計(jì)部分，輸出格式為 ,輸出字符為浮點(diǎn)型 8 位。圖 65LabjackLabjack 采集即時(shí)幫助：Labview 除了擁有強(qiáng)大的圖形化編程優(yōu)勢(shì)以外，還有一個(gè)特點(diǎn)就是這個(gè)即時(shí)幫助系統(tǒng)，當(dāng)使用人不清楚器件用處時(shí)可選擇工具欄中的幫助查看即時(shí)幫助。圖 67 四通道大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29因?yàn)?4 個(gè)通道對(duì)應(yīng) 4 個(gè)波形顯示窗口因此設(shè)計(jì) 4 個(gè)連接。圖 68 四個(gè)連接 壓力監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)圖 69 四個(gè)通道選擇分別對(duì)應(yīng) Labjack 的 AI0 AI1 AI2 AI3 口，做出不同的選擇，所選的借口不同。此設(shè)計(jì)有上限報(bào)警功能，可在如圖 68 設(shè)置壓力上限，此次試驗(yàn)壓力上限設(shè)置為30MP，通過(guò) Labjack 的 AI0 口輸出的信號(hào)采集顯示為 兆帕，超過(guò)上限的 30MP,因此設(shè)定的越線(xiàn)報(bào)警功能開(kāi)啟綠燈閃亮。圖 69 帶有壓力上限的單通道輸入前面板圖 610 和 611 為信號(hào)通過(guò) AI1 AI3 口輸出的顯示：大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30圖 610 帶有壓力上限的雙通道輸入前面板上限設(shè)置為 70MP，輸入的電壓為 5V，沒(méi)有超過(guò)上限，顯示出的壓力為 51MP。圖 611 輸入壓力值不超過(guò)輸入壓力上限當(dāng)按右下角的 SAVE TO DISK 鈕時(shí)，系統(tǒng)存盤(pán)，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)保存到 EXEL 表格中。圖 612 中 A 為時(shí)間，BCDE分別為 4 個(gè)通道。并設(shè)計(jì)了多通道壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了研究，完成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軟件編制調(diào)試和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集分析處理，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等功能。從選擇題目的時(shí)候我對(duì)多通道壓力這一名詞的陌生到現(xiàn)在可以清楚解釋?zhuān)瑥牟恢?Labview 的使用到現(xiàn)在嫻熟運(yùn)用其編程，從不明白采集卡 Labjack 的螺絲作用，到固定導(dǎo)線(xiàn)。學(xué)習(xí)的過(guò)程是痛苦的，是坎坷的，然而結(jié)果卻是快樂(lè)喜悅的。拿到畢設(shè)題目后要盡快把自己的藍(lán)圖勾畫(huà)出來(lái)，不能走一步算一步，必須把整體把握好。頻繁與導(dǎo)師討論。軟件的學(xué)習(xí)。包括畢設(shè)前期讀文獻(xiàn)資料，也不能悶頭讀，要與畢設(shè)緊密聯(lián)系起來(lái)，最好是邊做邊讀，有針對(duì)性的讀。做的畢設(shè)要有意義，不能浮在上面，要讓自己滿(mǎn)意。畢設(shè)越到最后階段，越要有毅力和狀態(tài)，不能前緊后松，覺(jué)得前面做了不少，后面可以放松了。本次畢設(shè)，論文已經(jīng)打印了，竟然發(fā)現(xiàn)有幾頁(yè)沒(méi)有兩端對(duì)齊，又去重新打印。整體上一項(xiàng)一項(xiàng)檢查，確保萬(wàn)無(wú)一失。有好多留戀，親愛(ài)的同學(xué)，室友，親愛(ài)的老師，這段時(shí)間使我們?cè)谝黄饎?chuàng)造出這 5 年的輝煌，也許在這 5 年里我沒(méi)有過(guò)輝煌，但我知道，我感覺(jué)到跟我最親愛(ài)的朋友們?cè)谝黄鹨彩俏倚撵`精神上的輝煌?；厥孜迥昵埃跞胄@之情景仍歷歷在目，到如今只恍如隔日，不免感慨光陰易逝、韶華難追。在此，我向你們致以最為真摯的謝意！ 首先，我要感謝在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的指導(dǎo)老師——丁彥闖老師。而且他待人和藹，學(xué)識(shí)淵博，認(rèn)真處事、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度讓我留下了深刻的印象?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有你們就沒(méi)有我的這篇論文，也沒(méi)有我在大學(xué)最后一年的開(kāi)心時(shí)光與美好經(jīng)歷。正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。大連交通大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33參考文獻(xiàn)[1] 中國(guó)科技文摘[J].北京：中國(guó)科技大學(xué)出版社，.[2] [M].北京:電子工業(yè)出版社，2022. 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