實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)_電子測(cè)量

1、江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 電 子 測(cè) 量 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書(shū)電子工程實(shí)驗(yàn)室 編 寫(xiě)適用專(zhuān)業(yè)： 電子信息工程 電子信息科學(xué)與技術(shù) 江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 2015 年 3 月前 言電子測(cè)量是一門(mén)理論與實(shí)踐并重的課程。它主要介紹電學(xué)中常見(jiàn)物理量（如電壓、電流、電阻、電感、頻譜、頻率特性等）的測(cè)量方法、測(cè)量時(shí)使用的測(cè)量?jī)x器以及基本的測(cè)量誤差理論。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)該在理解原理的基礎(chǔ)上，掌握各物理量的測(cè)量方法，會(huì)使用相關(guān)的測(cè)量?jī)x器。電子測(cè)量課程實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)目的：首先是加深理解在課堂上獲得的理論知識(shí)，將理論知識(shí)形象化；同時(shí)學(xué)習(xí)儀器設(shè)備的實(shí)際操作，加強(qiáng)動(dòng)手能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；另外通

2、過(guò)一些綜合性實(shí)驗(yàn)達(dá)到對(duì)已學(xué)過(guò)的其它課程知識(shí)融會(huì)貫通的效果。電子測(cè)量課程開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)如下： 實(shí)驗(yàn)一 示波器的使用及技術(shù)測(cè)試（綜合）：對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練有以下幾個(gè)方面。首先，學(xué)生在先前的實(shí)驗(yàn)課中已經(jīng)使用過(guò)示波器，在本課程中學(xué)習(xí)了示波器的原理，可以更好的操作儀器。其次，建立校正測(cè)量?jī)x器的概念，學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的校正方法。再次，通過(guò)對(duì)集成電路（移位寄存器）波形的觀測(cè)，學(xué)習(xí)理解該集成塊的原理和使用，并加深理解外同步的原理。實(shí)驗(yàn)二 電壓表波形響應(yīng)和頻率響應(yīng)的研究（綜合）：主要加深學(xué)生對(duì)三種電壓表原理的理解，從而熟悉不同類(lèi)型的電壓表在測(cè)量不同波形的信號(hào)時(shí)的讀數(shù)特點(diǎn)。其次，通過(guò)對(duì)電表通頻帶的測(cè)量，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電表測(cè)量頻率范圍的

3、概念。實(shí)驗(yàn)三 Q表的應(yīng)用（驗(yàn)證）：本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是諧振法測(cè)電感、電容。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解諧振法測(cè)量原理，學(xué)習(xí)Q表的原理和使用方法。實(shí)驗(yàn)四 掃頻儀的使用（綜合）：本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是用掃頻儀測(cè)量陶瓷濾波器的頻率特性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生應(yīng)能加深對(duì)系統(tǒng)頻率特性的理解；掌握掃頻儀的原理，學(xué)會(huì)掃頻儀的使用；另外還應(yīng)了解陶瓷濾波器的性能。實(shí)驗(yàn)五 LABVIEW環(huán)境熟悉（驗(yàn)證）：本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，從學(xué)習(xí)使用LabVIEW入手，使學(xué)生對(duì)虛擬儀器和圖形開(kāi)發(fā)環(huán)境有初步的了解。實(shí)驗(yàn)六 典型虛擬儀器設(shè)計(jì)（綜合）：本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是自己開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的虛擬儀器，可進(jìn)一步加深對(duì)廣泛應(yīng)用于仿真、數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測(cè)量分析和數(shù)據(jù)顯示等嵌入式

4、應(yīng)用系統(tǒng)的圖形開(kāi)發(fā)環(huán)境LabVIEW的認(rèn)識(shí)，即軟件就是儀器。 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)適合電子信息工程專(zhuān)業(yè)以及電子信息科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)使用。其中電子信息工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)全部六個(gè)實(shí)驗(yàn)。目 錄實(shí)驗(yàn)一：示波器的使用及技術(shù)測(cè)試5實(shí)驗(yàn)二：電壓表波形響應(yīng)和頻率響應(yīng)的研究12實(shí)驗(yàn)三：Q表的應(yīng)用16實(shí)驗(yàn)四：掃頻儀的使用22實(shí)驗(yàn)五：LABVIEW環(huán)境熟悉26實(shí)驗(yàn)六：典型虛擬儀器設(shè)計(jì)34實(shí)驗(yàn)一：示波器技術(shù)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修知識(shí)點(diǎn)：示波器技術(shù)性能測(cè)試；外同步方式觀測(cè)信號(hào)；數(shù)字集成電路的使用。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉示波器主要技術(shù)性能和功能。2、掌握示波器主要技術(shù)性能的測(cè)試方法。3、建立校正測(cè)量?jī)x器的概念

5、。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)試示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏度、掃描速度、頻帶寬度和探頭衰減比，體會(huì)示波器中同步和觸發(fā)的作用，學(xué)會(huì)用外同步觀察波形。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段1、偏轉(zhuǎn)靈敏度的定義：在單位信號(hào)電壓作用下，光點(diǎn)在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離。它的倒數(shù)被稱(chēng)為偏轉(zhuǎn)因數(shù)；單位為v/cm、mv/cm或v/div、mv/div。2、掃描速度或時(shí)基因數(shù)掃描速度的定義：在掃描電壓作用下，單位時(shí)間內(nèi)電子射線沿?zé)晒馄了椒较蛞苿?dòng)的距離，單位為cm/t、div/t，它的倒數(shù)是時(shí)基因數(shù)，表示光點(diǎn)在x方向移動(dòng)1cm或1div所需的時(shí)間，單位為t/cm，t/div，時(shí)間t可以是s，ms或s。示波器面板上掃描速度旋鈕上有微調(diào)旋鈕，當(dāng)微調(diào)置于校準(zhǔn)位

6、置時(shí)，掃描速度旋鈕所指示的數(shù)值才是實(shí)際的時(shí)基因數(shù)。3、頻帶寬度頻帶寬度以3dB帶寬定義；即輸入信號(hào)幅度不變，頻率變化時(shí)，熒光屏上顯示的幅度相對(duì)于基準(zhǔn)頻率(中頻段)幅度下降到 時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍。4、示波器面板上有“電平觸發(fā)極性(LEVELSLOPE)”旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)該旋鈕可改變觸發(fā)信號(hào)的電平，旋鈕處于推入狀態(tài)時(shí)為正向觸發(fā)，拉出時(shí)為負(fù)向觸發(fā)。5、實(shí)驗(yàn)中用C185（CC14526）集成電路作分頻器。C185（CC14526）為可預(yù)置數(shù)的4位二進(jìn)制1/N計(jì)數(shù)器，它的邏輯圖、功能表及管腳引出線功能如圖11：圖116、74LS164是8位移位寄存器，它的邏輯圖，功能表，引腳如圖12：輸 入輸 出清零時(shí)鐘A BQ

7、AQB QHL×× ×LL LHL× ×QAOQBO QHOHH HHQAn QGnHL ×LQA n QGnH× LLQAn QGn圖12四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求1、學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2、學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，注意人身和設(shè)備安全，配合和服從實(shí)驗(yàn)室人員管理。3、教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中予以必要的輔導(dǎo)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。4、教師審查學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)條件1、雙蹤示波器YB4340C 1臺(tái)2、高頻信號(hào)發(fā)生器EE1051 1臺(tái)3、超高頻毫伏表DA22A 1臺(tái)4、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器XJ1631 1臺(tái)六

8、、實(shí)驗(yàn)步驟1、了解高頻信號(hào)發(fā)生器的性能與使用方法：用高頻信號(hào)源的01V輸出端輸出高頻信號(hào)，用示波器觀察高頻信號(hào)發(fā)生器的正弦波輸出和調(diào)幅波輸出，觀察改變調(diào)制度時(shí)波形的變化。2、熟悉觸發(fā)器正負(fù)極性及觸發(fā)電平的功能：用高頻信號(hào)源輸出正弦波，用示波器進(jìn)行觀察。當(dāng)示波器上出現(xiàn)清晰的波形后，適當(dāng)將波形右移，使波形的起始端出現(xiàn)在屏幕上。改變觸發(fā)極性，即將觸發(fā)極性鈕拉出或推入，觀察波形的變化。再轉(zhuǎn)動(dòng)觸發(fā)電平旋鈕，觀察波形變化。3、測(cè)試偏轉(zhuǎn)靈敏度：使高頻信號(hào)源輸出正弦波信號(hào)，頻率為100KHz，調(diào)節(jié)輸出幅度，用超高頻毫伏表測(cè)量，使之為0.5V。示波器探頭置于×1檔，偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開(kāi)關(guān)置于0.2V/cm，

9、微調(diào)鈕置于“校準(zhǔn)”(CAL)。將信號(hào)源輸出接入示波器，從熒光屏上讀出信號(hào)幅度的格數(shù)，記錄在表1-1中，計(jì)算出偏轉(zhuǎn)因數(shù)，與選擇開(kāi)關(guān)指示值(0.2V/cm)比較。將信號(hào)幅度改為0.1V，示波器偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開(kāi)關(guān)置于50mv/cm，重復(fù)上面的測(cè)量。4、測(cè)試掃描速度：示波器的掃描速度開(kāi)關(guān)置于0.2ms，掃描微調(diào)置于校正(CAL)，輸入函數(shù)發(fā)生器的1KHz方波。測(cè)出一個(gè)信號(hào)周期T所占的水平格數(shù)，則可算出掃描速度=T/格數(shù)，與掃描速度選擇開(kāi)關(guān)指示值(0.2ms)相比較，計(jì)算出相對(duì)誤差。記錄在表1-2中。將輸入信號(hào)改為2KHz，掃描速度選擇開(kāi)關(guān)置于0.1ms，重復(fù)上面的測(cè)量。5、測(cè)試通頻帶：高頻信號(hào)源產(chǎn)生正弦

10、信號(hào)輸入到示波器中，用超高頻毫伏表測(cè)量輸出幅度。改變正弦波頻率，保持有效值始終為0.5V，記錄下不同頻率時(shí)，示波器熒光屏上的幅度值。注意在頻率上升到高端，熒光屏上信號(hào)幅度下降時(shí)，應(yīng)適當(dāng)多讀一些數(shù)據(jù)。將讀得數(shù)據(jù)記入表1-3中，并在方格紙上畫(huà)出頻率特性曲線。6、用外同步方式和內(nèi)同步方式觀察移位寄存器的輸出波形：CD14526接成十六分頻狀態(tài)，0c端輸出；74LS164是移位寄存器。用函數(shù)發(fā)生器400KHz信號(hào)作為時(shí)鐘輸入（電路框圖如圖1-3），用示波器觀察如下信號(hào)： 以0c（進(jìn)位端）信號(hào)為外同步信號(hào)，觀察C164的QA、QB、QC、QD的波形（分正觸發(fā)和負(fù)觸發(fā)二種情況）。 在內(nèi)同步方式下，觀察以上

11、四個(gè)點(diǎn)和0c點(diǎn)的波形（正負(fù)觸發(fā)），比較分析二種觀察方法。 用雙線顯示來(lái)比較0c點(diǎn)和其他各Q點(diǎn)的波形，觀察不同觸發(fā)信號(hào)時(shí)波形的同步情況。圖1-3 表1-1 偏轉(zhuǎn)因數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)輸入正弦信號(hào)顯示幅度（格數(shù)）測(cè)得偏轉(zhuǎn)因數(shù)=/格數(shù)選擇開(kāi)關(guān)指示偏轉(zhuǎn)因數(shù)相對(duì)誤差有效值0.5V0.1V表1-2 掃描速度數(shù)據(jù)表輸 入 信 號(hào)測(cè)得T所占水平格數(shù)測(cè)得掃描速度=T/格數(shù)選擇開(kāi)關(guān)指示掃描速度相對(duì)誤差頻 率周 期1K2K表1-3 通頻帶測(cè)量數(shù)據(jù)表頻率顯示幅度七、思考題1、如何用示波器測(cè)量直流電源的電壓？2、實(shí)驗(yàn)中所用的計(jì)數(shù)器是CMOS電路，對(duì)于輸入信號(hào)電壓有什么要求？如何用示波器測(cè)量信號(hào)源輸出信號(hào)的大小，從而知道它是否符合

12、CMOS電路的輸入要求？八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格，用通頻帶的測(cè)量數(shù)據(jù)在方格紙上畫(huà)出頻率特性曲線。2、將外同步測(cè)量時(shí)的幾種波形畫(huà)出，對(duì)此作出分析。3、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中的問(wèn)題是如何解決的。九、其它說(shuō)明數(shù)字函數(shù)信號(hào)發(fā)生器XJl63l的使用 1、XJl631函數(shù)發(fā)生器的主要指標(biāo)：（1）函數(shù)發(fā)生器可輸出正弦波，方波，三角波、脈沖和鋸齒波等五種波形，頻率范圍0.1Hz2MHz。信號(hào)最大幅度可達(dá)20。脈沖的占空系數(shù)由10%至90%連續(xù)可調(diào)。五種信號(hào)均可加±10V的直流偏置電壓。（2）函數(shù)發(fā)生器可作頻率計(jì)使用，其頻率范圍從10Hz100MHz2、XJl631函數(shù)發(fā)生器的面板圖及說(shuō)明圖1

13、-4（1）XJl63l作函數(shù)發(fā)生器使用時(shí)，函數(shù)信號(hào)從“函數(shù)輸出”端輸出。首先打開(kāi)電源，此時(shí)應(yīng)將“函數(shù)、計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換”鍵抬起，根據(jù)所需的函數(shù)波形按下“函數(shù)選擇”鍵中的一個(gè)。若需要脈沖，則應(yīng)選擇方波；需要鋸齒波，則選擇三角波。然后利用“占空比及鋸齒波”旋鈕，將波形調(diào)成所要的占空比(或鋸齒波)。頻率的選擇應(yīng)先，在“頻率范圍選擇”鍵中按下相應(yīng)的鍵，然后再利用“頻率粗調(diào)”和“頻率細(xì)調(diào)將頻率調(diào)至所要的頻率。頻率數(shù)可從數(shù)碼管上讀到，但必須“占空比及鋸齒波”旋鈕處于校準(zhǔn)(CAL)位置。輸出信號(hào)的大小用“電源及幅度”旋鈕調(diào)節(jié)，若需要小信號(hào)時(shí)則可按入“衰減器”鍵。利用“直流電平”旋鈕可改變輸出信號(hào)的直流成分。頻率細(xì)調(diào)

14、旋鈕還有一個(gè)功能是將此旋鈕拉出時(shí)，輸出信號(hào)可相移180°。（2）XJl631作頻率計(jì)使用時(shí)，先將“函數(shù)，計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換”鍵按下，要測(cè)頻率的信號(hào)從“計(jì)數(shù)輸入”端輸入。輸入信號(hào)(正弦波)幅度在10Hz10MHz時(shí)應(yīng)大于30mV，在10MHz100MHz時(shí)應(yīng)大于60mV，最大不超過(guò)1V；超過(guò)1V時(shí)應(yīng)按下“衰減器鍵，此時(shí)幅度不超過(guò)5V。可根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率范圍在“頻率范圍選擇”鍵中按下相應(yīng)的鍵，測(cè)量時(shí)，如發(fā)光二極管0VEL亮，說(shuō)明被測(cè)頻率超過(guò)所設(shè)的頻率檔級(jí)，需將頻率檔級(jí)擴(kuò)大，直到OVEL燈熄滅才能正常顯示。當(dāng)信號(hào)超過(guò)10MHz時(shí)，頻率檔級(jí)置100K時(shí)會(huì)亂計(jì)數(shù)，需將按鈕置1MHz檔。實(shí)驗(yàn)二：電壓表波

15、形響應(yīng)和頻率響應(yīng)的研究實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修知識(shí)點(diǎn)：三種電壓表的原理；正弦、方波、三角波交流電壓的表征方法；電壓表的頻率響應(yīng)的概念。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究不同檢波方式的電子電壓表在測(cè)量各種波形交流電壓時(shí)的響應(yīng)。2、研究交流電壓表的頻率響應(yīng)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別用平均值、峰值，有效值檢波的三種電壓表測(cè)量函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦波，方波、三角波電壓，判斷各表的檢波類(lèi)型。測(cè)量其中一只電壓表響應(yīng)于正弦波時(shí)的幅頻特性。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段1、電壓表的波形響應(yīng)電子電壓表有多種型號(hào)，按它們檢波器的不同，可分為均值電壓表，有效值電壓表和峰值電壓表三種類(lèi)型。一般電壓表都是按正弦波有效值進(jìn)行刻度的

16、，因此，當(dāng)被測(cè)電壓為非正弦波時(shí)，隨著波形的不同，會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果，此現(xiàn)象稱(chēng)為電壓表的波形響應(yīng)。2、峰值電壓表峰值電壓主要由峰值檢波器、步進(jìn)分壓器、直流放大器組成。目前，為了解決直流放大器的增益與零點(diǎn)漂移之間的矛盾，普遍采用了斬波式直流放大器。利用斬波器把直流電壓變換成交流電壓，并用交流放大器放大。到最后再把放大的交流電壓恢復(fù)成直流電壓。斬波式直流放大器的增益可以做的很高，而且噪聲和零點(diǎn)漂移都很小。所以用它做成檢波放大式電壓表，靈敏度可以達(dá)到幾十uV。峰值電壓表的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以把檢波二極管及其電路從儀器引出放置在探頭內(nèi)。這對(duì)高頻電壓測(cè)量特別有利，因?yàn)榭梢园烟筋^的探針直接接觸到被測(cè)點(diǎn)。峰值電壓表

17、是按正弦有效值來(lái)刻度的，即：a電壓表讀數(shù)Vp正弦電壓的峰值Kp正弦波的波峰因素3、均值電壓表均值電壓表一般由寬帶放大器和檢波器組成。檢波器對(duì)被測(cè)電平的平均值產(chǎn)生響應(yīng)，一般都采用二極管全波或橋式整流電路作為檢波器。電壓表的頻率范圍主要受寬帶放大器帶寬的限制。均值電壓表的表頭偏轉(zhuǎn)正比于被測(cè)電壓的平均值。平均值為：具有正弦有效值刻度的均值電壓表的讀數(shù)為：a電壓表讀數(shù)V電壓表所刻的正弦電壓有效值被測(cè)電壓平均值4、有效值電壓表交流電壓的有效值是指在一個(gè)周期內(nèi)，通過(guò)某純電阻負(fù)載所產(chǎn)生的熱量與一個(gè)直流電壓在同一個(gè)負(fù)載上產(chǎn)生的熱量相等時(shí)，該直流電壓的數(shù)值就是交流電壓的有效值。在現(xiàn)代有效值電壓表中，常采用熱電變

18、換和模擬計(jì)算電路兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)有效值的測(cè)量。熱電變換是通過(guò)一個(gè)熱電偶實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)加入電壓后，熱電偶兩端由于存在溫差而產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，于是熱電偶中將產(chǎn)生一個(gè)電流使得電流表偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生讀數(shù)。模擬計(jì)算電路是使用模擬電路直接實(shí)現(xiàn)有效值電壓表的計(jì)算公式來(lái)得到電路的有效電壓。四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求1、學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2、學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，注意人身和設(shè)備安全，配合和服從實(shí)驗(yàn)室人員管理。3、教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中予以必要的輔導(dǎo)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。4、教師審查學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)條件1、電壓表DA22A 1臺(tái)2、電壓表DA30A 1臺(tái)3、電壓表SH2171 1臺(tái)4、函數(shù)發(fā)生

19、器XJ1631 1臺(tái)5、示波器YB4340C 1臺(tái) 六、實(shí)驗(yàn)步驟1、調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使輸出100KHz，VP-P =5.66V ( 值用示波器測(cè)試)，分別用三只電壓表對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，將讀數(shù)記錄進(jìn)數(shù)據(jù)表。2、將函數(shù)發(fā)生器改為三角波輸出，頻率、幅度與上述相同，重復(fù)上述的測(cè)量。3、將函數(shù)發(fā)生器改為方波輸出、頻率、幅度與上述相同，重復(fù)上述的測(cè)量。4、根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)判斷各電壓表的檢波類(lèi)型。5、測(cè)量電壓表DA22A的幅頻特性(只測(cè)量低頻段)。調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使輸出200KHz有效值為2V的正弦波，用DA22A測(cè)量其輸出值。然后逐步降低正弦信號(hào)的頻率，幅度不變（可用示波器監(jiān)測(cè)），觀察電壓表指示對(duì)頻率變化

20、的響應(yīng)，并逐點(diǎn)記下電壓表讀數(shù)。表2-1 電壓表波形響應(yīng)數(shù)據(jù)表信號(hào)源輸出電壓表讀數(shù)波形峰峰值XS2172DA30DA22A正弦5.66V三角5.66V方波5.66V電壓表型判斷表2-2 DA22A頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)表頻率（KHz）電壓讀數(shù)(V)頻率（KHz）電壓讀數(shù)(V)七、思考題1、為什么當(dāng)測(cè)量信號(hào)頻率發(fā)生變化時(shí)，電壓表的測(cè)量值會(huì)發(fā)生變化？2、三種電壓表各有什么樣的優(yōu)缺點(diǎn)。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)將電壓表判別方法和判別結(jié)果寫(xiě)明。對(duì)于DA22A表，應(yīng)用方格紙將其頻率響應(yīng)曲線畫(huà)出，找出頻帶下限。2、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中問(wèn)題的分析。實(shí)驗(yàn)三：Q表的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)

21、驗(yàn)?zāi)康?、加深對(duì)諧振法測(cè)量阻抗原理的了解。2、學(xué)習(xí)Q表的原理和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使用Q表測(cè)量二只電感器的Q、L、值以及一只460PF電容器的容量和一只460PF電容器的容量，理解諧振法的原理。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段1、 諧振法原理如圖31中回路調(diào)諧在諧振狀態(tài)，則：圖31 式中 R是整個(gè)回路的電阻，其中包括了電感的損耗和電容的損耗。所以Q值是諧振回路的 Q值。當(dāng) RC小到可以忽略時(shí)，上面的Q 值就等于電感的 Q值，即反之， RL可忽略時(shí)QC=Q。2、Q表組成與原理Q表原理簡(jiǎn)圖如圖32：圖32如圖中，左邊的振蕩器即是高頻信號(hào)發(fā)生器，它的輸出經(jīng)分壓電阻耦合到測(cè)量回路。耦合電阻Ri 很?。s0.

22、04），在Q 值測(cè)量中可以忽略?？勺冸娙萜鰿 的損耗極小，所以RC 亦可以忽略不計(jì)。Q表面板上安排如圖33：圖33連接被測(cè)電感、電容的接線柱在 Q表的頂部。Q表面板上頻率調(diào)節(jié)旋鈕即振蕩器的可變電容，主調(diào)電容度盤(pán)即測(cè)量回路的可變電容C，Q值指示表指示的是 UC的值，Q值定位表指示的是高頻信號(hào)的輸出電壓，相對(duì)地也指示了Ri 上信號(hào)電壓 Em的大小。當(dāng)調(diào)節(jié)振蕩器輸出幅度，使定位表指針在表上規(guī)定的定位線上時(shí)， Ri上得到10mv電壓，根據(jù)這個(gè)固定的 Em值，Q值指示表( UC表)上根據(jù)UC 的大??；有相應(yīng)的Q值刻度。電感值 Lx的測(cè)量原理是根據(jù)諧振時(shí)的公式 ，在已知諧振頻率和電容的情況下，可計(jì)算出電感

23、值Lx 。為了便于使用，Q表面板上有規(guī)定的頻率，在此頻率下諧振時(shí)，電容度盤(pán)上可立即讀出一對(duì)電容值、電感值。電容值Cx的測(cè)量方法是這樣的：將一個(gè)電感器接在接線柱上，將主調(diào)電容調(diào)至較大值C1 (例450p)；調(diào)節(jié)振蕩器頻率，使發(fā)生諧振：。保持頻率不變，將被測(cè)電容Cx與主調(diào)電容并聯(lián)，減小主調(diào)電容值，直至又發(fā)生諧振，此時(shí)的主調(diào)電容值C2，則，可得。四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求1、學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2、學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，注意人身和設(shè)備安全，配合和服從實(shí)驗(yàn)室人員管理。3、教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中予以必要的輔導(dǎo)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。4、采用集中授課形式。五、實(shí)驗(yàn)條件1、高頻Q表

24、QBG-3 1臺(tái)2、電感器 2只3、電容器 2只六、實(shí)驗(yàn)步驟1、使用準(zhǔn)備 aQ表通電前，校正定位表和Q值指示值的機(jī)械零點(diǎn)；再將“定位粗調(diào)”旋鈕向減方向旋到底，“定位零位校直”和“Q值零位校直”置于中心位置，微調(diào)電容器調(diào)到零。b接通電源，預(yù)熱20分鐘。2、測(cè)量電感的Q值 a將被測(cè)電感接在Q表“Lx”接線柱上； b調(diào)整振蕩器波段開(kāi)關(guān)和頻率度盤(pán)到測(cè)量頻率點(diǎn)； c將“Q值范圍”開(kāi)關(guān)放在適當(dāng)?shù)臋n級(jí)上； d調(diào)節(jié)“定位校直”使定位表指標(biāo)零點(diǎn)； e調(diào)節(jié)“定位粗調(diào)”“定位細(xì)調(diào)”使定位表指標(biāo)在“Q×l”點(diǎn)上 f調(diào)節(jié)主調(diào)電容器到遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)(使Q值電表指示最小)； g調(diào)節(jié)“Q值零位校直”使Q值電表指示零點(diǎn)；

25、 h再調(diào)節(jié)主調(diào)電容度盤(pán)到諧振，調(diào)節(jié)微調(diào)電容度盤(pán)到諧振點(diǎn)，即Q指示表讀數(shù)達(dá)到最大，此讀數(shù)即為電感的Q值。注意讀Q值時(shí)，定位表必須指示在“Q×l”點(diǎn)上，否則讀數(shù)不準(zhǔn)。以上測(cè)量沒(méi)有考慮電感的分布電容C0，測(cè)得Q值與實(shí)際值有誤差；在測(cè)得Lx后可進(jìn)行修正：式中Qm是測(cè)得值，Q值是實(shí)際值，C1是諧振時(shí)主調(diào)電容器的讀數(shù)與微調(diào)電容器讀數(shù)之和，C0是電感分布電容。3、測(cè)量電感器的電感 a將被測(cè)電感接在“Lx”接線柱上。 b根據(jù)被測(cè)電感的大約值在面板上的對(duì)照表中選擇一標(biāo)準(zhǔn)頻率，將振蕩器調(diào)節(jié)到這一標(biāo)準(zhǔn)頻率上。 c同上面2中cg條。 d微調(diào)電容刻度放在“0”上，調(diào)節(jié)主調(diào)電容刻度到諧振，這時(shí)刻度盤(pán)所指的電容值

26、為C1，將度盤(pán)對(duì)邊的電感值乘以對(duì)照表上所指的倍乘就是電感器的L。 e如果要得到比較準(zhǔn)確的電感值，必須先測(cè)得電感的分布電容C。，然后在上述測(cè)得C1后，將主調(diào)電容器調(diào)在“+”上，這時(shí)度盤(pán)的電感讀數(shù)乘以倍率即所求的較準(zhǔn)確的電感值。 f在被測(cè)電感小于10H時(shí)，用以上方法測(cè)得的電感值還應(yīng)減去儀器測(cè)試電路本身的剩余電感“L0”，這臺(tái)儀器中，即，是度盤(pán)Lx讀數(shù)是修正后的電感值。4、測(cè)量電感器的分布電容C0 (倍頻法)將被測(cè)電感接在“Lx”接線柱上，將電容盤(pán)調(diào)到適當(dāng)電容值C1s上(通常為 200PF)，調(diào)節(jié)振蕩器頻率找出諧振點(diǎn)f1，然后將頻率調(diào)至，再調(diào)電容度盤(pán)至諧振點(diǎn)，讀出此時(shí)電容值C2s，則可計(jì)算出分布電容

27、：5、測(cè)量小于460PF電容 a取一個(gè)電感量大于1mH的電感，接在“Lx”接線柱上； b將微調(diào)電容器調(diào)節(jié)到零，主調(diào)電容器調(diào)到較大電容量C1上； c調(diào)節(jié)“定位零位校直”，“Q值零位校直”至零點(diǎn)，調(diào)節(jié)定位粗調(diào)，細(xì)調(diào)使定位電表指在“Q×l”附近； d調(diào)節(jié)振蕩器頻率使測(cè)量回路諧振。e將被測(cè)電容接在“Cx”接線柱上，調(diào)節(jié)主調(diào)電容器使回路重新諧振；這時(shí)主調(diào)電容器讀數(shù)為C2，則被測(cè)電容值為：。6、測(cè)量大于460PF的電容表3-1 電感器的測(cè)量數(shù)據(jù)表被測(cè)電感號(hào)值讀數(shù)電容讀數(shù)電感讀數(shù)剩余電感被測(cè)電感被測(cè)值測(cè)量頻率10.07H20.07H表3-2 電容測(cè)量數(shù)據(jù)表被測(cè)電容序號(hào)1(460P)2(460P)a

28、取一只適當(dāng)電容量的標(biāo)準(zhǔn)電容器接在“Cx”接線柱上，其電容值為C3；b同上面5中ad各條；c取下標(biāo)準(zhǔn)電容，將被測(cè)電容接在“Cx”接線柱上，調(diào)節(jié)主調(diào)電容器使回路諧振，讀出此時(shí)主調(diào)電容器讀數(shù)C2，則可計(jì)算出被測(cè)電容值：。七、思考題1、測(cè)量電容時(shí)為什么要分為大于460P和小于460P？八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、報(bào)告中包含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟等。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算處兩個(gè)電容的值。3、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中問(wèn)題的分析。實(shí)驗(yàn)四：掃頻儀的使用實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修知識(shí)點(diǎn)：掃頻儀原理與使用；陶瓷濾波器的介紹；系統(tǒng)頻率特性的概念。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解掃頻儀的原理和使用，加深對(duì)系統(tǒng)頻率

29、特性曲線的感性認(rèn)識(shí)。2、了解陶瓷濾波器的頻率特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)習(xí)掃頻儀的使用，觀測(cè)掃頻儀的掃頻范圍，用掃頻儀BT3G測(cè)量陶瓷濾波器 L6.5的頻率特性。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段1、掃頻測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)代測(cè)量中，為了測(cè)量系統(tǒng)的全面表征，需要從以往的靜態(tài)測(cè)量轉(zhuǎn)變到動(dòng)態(tài)測(cè)量。掃頻測(cè)量就是一種動(dòng)態(tài)測(cè)量。所謂掃頻，就是利用某種方法，使正弦信號(hào)的頻率隨時(shí)間按一定規(guī)律，在一定范圍內(nèi)反復(fù)掃動(dòng)，這種頻率掃動(dòng)的正弦信號(hào)，稱(chēng)為掃頻信號(hào)。利用掃頻信號(hào)，可以在頻域內(nèi)對(duì)元器件或系統(tǒng)的頻率特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，例如，圖示一個(gè)放大器的動(dòng)態(tài)頻率特性曲線等。2、 陶瓷濾波器陶瓷濾波器簡(jiǎn)稱(chēng)CF，可分為帶阻和帶通兩類(lèi)。CF能起濾波作用是由

30、于陶瓷的壓電效應(yīng)。若將高頻交流電壓加在壓電陶瓷片的兩面時(shí)，在高頻交變電場(chǎng)的作用下，陶瓷片將隨信號(hào)的交變而產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，當(dāng)陶瓷片的固有頻率(由其形狀尺寸定)與外加信號(hào)頻率一致時(shí)，陶瓷片表現(xiàn)出與LC串聯(lián)諧振電路相似的特性。CF有二端式和三端式的，本次實(shí)驗(yàn)中使用的是三端式的，型號(hào)為6.5，即6.5 MHz的帶通濾波器。其電路符號(hào)和外型圖如下：圖51四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求1、學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2、學(xué)生嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，注意人身和設(shè)備安全，配合和服從實(shí)驗(yàn)室人員管理。3、教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中予以必要的輔導(dǎo)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。4、采用集中授課形式。五、實(shí)驗(yàn)條件1、掃頻儀

31、BT-3G 1臺(tái)2、6.5M陶瓷濾波器 1只六、實(shí)驗(yàn)步驟1、掃頻儀開(kāi)機(jī)后將掃頻信號(hào)（RTOUT）直接輸入檢波器，檢波器的輸出信號(hào)送入“垂直輸入”（V-INPUV）端；調(diào)節(jié)輸出衰減到最小，適當(dāng)調(diào)節(jié)“垂直增益”，“頻標(biāo)選擇”、“掃頻寬度”、“中心頻率”等旋鈕，在顯示屏上觀察零拍標(biāo)記，練習(xí)頻標(biāo)的讀出，檢查掃頻儀的掃頻范圍連接如圖5-2。圖522、 測(cè)量陶瓷濾波器的頻率特性。連接方法如圖53：圖536.5陶瓷濾波器的頻率在6.5M左右，利用儀器顯示器上的10M、1M組合頻標(biāo)讀出陶瓷濾波器的3dB帶寬、頻率特性曲線峰值處的頻率，并將頻率特性曲線畫(huà)在方格紙上。七、思考題1、在實(shí)驗(yàn)步驟1中，沒(méi)有被測(cè)電路的情

32、況下，檢波結(jié)果是什么波形？八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 報(bào)告中包含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟等。2、 畫(huà)出陶瓷濾波器的頻率特性曲線，并分析其頻率特性。3、 在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中問(wèn)題的分析。九、其它說(shuō)明BT3G頻率特性測(cè)試儀說(shuō)明一、BT3G主要技術(shù)性能掃頻范圍：2300MHz中心頻率：2300MHz掃頻寬度：最寬不小于100MHz，最窄不大于1MHz頻率標(biāo)記：50MHz、10MHz和1MHz組合，外接三種。二、BT3G面板說(shuō)明面板圖：圖5-4 1POWER電源開(kāi)關(guān) 2INTEN輝度 3FOCUS聚焦 4VPOSITION垂直位移5PICTURE十影象極性 6PICTUREFDEM鑒頻 7VGAI

33、N垂直增益 8VATTEN垂直衰減 9VINPUT垂直輸入 10RFOUT射頻輸出 11PULL插件拉出手柄 12振蕩器工作方式控制 13OUTPUTATTEN粗衰減器14SELECTOR頻標(biāo)選擇 15OUTPUTATTEN細(xì)衰減器16MARKERSIZE頻標(biāo)幅度 17CENTERFREQ中心頻率18SWEEPWIDTH掃頻寬度 19EXTIN外接頻標(biāo)輸入 三、BT3G的使用 1、打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”電位器，使掃描線平滑明亮。 2、置衰減于0dB，鍵抬起，調(diào)節(jié)“Y軸增益”旋鈕，可看到帶頻標(biāo)的橫線。改變“頻標(biāo)選擇”鍵，可看到二種不同的頻標(biāo)。 3、零拍的觀察：按實(shí)驗(yàn)步驟1中連接方式接好

34、，順時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動(dòng)“中心頻率”旋鈕到底，即可在顯示屏上看到一個(gè)脈沖狀波形，這就是零拍，它標(biāo)志了頻率軸的零點(diǎn)位置，由此開(kāi)始，可以讀出頻率軸上各頻標(biāo)的讀數(shù)。 4、掃頻范圍的觀察：將“頻標(biāo)選擇”定在50MHz，“掃頻寬度”為最大，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)“中心頻率”旋鈕，依次讀頻標(biāo)，可找出300MHz頻標(biāo)。實(shí)驗(yàn)五：LabVIEW基本環(huán)境實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉LabVIEW環(huán)境和基本組件；2.學(xué)習(xí)使用G語(yǔ)言編程；3.學(xué)習(xí)使用循環(huán)結(jié)構(gòu)；4.創(chuàng)建一個(gè)VI程序，作為以后的子VI程序使用。二實(shí)驗(yàn)器材計(jì)算機(jī)；LabVIEW 8.2軟件。三實(shí)驗(yàn)原理LabVIEW程序稱(chēng)為“虛擬儀器”或簡(jiǎn)稱(chēng)為VI

35、。它是一種圖形編程語(yǔ)言通常稱(chēng)為G編程語(yǔ)言，其編程過(guò)程就是通過(guò)圖形符號(hào)描述程序的行為。在任意一個(gè)VI程序的框圖窗口里，都可以把其它的VI程序作為子程序調(diào)用，只要被調(diào)用VI程序定義了圖標(biāo)和聯(lián)接器端口即可。用戶使用功能模板的Select a VI來(lái)完成。當(dāng)使用該功能時(shí)，將彈出一個(gè)對(duì)話框，用戶可以輸入文件名。一個(gè)子VI程序，相當(dāng)于普通程序的子程序。節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于子程序調(diào)用。子程序節(jié)點(diǎn)并不是子程序本身，就象一般程序的子程序調(diào)用語(yǔ)句并不是子程序本身一樣。如果在一個(gè)框圖程序中，有幾個(gè)相同的子程序節(jié)點(diǎn)，它就象多次調(diào)用相同的子程序。該子程序的拷貝并不會(huì)在內(nèi)存中存儲(chǔ)多次。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求內(nèi)容1.創(chuàng)建一個(gè)VI程序模擬溫

36、度測(cè)量假設(shè)傳感器輸出電壓與溫度成正比。例如，當(dāng)溫度為70°F時(shí)，傳感器輸出電壓為0.7V。也可以用攝氏溫度來(lái)代替華氏溫度顯示。用軟件代替DAQ數(shù)據(jù)采集卡。使用隨機(jī)數(shù)函數(shù)來(lái)仿真電壓測(cè)量，然后把所測(cè)得的電壓值轉(zhuǎn)換成攝氏或華氏溫度讀數(shù)。前面板編程步驟在“文件（File）”菜單的“新建（New）”選項(xiàng)打開(kāi)一個(gè)新的前面板窗口；把溫度計(jì)指示部件放入前面板窗口：a. 在前面板窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，然后從彈出的“數(shù)值（Numeric）”子模板中選擇“溫度計(jì)（Thermometer）” ；b. 在高亮的文本框中輸入“溫度計(jì)” ，再點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵按鈕；重新設(shè)定溫度計(jì)的標(biāo)尺范圍為0.0到100.0。使用標(biāo)

37、簽工具A，雙擊溫度計(jì)標(biāo)尺的10.0，輸入100.0，在其它地方再點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵；在前面板窗口中放入豎直開(kāi)關(guān)控制：a. 在前面板窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，然后在彈出“控件（Controls）” 的“經(jīng)典（Classic）” 菜單的“經(jīng)典布爾（Boolean）” 子模板中選擇“垂直開(kāi)關(guān)（Vertical Switch）” ，在文本框中輸入“溫度值單位”，在其它地方再點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵；b. 使用標(biāo)簽工具A，在開(kāi)關(guān)的“條件真（true）”位置旁邊輸入自由標(biāo)簽“攝氏”，再在“條件假（false）”位置旁邊輸入自由標(biāo)簽“華氏”；框圖程序編程步驟從“窗口（Windows）”菜單下選擇“顯示程序框圖（Show Bloc

38、k Diagram）”功能打開(kāi)框圖程序窗口；點(diǎn)擊框圖程序窗口的空白處，彈出功能模板，從彈出的菜單中選擇所需的對(duì)象；本程序所用到的對(duì)象：·隨機(jī)數(shù)（0-1）（Random Number）從“函數(shù)（Functions）” 的“數(shù)值（Numeric）”子模板中選擇，用來(lái)模擬電壓值；·乘法（Multiply）功能（在“數(shù)值”子模板）將讀取的電壓值乘以100.00，以獲得華氏溫度；·減法（Subtract）功能（在“數(shù)值”子模板）從華氏溫度中減去32.0，以轉(zhuǎn)換成攝氏溫度；·除法（Divide）功能（在“數(shù)值”子模板）把相減的結(jié)果除以1.8，以轉(zhuǎn)換成攝氏溫度；

39、83;選擇（Select）功能（在“比較”Comparison子模板）取決于溫標(biāo)選擇開(kāi)關(guān)的值。該功能輸出華氏溫度（當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)為false）或者攝氏溫度（選擇開(kāi)關(guān)為T(mén)rue）數(shù)值；· 數(shù)值常數(shù)用連線工具，點(diǎn)擊希望連接一個(gè)數(shù)值常數(shù)的對(duì)象，并選擇“創(chuàng)建”（Create）>“常量”（Constant）功能。若要修改常數(shù)值，用標(biāo)簽工具雙擊數(shù)值，再寫(xiě)入新的數(shù)值；·字符串常量用連線工具，右擊你希望連接字符串常量的對(duì)象，再選擇“創(chuàng)建”（Create）“常量”（Constant）功能。要輸入字符串，用標(biāo)簽工具雙擊字符串，再輸入新的字符串；點(diǎn)擊圖標(biāo)，把圖標(biāo)移至圖示的位置，再用連線工具連接

40、起來(lái)；隨機(jī)數(shù)（0-1）（Random Number）函數(shù)產(chǎn)生01的數(shù)據(jù)模擬01的電壓值，程序再將讀數(shù)乘以100.0轉(zhuǎn)換成華氏溫度讀數(shù)，或者再把華氏溫度轉(zhuǎn)換成攝氏溫度；選擇前面板窗口，使之變成當(dāng)前窗口，并運(yùn)行VI程序。點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，使程序運(yùn)行于連續(xù)運(yùn)行模式；點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，關(guān)閉連續(xù)運(yùn)行模式；創(chuàng)建圖標(biāo)Temp。此圖標(biāo)可以將現(xiàn)程序作為子程序在其它程序中調(diào)用。創(chuàng)建方法如下：a. 在前面板窗口的右上角的圖標(biāo)框中右擊鼠標(biāo)，從彈出菜單中選擇“編輯圖標(biāo)（Edit Icon）”功能；b. 清除缺省的圖標(biāo)圖案；c. 用畫(huà)圖工具畫(huà)出溫度計(jì)的圖標(biāo)；使用文本工具寫(xiě)入文字，雙擊文本工具把字體換成Small Font

41、；當(dāng)圖標(biāo)創(chuàng)建完成后，點(diǎn)擊OK以關(guān)閉圖標(biāo)編輯。生成的圖標(biāo)在面板窗口的右上角；創(chuàng)建聯(lián)接器端口：a. 右擊右上角的圖標(biāo)面板，從彈出菜單中選擇“顯示連接板（Show Connector）”功能。LabVIEW將會(huì)根據(jù)控制和顯示的數(shù)量選擇一種聯(lián)接器端口模式。程序中只有兩個(gè)端口，一個(gè)是豎直開(kāi)關(guān)，另一個(gè)是溫度指示。若需更改聯(lián)接模式，再右擊該聯(lián)接器，在菜單的“模式（Pattern）”中選擇；b. 把聯(lián)接器端口定義給開(kāi)關(guān)和溫度指示；c. 使用連線工具，在左邊的聯(lián)接器端口框內(nèi)按鼠標(biāo)鍵，則端口將會(huì)變黑。再點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)控制件，一個(gè)閃爍的虛線框?qū)鼑≡撻_(kāi)關(guān)；d. 現(xiàn)在再點(diǎn)擊右邊的聯(lián)接器端口框，使它變黑。再點(diǎn)擊溫度指示部件

42、，一個(gè)閃爍的虛線框?qū)鼑囟戎甘静考?，這即表示著右邊的聯(lián)接器端口對(duì)應(yīng)溫度指示部件的數(shù)據(jù)輸入；e. 如果再點(diǎn)擊空白外，則虛線框?qū)⑾В懊嫠x擇的聯(lián)接器端口將變暗，表示已經(jīng)將對(duì)象部件定義到各個(gè)聯(lián)接器端口；注意：LabVIEW的慣例是前面板上控制的聯(lián)接器端口放在圖標(biāo)的接線面板的左邊，而顯示的聯(lián)接器端口放在圖標(biāo)的接線面板的右邊。也就是說(shuō)，圖標(biāo)的左邊為輸入端口而右邊為輸出端口。確認(rèn)當(dāng)前文件的程序庫(kù)路徑為E:TEST，用文件菜單的保存（Save）功能保存上述文件，并將文件命名為T(mén)hermometer.Vi?，F(xiàn)在，該程序已經(jīng)編制完成了。它可以在其它程序中作為子程序來(lái)調(diào)用。在其它程序的框圖窗口里，該溫度

43、計(jì)程序用前面創(chuàng)建的圖標(biāo)來(lái)表示。聯(lián)接器端口的輸入端用于選擇溫度單位，輸出端用于輸出溫度值。關(guān)閉該程序。內(nèi)容2.使用一個(gè)條件循環(huán)結(jié)構(gòu)和一個(gè)被測(cè)波形圖表實(shí)時(shí)地采集數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)VI程序，進(jìn)行溫度測(cè)量，并把結(jié)果在波形圖表上顯示。該VI程序使用前面創(chuàng)建的溫度計(jì)程序（Thermometer VI）作為子程序。前面板編程步驟打開(kāi)一個(gè)新的前面板窗口，在里面放一個(gè)垂直開(kāi)關(guān)Vertical Switch（在“經(jīng)典布爾”子模板中選擇），給該開(kāi)關(guān)標(biāo)注為“Enable”。可以用該開(kāi)關(guān)來(lái)開(kāi)始/停止數(shù)據(jù)采集；在前面板內(nèi)再放置一個(gè)趨勢(shì)圖（“圖形”Graph子模板中的“波形圖表”Waveform Chart），標(biāo)注為“溫度歷史趨

44、勢(shì)”。該圖表將實(shí)時(shí)地顯示溫度值；趨勢(shì)圖會(huì)將它的圖標(biāo)注解“曲線”（plot）自動(dòng)地標(biāo)注為“曲線0”（plot 0），可以用標(biāo)注工具將其重新標(biāo)注為“Temp” ；因?yàn)橼厔?shì)圖用于顯示室內(nèi)溫度，需要對(duì)它的標(biāo)尺進(jìn)行重新定標(biāo)。將Y軸的“10”改為“90” ，而將“0.0”改為“20” ；此時(shí)暫時(shí)不要?jiǎng)?chuàng)建模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，下面將嘗試從框圖程序窗口創(chuàng)建前面板的部件?？驁D程序編程步驟打開(kāi)顯示程序框圖窗口從結(jié)構(gòu)（Structures）工具模板選擇條件循環(huán)結(jié)構(gòu)“While循環(huán)（While Loop）”放入框圖程序窗口，調(diào)整該條件循環(huán)框的大小，把先前從前面板創(chuàng)建的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)放入循環(huán)框內(nèi)；注意：條件循環(huán)結(jié)構(gòu)是一種無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)

45、，只要條件滿足，它就一直循環(huán)運(yùn)行下去。本程序中只要允許開(kāi)關(guān)（Enable Switch）是ON狀態(tài)，該VI程序就一直運(yùn)行，采集溫度測(cè)量值，并在圖表上顯示。放入其它的框圖程序?qū)ο?。Thermometer VI，這個(gè)VI程序是剛才創(chuàng)建的，從E:TEST中調(diào)出（從“選擇VI”Select a VI子模板選擇）；按照上圖的框圖程序連好線；創(chuàng)建模式開(kāi)關(guān)。把連線工具放在Thermometer VI的輸入端口上，按鼠標(biāo)右鍵并選擇“創(chuàng)建（Create）” “輸入控件（Create Control）” ，這樣就可以自動(dòng)創(chuàng)建模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，并將它與Thermometer VI子程序相連線，再轉(zhuǎn)換到前面板窗口，將模式

46、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置重新調(diào)整；在前面板窗口，使用標(biāo)注工具，雙擊模式開(kāi)關(guān)的“OFF”標(biāo)簽，并把它轉(zhuǎn)換成“華氏”，再把“ON”標(biāo)簽轉(zhuǎn)換成“攝氏”。要轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)狀態(tài)，使用操作工具（Operating Tool）；將模式開(kāi)關(guān)設(shè)置為ON狀態(tài)，運(yùn)行該VI程序；要停止數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)擊Enable開(kāi)關(guān)，使其狀態(tài)變?yōu)镺FF，循環(huán)結(jié)束；修改Enable開(kāi)關(guān)缺省設(shè)置，使運(yùn)行VI程序時(shí)不必每次打開(kāi)該開(kāi)關(guān)。a. 若程序在運(yùn)行狀態(tài)，則關(guān)閉程序運(yùn)行；b. 把開(kāi)關(guān)設(shè)置為ON狀態(tài)；c. 在Enable圖標(biāo)上右擊鼠標(biāo)，從彈出菜單中選擇“數(shù)據(jù)操作（Data Operations）”>“當(dāng)前值設(shè)置為默認(rèn)值（Make Current Va

47、lue Default）”選項(xiàng)，這將使ON狀態(tài)變?yōu)槿笔≈担籨. 再右擊鼠標(biāo)，從彈出菜單中選擇“機(jī)械動(dòng)作（Mechanical Action）”>“單擊時(shí)觸發(fā)（Latch When Pressed）”選項(xiàng)；運(yùn)行該程序，把開(kāi)關(guān)點(diǎn)擊為Stop狀態(tài)以停止數(shù)據(jù)采集。開(kāi)關(guān)將變?yōu)镺FF狀態(tài)，但當(dāng)條件循環(huán)結(jié)構(gòu)再次讀取其數(shù)值時(shí)，它又會(huì)變成ON狀態(tài)。增加定時(shí)器控制：運(yùn)行程序時(shí)，它將會(huì)盡可能快地運(yùn)行。如果希望以一定的時(shí)間間隔，例如一秒鐘一次或者一分鐘一次來(lái)采集數(shù)據(jù)，可以用“等待下一個(gè)整數(shù)倍毫秒（Wait Until Next ms Multiple）”功能（在“定時(shí)”Timing子模板）來(lái)滿足上述條件。該功能

48、模塊可以保證循環(huán)間隔時(shí)間不少于指定的毫秒數(shù)。如上圖所示，使VI程序采樣間隔為500毫秒；使用“定時(shí)”Timing子模板中的“等待下一個(gè)整數(shù)倍毫秒（Wait Until Next ms Multiple）”功能，再加上“時(shí)間常量（Numeric Constant）” ，把它設(shè)置為500；關(guān)閉并保存上述程序，文件名為T(mén)emperature Monitor.vi。內(nèi)容3. 以圖表方式顯示數(shù)據(jù)并使用分析功能子程序利用內(nèi)容1、2創(chuàng)建的VI程序，在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，實(shí)時(shí)地顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)采集過(guò)程結(jié)束后，在圖表上畫(huà)出數(shù)據(jù)波形，并算出最大值、最小值和平均值。使用華氏溫度單位。前面板編程步驟打開(kāi)內(nèi)容2創(chuàng)建的Tempe

49、rature monitor.vi程序；按照上圖修改程序，其中被虛線框住的部分是新增加的。趨勢(shì)圖“溫度歷史趨勢(shì)” 顯示實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。采集過(guò)程結(jié)束后，在溫度波形圖Temp Graph中畫(huà)出數(shù)據(jù)曲線，同時(shí)在平均值Mean、最大值Max和最小值Min數(shù)字顯示欄中顯示出溫度的平均值、最大值和最小值。程序中只使用華氏溫度單位?？驁D程序編程步驟完成下面的框圖程序。被虛線框住的部分表示新增程序。條件循環(huán)框邊線上的方塊叫作通道（tunnel）。在本例中，通道是條件循環(huán)的數(shù)據(jù)通道口。若要建立數(shù)據(jù)索引，點(diǎn)擊通道，并選擇“啟用索引（Enable Indexing）”選項(xiàng)，表示當(dāng)條件循環(huán)執(zhí)行時(shí)，把數(shù)據(jù)順序放入一個(gè)數(shù)

50、組中。循環(huán)結(jié)束后，通道輸出該數(shù)組。否則，通道僅輸出最后一次循環(huán)放入的數(shù)據(jù)值；添加“數(shù)值最大值和最小值”Max&Min（在“函數(shù)” Functions的“數(shù)組” Array子模板中）和“均值” Mean.vi（在“函數(shù)” Functions的“數(shù)學(xué)” Mathematics類(lèi)的“概率與統(tǒng)計(jì)” Probability&Statistics子模板中）；返回前面板，并運(yùn)行VI程序；當(dāng)允許運(yùn)行開(kāi)關(guān)（Enable Switch）設(shè)置為OFF后，將顯示溫度數(shù)據(jù)曲線；將修改后的程序重命名為T(mén)emperature Analysis.vi并存盤(pán)。五預(yù)習(xí)要求1.復(fù)習(xí)創(chuàng)建VI的三個(gè)主要部分：前面板、框

51、圖和連接器對(duì)；2.復(fù)習(xí)將各種元素連接起來(lái)的連線以及與連線有關(guān)的調(diào)試方法；3.復(fù)習(xí)數(shù)據(jù)流編程的概念。六思考題1.什么是子VI？什么是G語(yǔ)言編程的分層特性？2.子VI有哪幾種創(chuàng)建方法？簡(jiǎn)述創(chuàng)建一個(gè)子VI的過(guò)程。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.程序說(shuō)明說(shuō)明程序的功能，并對(duì)所用到的內(nèi)置控件、VI和函數(shù)加以說(shuō)明；2.調(diào)試說(shuō)明上機(jī)調(diào)試步驟、調(diào)試過(guò)程中所遇到的問(wèn)題是如何解決的；對(duì)調(diào)試過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析；3.回答思考題。實(shí)驗(yàn)六：典型虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：必修一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.練習(xí)獨(dú)立使用G語(yǔ)言編程；2.學(xué)習(xí)使用Case結(jié)構(gòu)；3.學(xué)習(xí)使用順序結(jié)構(gòu)并且把數(shù)據(jù)傳送到文件。二實(shí)驗(yàn)器材計(jì)算機(jī)；LabVIEW 8.2軟件。三實(shí)驗(yàn)原理在VI中，結(jié)構(gòu)控制執(zhí)行流。LabVIEW是基于數(shù)據(jù)流的編程方式，結(jié)構(gòu)是程序中數(shù)據(jù)流向的控制節(jié)點(diǎn)。LabVIEW中的結(jié)構(gòu)是把基于文本的編程語(yǔ)言中循環(huán)和選擇等程序結(jié)構(gòu)用圖形化的方式表現(xiàn)出來(lái)。LabVIEW中所有的結(jié)構(gòu)都包含在結(jié)構(gòu)子模板中。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求內(nèi)容1. 學(xué)習(xí)使用Case結(jié)構(gòu)修改Temperature Analysis.VI程序以檢測(cè)溫度是否超出范圍，當(dāng)溫度超出上限（High Limit）時(shí)，前面板上的LED將點(diǎn)亮，并且有一個(gè)蜂鳴器發(fā)聲。前面板設(shè)計(jì)要求打開(kāi)實(shí)驗(yàn)1中內(nèi)容3創(chuàng)建的