電子測量儀器實驗報告

-.z實驗一動態(tài)溫度界面的設(shè)計實驗目的1.掌握LabVIEW的根本使用方法2.了解LabVIEW軟件進展電路設(shè)計與仿真的步驟3.熟練掌握動態(tài)溫度界面的設(shè)計4.了解溫度計的使用方法實驗原理數(shù)字溫度計系統(tǒng)設(shè)計的容主要分為三局部：一是對系統(tǒng)硬件局部的設(shè)計，包括溫度采集電路和顯示電路；二是對系統(tǒng)軟件局部的設(shè)計；三是與設(shè)置上下報警溫度比擬，當溫度超過設(shè)置圍時，實現(xiàn)報警。通過ＤＳ１８Ｂ２０直接讀取被測溫度值，送入單片機進展數(shù)據(jù)處理，之后在ＰＣ機上進展輸出顯示，最終完成了數(shù)字溫度計的總體設(shè)計。數(shù)字溫度計系統(tǒng)硬件局部由溫度傳感器、信號的處理、信號的采集及基于ＬａｂＶＩＥＷ環(huán)境的溫度顯示。設(shè)計步驟1.在電腦上翻開LabVIEW軟件，單擊“File〞菜單，在下拉菜單中選擇“NewVI〞選項，這樣就新建一個空白的工作空間。2.單機“File〞菜單，在下拉菜單中選擇“Saveas〞選項，命名為“實驗一〞將新建的文件保存到自己熟悉的地方。3.前面板的設(shè)計前面板包含兩個溫度計、溫度顯示框、報警指示燈、停頓運行按鈕。其中報警指示燈的作用是，當溫度上升超過設(shè)定溫度值上限〔本設(shè)計為6０℃〕時，報警指示燈亮〔變紅〕，見下列圖〔一〕。圖〔一〕前面板設(shè)計4.后面板設(shè)計后面板由一個環(huán)路系統(tǒng)組成，其中包含RandomNumber、Greater、Multiply、溫度計框圖、溫度計報警上限框圖、報警燈框圖、停頓按鈕。通過RandomNumber與100相乘產(chǎn)生一個隨機溫度，通過溫度計檢測，然后與報警設(shè)定值比擬，比擬器輸出信號接指示燈。具體設(shè)計框圖如下列圖〔二〕：圖〔二〕后面板設(shè)計圖〔三〕程序運行實驗運行結(jié)果單擊“Operate〞選項，在下拉菜單中選擇“Run〞，進入運行狀態(tài)。當溫度超過設(shè)定值〔60℃〕時，指示燈亮，見上圖〔三〕。運行過程中可以通過“STOP〞按鈕，使程序停頓。實驗二仿真信號采集設(shè)計一、實驗目的1.掌握LabVIEW的根本使用方法2.了解LabVIEW軟件進展電路設(shè)計與仿真的步驟3.熟練掌握仿真信號采集設(shè)計4.了解LabVIEW中虛擬儀器的相關(guān)使用方法以及產(chǎn)生仿真信號的相關(guān)過程二、實驗原理基于LabVIEW設(shè)計的虛擬信號發(fā)生器能夠產(chǎn)生周期信號和非周期信號，通過布爾控件選擇周期信號和非周期信號。其中，周期信號包括正弦波、三角波、方波、鋸齒波等，其幅值、頻率等參數(shù)可以利用布爾控件調(diào)節(jié)，同時可以設(shè)置選擇是否添加噪聲的模塊，可以選擇添加均勻自噪聲等。非周期信號包括斜坡信號、沖激信號、公式信號，各種信號都提供了幅值、延遲等參數(shù)設(shè)置的控件，其中公式信號提供了輸入一組函數(shù)，能夠根據(jù)輸入函數(shù)產(chǎn)生任意信號。另外，設(shè)置了波形存儲模塊，通過一個布爾控件選擇是否存儲，波形存儲的路徑可以選擇?？傊撎摂M信號發(fā)生器能夠提供各種常見的周期信號和特殊非周期信號，供信號分析與處理模塊使用，同時，各種信號添加噪聲后，可以用作實際信號的仿真信號使用。三、設(shè)計步驟1.在電腦上翻開LabVIEW軟件，單擊“File〞菜單，在下拉菜單中選擇“NewVI〞選項，這樣就新建一個空白的工作空間。2.單機“File〞菜單，在下拉菜單中選擇“Saveas〞選項，命名為“實驗二〞，將新建的文件保存到自己熟悉的地方。3.前面板的設(shè)計前面板包含一個產(chǎn)生仿真信號的虛擬儀器、一個參數(shù)旋鈕開關(guān)Knob、停頓運行按鈕。其中參數(shù)旋鈕開關(guān)的作用是調(diào)節(jié)虛擬儀器產(chǎn)生的仿真信號的峰值。見下列圖〔一〕。圖〔一〕前面板設(shè)計4.后面板設(shè)計后面板由一個環(huán)路系統(tǒng)組成，其中包含旋鈕開關(guān)Knob構(gòu)造框圖、仿真信號Triangle框圖、顯示波形的波形圖框圖、停頓按鈕。通過旋鈕開關(guān)Knob調(diào)節(jié)產(chǎn)生一個信號輸出到仿真信號Triangle框圖，然后仿真信號Triangle框圖產(chǎn)生一個三角信號到波形圖框圖，通過波形圖框圖顯示三角信號。具體設(shè)計框圖如下列圖〔二〕：圖〔二〕后面板設(shè)計四、實驗運行結(jié)果單擊“Operate〞選項，在下拉菜單中選擇“Run〞，進入運行狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)旋鈕開關(guān)Knob產(chǎn)生不同峰值的波形，見下列圖〔三〕。運行過程中可以通過“STOP〞按鈕，使程序停頓。圖〔三〕程序運行實驗三濾波器設(shè)計一、實驗目的1.學會各種濾波器函數(shù)的調(diào)用與設(shè)計2.對各種濾波器的效果進展比照分析3.熟練掌握濾波器設(shè)計4.了解LabVIEW中濾波器濾波相關(guān)過程5.鍛煉學生的動手能力，能清楚的分析出波形的頻譜二、實驗原理數(shù)字濾波器是數(shù)字信號分析中的重要組成局部，它實現(xiàn)對信號的濾波、提取、增強信號的有用分量、削弱無用的分量。經(jīng)典濾波器的特點是輸入信號中的有用的頻率成分和希望濾除的頻率成分各占有不同的頻帶，通過一個適宜的選頻濾波器到達濾波目的。但如果信號和干擾的頻率相重疊，則經(jīng)典濾波器將無能為力，這時需要采用現(xiàn)代濾波器，如維納濾波器、卡爾曼濾波器、自適應濾波器等。從實現(xiàn)的網(wǎng)絡構(gòu)造或從單位脈沖響應分類，數(shù)字濾波器可以分為無限脈沖相應濾波器(Infiniteimpulserespose，IIR)和有限脈沖相應濾波器(Finiteimpulserespose，F(xiàn)IR)。與IIR相比，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器能夠被設(shè)計成具有線性相位特性的濾波器。因此，它在要求具有線性相位的應用場合具有廣泛的應用。數(shù)字濾波器的設(shè)計方法很多，其中較為常用的是窗函數(shù)設(shè)計法和頻率采樣設(shè)計法。LabVIEW提供了FIR和IIR濾波器VI，使用起來非常方便，只需要輸入相應的指標參數(shù)即可，不需要進展復雜的函數(shù)設(shè)計和大量的運算。濾波器VI位LabVIE流程圖面板的Function>>Analyze>>SignalProcessing>>Filters上?；贚abVIEW的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計不同濾波器VI濾波時均有各自的特點，因此它們用途各異。在利用LabVIEW實現(xiàn)濾波功能時，選擇適宜的濾波器是關(guān)鍵，在選擇濾波器時，可參照不同濾波器的特點，考慮濾波的實際要求來選擇適宜的濾波器三、設(shè)計步驟1.在電腦上翻開LabVIEW軟件，單擊“File〞菜單，在下拉菜單中選擇“NewVI〞選項，這樣就新建一個空白的工作空間。2.單機“File〞菜單，在下拉菜單中選擇“Saveas〞選項，命名為“實驗三〞，將新建的文件保存到自己熟悉的地方。3.前面板的設(shè)計前面板包含四個顯示波形的虛擬儀器〔其中一個顯示輸入信號的波形，一個顯示濾波后的波形，一個顯示輸入信號的頻譜，一個顯示濾波后信號的頻譜〕、三個調(diào)節(jié)參數(shù)開關(guān)〔其中一個調(diào)節(jié)采樣頻率，一個調(diào)節(jié)采樣數(shù)，一個調(diào)節(jié)信號頻率〕、兩個調(diào)節(jié)參數(shù)滑桿〔其中一個調(diào)節(jié)濾波器截止頻率，一個調(diào)節(jié)濾波器階數(shù)〕停頓運行按鈕。前面設(shè)計見下列圖〔一〕。圖〔一〕前面板設(shè)計4.后面板設(shè)計后面板由一個環(huán)路系統(tǒng)組成，其中包含三個局部程序框圖，左邊局部產(chǎn)生信號，中間局部濾波，右邊局部頻譜分析。具體設(shè)計框圖如下列圖〔二〕：圖〔二〕后面板設(shè)計四、實驗運行結(jié)果單擊“Operate〞選項，在下拉菜單中選擇“Run〞，進入運行狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)采樣頻率開關(guān)、采樣數(shù)開關(guān)、信號頻率開關(guān)可以改變輸入信號波形，通過調(diào)節(jié)截止頻率滑桿、階數(shù)滑桿可以改變輸出波