基于LebVIEW的李薩如圖形模擬實驗

基于LebVIEW的李薩如圖形模擬實驗萬廣苗（山東建筑大學理學院濟南250101）摘要：應用一種新型的計算機測控系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺LabVIEW,設計簡單的虛擬儀器進行李薩茹圖形模擬實驗。關鍵詞：LabVIEW；虛擬儀器；李薩如圖形現(xiàn)代科技的發(fā)展日新月異，計算機技術則尤為如此。計算機強大的處理能力，使得它成為一種很好的工具，其應用范圍也越來越廣泛。如何利用先進的計算機技術提高效率則成為該領域迫切需要解決的問題。1986年，美國NI公司（NationInstrument）提出了虛擬儀器的概念，提出了"軟件即儀器"的口號，徹底打破了傳統(tǒng)儀器只能由生產(chǎn)廠家定義，用戶無法改變的局面，從而引起儀器和自動化工業(yè)的一場革命。1.虛擬儀器簡介虛擬儀器（virtualinstrumention）是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。粗略地說這種結合有兩種方式，一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計算機功能的日益強大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計算機。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。虛擬儀器廣泛的應用于電子測量、化學工程、電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學分析、故障診斷、以及教學科研等諸多領域。隨著計算機的發(fā)展，各種有關軟件不斷誕生，虛擬儀器將會逐步取代傳統(tǒng)的測試儀器而成為測試儀器的主流。2.LabVIEW簡介LabVIEW是一個程序開發(fā)環(huán)境。LabVIEW的特點在于，它使用圖形化編程語言G在流程圖中創(chuàng)建源程序，而非使用基于文本的語言來產(chǎn)生源程序代碼。LabVIEW還整合了與諸如滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485以及數(shù)據(jù)采集卡等硬件通訊的全部功能。內置了便于TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)。雖然LabVIEW是一個通用編程系統(tǒng)，但是它也包含為數(shù)據(jù)采集和儀器控制特別設計的函數(shù)庫和開發(fā)工具。LabVIEW程序被稱為虛擬儀器（VIs），是因為它們的外觀和操作能模仿實際的儀器。由于LabVIEW所使用的術語、圖標和概念都是技術人員、科學家、工程師所熟悉的，故而即使用戶沒有多少編程經(jīng)驗，同樣也能利用LabVIEW來開發(fā)自己的應用程序。3.模擬李薩如圖形本實驗是用LabVIEW軟件根據(jù)示波器原理模擬“李薩如圖形”。如果在示波器的X和Y偏轉板上分別輸入兩個正弦電壓信號，且它們的頻率比值為簡單整數(shù)，熒光屏上亮點的軌跡就為一穩(wěn)定的閉合圖形，他們是兩個相互垂直的簡諧運動合并的結果，該穩(wěn)定閉合的圖形成為李薩如圖形。李薩如圖的圖形與頻率比和兩信號的相位差都有關系，但李薩如圖與兩信號的頻率比有如下簡單的關系：。其中，和分別是李薩如圖的外切水平線的切點和外切垂直線的切點數(shù)。因此，如果和中有一個已知且觀察它們形成的李薩如圖，得到外切水平線和外切垂直線的切點數(shù)之比，即可測出另一個信號的頻率?！?】4.實驗步驟（1）觀察水平信號、豎直信號和李薩茹圖形的形狀填充色為藍色的滑動桿控制水平信號，填充色為黃色的滑動桿控制豎直信號，可以調節(jié)兩信號的振幅和頻率，其中水平信號的頻率由粗調滑動桿和微調滑動桿聯(lián)合調節(jié)。用戶可以根據(jù)實際需要，改變微調滑動桿后數(shù)值輸入控件中數(shù)值的大小來調整微調的精度。由于軟件的原因，兩信號的頻率不能超過500Hz。斤通過待調節(jié)橋水平皂信號熔的頻殺率使質李薩央如圖時形穩(wěn)戲定下搞來。溫觀察苗此時浩水平黨信號呼和豎寇直信幕號的賢波形墾以及顛李薩攜如圖扣形的糧形狀睡。逼（2乘）記扁錄李庸薩如膀圖形水穩(wěn)定輝狀態(tài)憶下的潤數(shù)據(jù)鵲在李撒薩如飾圖形另穩(wěn)定突的狀伶態(tài)下庭，溪點擊鞏“鏈記錄值數(shù)據(jù)辭”駐按鈕扁，可化記錄火當時艙的釋“禽水平繪信號種理論規(guī)頻率程”借“紙水平鉆信號那測量樣頻率串”“改豎直夾信號樣測量闊頻率汽”“喊豎直外方向民與水保平方假向切難點數(shù)燭比胃”“黎水平珍信號橋誤差薄”鬧。禾（3壁）計畜算水艙平信毅號和宵豎直賞信號原的頻藝率比識約為駝1時輩兩信薦號的僻相位超差怒當水努平信價號與詞豎直輔信號努的頻緩率比貝約為剃1時期，僚李薩滴如害圖形窮為橢詳圓，嫌調節(jié)廚水平截信號證的頻隊率，短使李精薩如埋圖形觸穩(wěn)定挨。此剩時，攝由橢鏡圓在躲Y軸亡方向肅上的送最大癥投影參B和聾在Y肉軸上坦的截假距b批，可層得仁兩信尿號此捷時的碌相位雖差（牲）。估B即污此時嬸掃描添信號奏的振脫幅，悄b踩可由增實驗亂者從柳圖中咽讀取叉，并慕通過賊調節(jié)微旋鈕杯“擾橢圓旁在Y油軸上艱的截歌距b蟻”產(chǎn)得出煙此時殼兩信離號的醋相位子差。隨當兩許信號牙的頻版率比桌不是悉1柏時，感調節(jié)聲旋鈕報“擊橢圓腐在Y功軸上頃的截劉距b范”懂不起縮作用搏，不崗能得戶到兩尺信號愚的相漠位差填。努圖1在押前面庭板莖圖2椅塌程序隸框圖索5.摔誤差揮分析販以豎峰直信價號的粘頻率快為準所，調役節(jié)水餡平信冷號的記頻率祖，使芒兩者搏成簡響單整粉數(shù)比緊時，爽無法喜使水沾平信餡號完澤全達辣到標改準，萬或多辯或少怎存在淘著誤初差。述當兩硬信號浸的頻于率比漏約為家1時派，通候過調滲節(jié)旋吸鈕（逝橢圓慚在Y羅軸上放的截遲距b零）得冠到的棍數(shù)據(jù)雖與實畫際截藝距之技間也囑存在癥著誤六差。友6．搞結束皺語脆本次碼實驗誕有幾巷個地咳方不狗盡人鄙意。傘如求燃得的文實驗孟誤差慧過小爹，與動事實宮不符杜，這萌是由燃虛擬榜儀器患的高園靈敏兵度造紗成的副；信行號的估頻率陷不能綁超過揮50乎0H忠z，振否則梯程序謝將不步能運她行等販。遞La炸bV撒IE稿W是尾一種礙圖形撐化的努編程蚊語言過的開間發(fā)環(huán)逐境，倍它廣逮泛地堤被工彩業(yè)界僵、學董術界鬼和研朗究實盾驗室屆所接稈受，史視為燭一個槽標準步的數(shù)勝據(jù)采授集和沙儀器出控制鉛軟件通。L呆ab爹VI桂EW詠集成闖了與帶滿足肯GP負IB虎、V洪XI遠、R礎S-鞏23山2和廈RS脂-4膝85床協(xié)議籠的硬握件及冶數(shù)據(jù)掠采集狀卡通奶訊的努全部早功能慘。它赤還內寺置了悔便于百應用述TC歇P/笛IP翁、A竊ct凈iv菌eX呈等軟秋件標言準的趣庫函宅數(shù)。雪這是嘩一個魚功能掌強大堂且靈棟活的躬軟件鑒。利策用它漿可以投方便弱地建登立自脈己的登虛擬訓儀器慨，其勝圖形顯化的戶界面誤使得扣編程序及使蹦用過唉程都向生動賄有趣政。燃7.攔參考田文獻也【1毒】譚柏金鳳秋、許快福運斯、張刑慧軍泰主編戒，大烤學物指理實燕驗【負M】松，尺北京書：北擱京郵寒電大死學出職版社遞，2側00繪6，質第8掀6頁費Ru躺L丑is容sa后jo字us員g促ra獄ph茶ic惠s枝Si蠢m(xù)u季la棚ti法on旬Ex驕pe灘ri純me射nt慨ba差se焦o敬n笨Le縱bv粒ie頌w播Wa天n暢Gu鞏an磁gm字ia蘿o玻(s避ch絲oo裹l沈of繞s嬸ci臺en既ce吉,選Sh機an敘do藏ng劇J優(yōu)ia宋nz沫h(huán)u莖U優(yōu)ni貝ve生is憲it容y,陡ji順na洗n,里25攀01地01蠻)填Ab接st托ra左ct味:幼Ap藝pl奴ic沙at亂io肯n釋of枯a生n巧ew仍t息yp服e漢of極c晝om圈pu咐te本r母me拒as懶ur判em而en鞏t淚an姓d付co仍nt撥ro鋪l撕sy尺st厘em靈s溉of爸tw拜ar德e即de盜ve生lo灑pm尖en鮮t蒙pl缸at省fo眨rm福f充or牲L扒ab過VI焦EW房,t獻he竿d欺es拋ig遞n壘of客a俱s遠im醒pl哪e遣vi撿rt