虚拟仪器设计基础教程

第1章 检测技术基础

1.1 信号的分类

1.2 检测系统误差分析

1.2.1 误差的基本概念

1.2.2 误差的来源及分类

1.2.3 系统误差与随机误差的关系

1.2.4 误差的传播

1.2.5 测量不确定度评定

1.3 传感器

1.3.1 概述

1.3.2 传感器的分类

1.3.3 传感器的性能参数

1.3.4 智能传感器与网络传感器

1.4 数据采集

1.4.1 采样定理

1.4.2 典型数据采集系统的组成

1.4.3 测量系统的连接方式

1.4.4 触发

1.5 检测系统的组成和性能

习题

第2章 信号处理方法

2.1 信号预处理

2.1.1 放大

2.1.2 模拟滤波

2.2 标度变换

2.3 数字信号处理的理论基础

2.3.1 离散时间系统基础概念

2.3.2 常用的时域分析方法

2.3.3 常用的信号变换方法

2.3.4 数字滤波器

习题

第3章 虚拟仪器基础

3.1 虚拟仪器的概念

3.2 虚拟仪器的硬件系统

3.3 虚拟仪器的软件系统

3.4 LadVIEW简介

3.5 虚拟仪器设计方法

习题

第4章LadVIEW基础

4.1 启动LadVIEW

4.2 LadVIEW程序的基本构成

4.2.1 前面板和框图

4.2.2 前面板和框图工具条

4.2.3 图标和连接器

4.3 LadVIEW的选板

4.3.1 工具选板

4.3.2 控件选板

4.3.3 函数选板

4.3.4 选板操作

4.4 LadVIEW的基本数据类型

4.4.1 数值数据类型

4.4.2 布尔数据类型

4.5 LadVIEW帮助和系统提供的例子

习题

第5章 VI创建、编辑的调试

5.1 创建一个VI

5.2 子VI

5.2.1 创建和编辑图标

5.2.2 定义连接器

5.2.3 创建子VI举例

5.3 VI编辑技术

5.3.1 创建对象

5.3.2 选择对象

5.3.3 移动对象

5.3.4 复制和删除对象

5.3.5 标注对象

5.3.6 改变文体字体、大小、形状、颜色

5.3.7 排列对象

5.3.8 改变对象大小

5.3.9 改变对象颜色

5.3.10 建立和编辑连线

5.3.1l 其他编辑技术

5.4 VI调试技术

习题

第6章 程序结构

6.1 循环结构

6.1.1 While循环

6.1.2 F0r循环

6.1.3 循环结构内外的数据交换与自动索引

6.1.4 移位寄存器和反馈节点

6.2 条件结构

6.3 顺序结构

6.3.1 层叠式顺序结构

6.3.2 平铺式顺序结构

6.4 公式节点

6.5 事件结构

习题

第7章 数组、簇和波形

7.1 数组

7.1.1 数组的创建

7.1.2 数组操作函数

7.2 簇

7.2.1 簇的创建

7.2.2 簇的操作函数

7.3 波形

7.3.1 波形的创建

7.3.2 波形操作函数

习题

第8章 图形显示控件

8.1 波形图

8.1.1 波形图的数据格式

8.1.2 定制波形图的属性

8.2 波形图表

8.3 XY图

8.4 强度图表显示控件

8.5 数字波形图

8.6 三维图形控件

习题

第9章 字符串和文件I／O

9.1 字符串

9.1.1 字符串控件

9.1.2 字符串的显示方式

9.1.3 字符串函数

9.2 文件I／O

9.2.1 文件I／O函数

9.2.2 文本文件

9.2.3 二进制文件

9.2.4 数据记录文件

9.2.5 其他文件类型

习题

第lO章 数据采集

10.1 数据采集卡设置与测试

10.1.1 数据采集卡的功能简介

10.1.2 数据采集卡的软件配置

10.1.3 数据采集卡的相关参数

10.2 多通道的采样方式

10.2.1 循环采样

10.2.2 同步采样

10.2.3 间隔采样

10.2.4 采样方式的选择

10.3 数据采集VI

10.3.1 DAQ助手ExpressVI介绍

10.3.2 DAQmxVI介绍

10.3.3 DAQmx的任务状态模型

10.3.4 DAQmxVI实例

10.4 模拟输入

10.4.1 DAQ单点模人

10.4.2 DAQ波形模入

10.4.3 DAQ连续模入

10.5 模拟输出

10.5.1 DAQ单点模出

10.5.2 DAQ波形模出

10.5.3 DAQ连续模出

10.6 触发采集

10.6.1 数字边沿触发

10.6.2 模拟边沿触发

10.6.3 模拟窗口触发

10.7 数字I／O

10.7.1 基本知识

10.7.2 数字I／O简介

10.8 计数器

10.8.1 事件计数器

10.8.2 脉冲发生

10.8.3 频率测量

10.8.4 周期脉宽测量

习题

第11章 LabV.IEW的信号分析与处理函数

11.1 LabVIEW中的分析工具

11.2 应用举例

11.2.1 信号发生

11.2.2 频域分析

11.2.3 数字滤波

11.2.4 时域分析

11.2.5 曲线拟合

习题

第12章 LabVIEW的高级应用

12.1 局部变量和全局变量

12.1.1 局部变量

12.1.2 全局变量

12.1.3 慎用局部变量和全局变量

12.2 属性节点

12.2.1 控件属性

12.2.2 控件通用属性

12.2.3 其他控件属性

12.2.4 输入控件和显示控件的方法

12.2.5 动态程序控制

12.2.6 获取对象的引用

12.2.7 属性节点和调用节点的用法

12.2.8 动态调用VI

习题

第13章 虚拟仪器设计举例

13.1 轴承缺陷故障诊断

13.1.1 轴承故障测试系统概述

13.1.2 故障滚动轴承振动的数学模型

13.1.3 故障诊断算法

13.1.4 故障诊断算法的LabVIEw实现

13.1.5 实验结果

13.2 功率测量

13.2.1 功率算法

13.2.2 算法仿真

13.2.3 实采测量

13.3 信号发生器

13.3.1 算法实现

13.3.2 基本波形发生

13.3.3 公式波形发生

13.3.4 验证发生波形

13.3.5 结果分析

13.4 基于声卡的声音识别

13.4.1 声卡的工作原理、性能指标

13.4.2 声音识别技术

13.4.3 LabVIEW中有关声卡的函数简介

13.4.4 声音身份识别的软件实现

13.4.5 结果分析

13.5 贪吃蛇游戏

13.5.1 算法设计

13.5.2 程序描述

13.6 大型储罐底板缺陷检测器

13.6.1 概述

13.6.2 储罐底板漏磁检测器结构

13.6.3 虚拟仪器软件设计

13.6.4 实验结果

附录 《虚拟仪器设计基础教程》32学时教学大纲

参考文献

本书以LabVIEW的最新版本8.5中文版为基础，介绍虚拟仪器设计的基本知识。全书共13章，可分为三大部分：第1~3章介绍检测技术的基础知识，包括传感器、数据采集、误差评定、信号处理和虚拟仪器等；第4~12章介绍LabVIEW语言的基本内容和编程方法，包括LabVIEW基础、VI编辑与调试技术、程序结构、数组、簇和波形、图形显示、字符串和文件I/O、采集卡条件下的数据采集、LabVIEW中的信号分析和一些高级应用；第13章介绍一些虚拟仪器设计与应用的实例，包括轴承缺陷故障诊断、功率测量、信号发生器、基于声卡的声音识别、贪吃蛇游戏和大型储罐底板缺陷检测器，这些例子难易程度不同、应用方面各异，较好地反映了虚拟仪器技术广阔的应用空间。本书可作为大专院校虚拟仪器及相关课程的教材或教学参考书，也可供从事相关工作的工程技术人员参考。