電子測量課程設(shè)計---虛擬數(shù)字電壓表的設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 前言……………………………………………………………………….. 2</p><p>　　第二章 題目要求………………………………………………………………… 2</p><p>　　第三章 設(shè)計思路及流程圖………………………………….………………… 3</p>

2、<p>　　3.1 虛擬數(shù)字電壓表總體設(shè)計方案…………………………………………… 3</p><p>　　3.2 流程圖……………………………………………………………………… 3</p><p>　　第四章 軟件設(shè)計………………………………………………………………… 4</p><p>　　4.1 虛擬數(shù)字電壓表框圖設(shè)計…………………………………………

3、……… 4</p><p>　　4.2 虛擬數(shù)字電壓表框圖程序說明…………………………………………… 5</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試及使用操作說明………….……………………………….. 7</p><p>　　第六章 總結(jié)………………………………………………………………………. 9</p><p>　　參考文獻……………………………

4、………………………………………..…… 10</p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　電子儀器與測試實驗室是高等工科院校必備的教學(xué)實驗條件。電壓表更是不可或缺的測量儀器之一。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表采用A/D轉(zhuǎn)換器件和通用集成邏輯器件來設(shè)計，這樣的設(shè)計不便于系統(tǒng)功能修改和升級，缺乏靈活性，接線較復(fù)雜，故障率高。以單片機為核心的數(shù)字電壓表設(shè)計是目前

5、使用過最廣泛的一種設(shè)計方式，但其工作速度較低，功能修改及調(diào)試需要硬件電路的支持。在本文設(shè)計中，結(jié)合虛擬儀器新技術(shù)來完成為數(shù)字電壓表的設(shè)計，使其不但更有利于系統(tǒng)集成，提高系統(tǒng)的測量精度，適用于實驗室測量，解決投資，維護等問題，還考慮到該儀器主要用于教學(xué)和實驗，使用時，學(xué)生可通過操作，設(shè)置參數(shù)沒，根據(jù)自己的需要來定義儀器的功能；同時現(xiàn)代測量儀器系統(tǒng)正向著智能化，自動化，小型化，模塊化和開放系統(tǒng)的方向發(fā)展，基于虛擬儀器的電子測量儀器可滿足這種

6、要求。</p><p><b>　　第二章 題目要求</b></p><p>　　軟件實驗部分主要學(xué)習(xí)圖形化編程軟件LabVIEW的原理及編程方法，按照實驗內(nèi)容和要求進行操作，循序漸進地掌握VI程序及子程序的創(chuàng)建和調(diào)用，編輯和調(diào)試，各種結(jié)構(gòu)、圖表、圖形和數(shù)組的使用，以及字符串和文件I/O的操作，熟悉LabVIEW的各種函數(shù)以及菜單，選項的作用和功能。硬件實驗部分，主要

7、了解PCI-6024E多功能數(shù)據(jù)采集卡的使用方法和采集通道設(shè)置，并創(chuàng)建VI程序控制數(shù)據(jù)采集卡的I/O操作，利用信號發(fā)生器產(chǎn)生信號，實時檢測，顯示測量數(shù)據(jù)及波形，并寫出課程設(shè)計報告。</p><p>　　第三章 設(shè)計思路及流程圖</p><p>　　3.1虛擬數(shù)字電壓表總體設(shè)計方案</p><p>　　根據(jù)虛擬數(shù)字電壓表的設(shè)計要求，可以知道其組成部分包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)

8、處理顯示兩部分。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集部分采用NI公司PCI-6024E卡獲取電壓信號或者產(chǎn)生模擬信號，數(shù)據(jù)處理部分軟件基于虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW8.5進行開發(fā)，主要控制數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集，并對采集得到的數(shù)據(jù)進行分析處理并顯示。</p><p><b>　　3.2 流程圖</b></p><p><b>　　圖1 流

9、程圖</b></p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1 虛擬數(shù)字電壓表框圖程序設(shè)計</p><p>　　虛擬數(shù)字電壓表工作狀態(tài)由電源開關(guān)決定，框圖程序設(shè)計如圖2所示。</p><p>　　圖2 虛擬數(shù)字電壓表框圖程序</p><p>　　4. 2

10、虛擬數(shù)字電壓表框圖程序說明</p><p>　　虛擬數(shù)字電壓表框圖程序采用模塊化設(shè)計，主要分為數(shù)據(jù)采集模塊（或軟件生成模擬信號模塊）和數(shù)據(jù)處理模塊，其中數(shù)據(jù)處理顯示模塊里細分為交直流數(shù)據(jù)處理顯示兩個子模塊。下面對虛擬數(shù)字電壓表框圖程序進行說明。</p><p>　　數(shù)據(jù)采集模塊（或軟件生成模擬信號模塊）</p><p>　　通過PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生模擬信

11、號并通過通道0采集，DAQ assitant輸出的數(shù)據(jù)信號通過Butterworth濾波器進行濾波處理。數(shù)據(jù)采集模塊如圖3所示。</p><p><b>　　圖3 數(shù)據(jù)采集模塊</b></p><p><b>　　數(shù)據(jù)處理顯示模塊</b></p><p>　　交流電壓處理顯示模塊應(yīng)用了波形測量選板里的幅值和電平測量函數(shù)，選

12、取此函數(shù)，雙擊后在配置幅值和電平窗口選擇均方根（有效值）、最大峰、最小峰和周期平均（平均值），點擊確定即可。</p><p>　　交流電壓處理顯示模塊如圖4所示</p><p>　　圖4 交流電壓處理顯示模塊</p><p>　　直流電壓處理顯示模塊應(yīng)用了幅值和電平測量函數(shù)，在配置幅值和電平測量窗口選取直流，點擊確定即可，直流電壓處理顯示模塊如圖5所示。</p

13、><p>　　圖5 直流電壓處理顯示模塊</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試及使用操作說明</p><p>　　虛擬數(shù)字電壓表前面板如圖6所示。</p><p>　　圖6虛擬數(shù)字電壓表前面板</p><p>　　運行程序，按下開關(guān)按鈕，將交直流開關(guān)打到交流檔，測量交流電壓，并在交流顯示欄顯示電壓有效值、平均值、最大峰值

14、和最小峰值，如圖7所示。</p><p><b>　　圖7交流電壓測量</b></p><p>　　由波形圖可知，最大峰值就是0.12</p><p>　　運行程序，按下開關(guān)按鈕，將交直流選擇開關(guān)打到直流檔，測量直流電壓并在直流顯示欄顯示直流電壓，運行結(jié)果如圖8所示。</p><p><b>　　圖8 直流電壓

15、測量</b></p><p>　　由波形圖可知直流電壓就是3.6</p><p><b>　　第六章 總結(jié)</b></p><p>　　本學(xué)期我們專業(yè)開設(shè)了《電子測量》課，這門課主要學(xué)習(xí)圖形化編程軟件LabVIEW的原理及編程方法，理論知識比較強。學(xué)習(xí)任何知識，僅從理論上去求知，而沒有實踐，探索是不行的，所以在學(xué)期末給我們安排一次虛

16、擬儀器的課程設(shè)計是很及時的也很有必要的，這樣不僅能加深我們平時所學(xué)的知識，而且還及時真正的做到學(xué)以致用。</p><p>　　本次課程設(shè)計中，我們的設(shè)計內(nèi)容是虛擬數(shù)字電壓表的設(shè)計。這個設(shè)計項目注重軟硬件結(jié)合，虛擬電子秤的硬件部分應(yīng)用PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡和DVCC-TES3壓力實驗平臺，虛擬數(shù)字電壓表硬件部分應(yīng)用PCI-6024E數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生模擬信號并通過采集通道采集數(shù)據(jù)信號，軟件部分主要學(xué)習(xí)圖形化編程軟

17、件LabVIEW的原理及編程方法，并應(yīng)用LabVIEW的各種函數(shù)以及菜單，選項的作用和功能，創(chuàng)建VI程序，完成課程設(shè)計要求。</p><p>　　課程設(shè)計中，我們遇到了很多問題，通過老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，這些問題都得到了解決。</p><p>　　這次課程設(shè)計歷時一個星期，通過這一個星期的學(xué)習(xí)和動手實踐，發(fā)現(xiàn)了自己在這門課方面的知識還有很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系

18、實際的能力還急需提高。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]胡仁喜，等.LabVIEW8.2.1虛擬儀器實例指導(dǎo)教程.北京：機械工業(yè)出版社，2007.11</p><p>　　[2]侯國屏.LabVIEW 7.1編程與虛擬儀器設(shè)計.北京： 清華大學(xué)出版社,2005</p><p>