虚拟仪器技术复习

虚拟仪器技术复习

1、 虚拟仪器的概念、典型结构，虚拟仪器系统组成级特点

概念：虚拟仪器是指，在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，

具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。 典型结构 ·基于数据采集卡的虚拟仪器

·基于GPIB总线方式的虚拟仪器 ·基于VXI总线方式的虚拟仪器 ·基于PXI总线方式的虚拟仪器 ·基于LXI总线方式的虚拟仪器

组成：虚拟仪器的组成包括硬件和软件两个基本要素P2 硬件包括计算机和输入输出设备；

软件包括输入输出接口软件，仪器驱动程序，应用软件； 特点：①丰富和增强了传统仪器的功能 ②突出“软件即仪器”的概念 ③仪器由用户自己定义 ④开放的工业标准

⑤便于构成复杂的测试系统，经济性好

2、 传感器的定义及组成

定义：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置。 组成：传感器由敏感元件、转换元件、测量电路（信号调节转换电路）三部分组成

3、 应变效应，应变式传感器的测量电路及应用

当导体或半导体在外界力的作用下发生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为应变效应。 测量电路：直流电桥 交流电桥

应用：①将应变片粘贴于被测构件上，直接用来测定构件的应变和应力。

②将应变片贴于弹性元件上，与弹性元件一起构成应变式传感器。这种传感器常用来测量力、位移、加速度等物理参数。

4、 电容式传感器的工作原理、类型及应用

电容式传感器是把被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。

由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为： ?A?0?rAc?? dd类型：变极距型传感器，变面积式电容传感器，变介质型传感器

应用：电子技术的发展，解决了电容式传感器存在的许多技术问题，使电容式传感器

不但广泛应用于精确测量位移、厚度、角度、振动等物理量，还应用于测量力、压力、差压、流量、成分、液位等参数，在自动检测与控制系统中也常常用来

作为位置信号发生器。

5、 压电效应，压电式传感器的应用

某些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生改变时，其表面上会产生电荷，若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现象就称为压电效应(正)。

在压电材料的两个电极面上，如果加以交流电压，那么压电片能产生机械振动，即压电片在电极方向上有伸缩的现象，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也叫逆压电效应。

应用：压电晶体振荡器；

压电加速度计传感器； 压电式玻璃破碎报警器； 压电式周界报警系统；

压电换能器，发射（扬声器）、接收（麦克风）、收听器、超声波换能器；

6、 光电效应及分类、光敏电阻的工作原理及应用、光敏二极管和光敏晶体管的应用、光电耦合器件的特点及应用

光电效应：通常是指物体敏感到由紫外线到红外线的光能量，并将光能转化成电信号

的现象。

分类：内光电效应: 在光线作用下, 物体的电导性能改变的现象称为内光电效应,

如光敏电阻等就属于这类光电器件；

外光电效应: 在光线作用下, 能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,

如光电管、光电倍增管就属于这类光电器件；

光生伏特效应: 在光线作用下, 能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生

伏特效应, 即阻挡层光电效应, 如光电池、 光敏晶体管等就属于这类光电器件。

光敏电阻的工作原理:无光照时,光敏电阻值很大,电路中电流很小。当光敏电阻受到一定

波长范围的光照时,它的阻值急剧减少,电路中电流迅速增大。

应用：带材跑偏检测器用来检测带型材料在加工中偏离正确位置的大小及方向,从而为

纠偏控制电路提供纠偏信号,主要用于印染、送纸、胶片、磁带生产过程中。 光敏晶体管应用：光电式数字转速表

光电耦合器实际上是一个电量隔离转换器， 它具有抗干扰性能和单向信号传输功能，广泛应用在电路隔离、电平转换、噪声抑制、无触点开关及固态继电器等场合（燃气热水器脉冲点火控制器）

7、 超声波传感器工作方式，激光的形成与特点，激光器的种类，智能式传感器的概念 超声波传感器使用时的两种形式：直射式、反射式

激光是媒质的粒子(原子或分子)受激辐射产生的，但它必须具备下述的条件才能得到。

① 粒子数反转 ② 激光器的光振荡放大 ③激光输出 激光的特点：高方向性

高亮度

单色性好

高相干性

激光器的种类很多。按其工作物质可以分为气体、液体、固体、半导体激光器。

所谓智能传感器，就是带微处理器、兼有信息检测和信息处理功能的传感器。

智能传感器的最大特点就是，将传感器检测信息的功能与微处理器的信息处理功能有机地融合在一起。从一定意义上讲，它具有类似于人工智能的作用。

8、 信号调理的作用，常用放大器类型

信号调理:在一般测量系统中信号调理的任务比较复杂，除了实现物理信号向电信号的

转换、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些操作统称为信号调理（Signal Conditioning），相应的执行电路统称为信号调理电路。

信号调理的目的是便于信号的传输与处理。

常用放大器类型：仪用放大器

程控增益放大器 隔离放大器

9、 GPIB总线的基本性能，GPIB接口功能及总线分类

①设备容量 （设备容量是指GPIB接口系统中仪器和计算机的总容量，通常可连接的

仪器数目最多为15台；）

②传输距离 （互连电缆的传输路经总长不超过20m，或者装置数目与装置之间距离的

乘积不超过20m；）

③数传速度 （最高可达1Mbyte/s；）

④地址容量 （GPIB标准规定采用5个比特位的编码来表示地址，地址容量为31个；） ⑤信息逻辑 （总线上信息逻辑采用负逻辑，规定：低电平（≦+0.8V）为逻辑“1” ，高

电平（≥+2.0V）为逻辑“0” ；）

⑥数传方式 （数据传输方式可以为：字节串行、位并行，双向异步传输。）

GPIB接口功能

①听功能(L)： 接收信号、数据； ②讲功能(T)： 发送信号、数据；

③控功能(C)： 通过微处理器发布各种命令； ④源握手功能(SH)： 为讲功能和控功能服务； ⑤受握手功能(AH)： 为听功能服务； ⑥服务请求功能(SR)：量程溢出、震荡器停止等意外故障发生时，主动向控者提出请求，

以进行相应处理；

⑦并行点名功能(PP)： 快速查询请求服务装置，速度快； ⑧远地/本地功能(RL)：选择远地或本地工作方式；

⑨器件触发功能(DT)：产生一个内部触发信号，以启动有关仪器功能进行工作； ⑩器件清除功能(DC)：产生一个内部清除信号，使某仪器功能回到初始状态。

16条信号线按功能分为 ：8根双向8位数据线

3根数据挂钩联络线

5根接口管理控制线

10、 VXI总线的技术优势、特点，VXI总线的分类，VXI模块特性，VXI器件分类，VXI总线系统的典型结构

技术优势：1)模块式结构；

2)高速数据吞吐量； VXI总线底板数据传输速率理论上可达40Mbyte/s； 3)小型化；

4)可靠性高，可维护性好； 5)适应性、灵活性强。

特点：

VXI总线的分类： ?VME计算机总线 ?时钟和同步总线 ?模块识别总线 ?触发总线

?模拟相加总线 ?局部总线 ?电源线

VXI模块特性：VXI总线系统的最小物理单元是组建模块，它由带电子元器件和连接

器的组件板、前面板和任选的屏蔽壳组成。VXI系统的每个模块都要符合一定的尺寸，且插入主机箱并接牢连接器才能工作。

规定的模块尺寸共有有A，B，C，D四种规格。 A型 P1 B型 P1 100×160 233×160 P2

P1 P1 D型 C型 VXI总线器件分为：寄存器基器件

367×340 P2 233×340 消息基器件 P2 存储器器件 P3 扩展器件

VXI总线系统的典型结构：单CPU系统 多CPU系统 独立系统

分层结构仪器系统

11、 LabVIEW的含义

LabVIEW是美国 NI 公司推出的一种基于G 语言(Graphics Language，图形化编程语言) 的虚拟仪器软件开发工具；

12、 LabVIEW8.2开发平台构成

使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器，简称VI VI由以下3部分构成： 前面板，程序框图，图标和连线板

13、 创建虚拟仪器步骤，调试虚拟仪器的方法，虚拟仪器程序( VI )构成 步骤（1）前面板设计 调试（1）运行VI

（2）程序框图 （2）清除语法错误 （3）数据流编程 （3）高亮显示执行过程 （4）功能检验 （4）单步执行 （5）保存文件 （5）探针工具

（6）断点

14、 循环结构与条件结构的应用、特性

循环结构主要有： For循环——必须指定循环的次数

While循环——指定循环退出的条件P102

条件结构类似于文本编程语言中的switch语句或if...then...else语句。P103

15、 顺序结构的类型，公式节点的使用方法与应用 类型：平铺式顺序结构 层叠式顺序结构

公式节点的创建通常按以下步骤进行： 第一步创建公式节点

第二步添加输入、输出端口 第三步输入程序代码

16、 字符串的的显示类型与应用 显示类型 正常显示 ‘\\’代码显示 密码显示 十六进制显示 说明 可打印字符以控制字体显示，不可显示字符通常显示为一个小方框 所以补课显示字符显示为反斜杠 每个字符（包括空格在内）显示为星号（*） 每个字符显示为其十六进制的ASC值，字符本身并不显示 应用：将一些字符串和数值转换成一个新的输出字符串。

17、 数组的含义，数组的创建方法与应用 数组是相同类型数据元素的有序集合。 创建方法：（1）前面板上创建数组

（2）程序框图上创建数组

应用：①用于求一个一维数组和一个二维数组的长度

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7egf.html