LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用

1、LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用什么是labviewLabVIEW是一種基于流程圖的圖形化編程方式。它提供了一個集成開發(fā)環(huán)境的平臺，使得開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化總線和網(wǎng)絡(luò)化、軟件化的儀器成為可能 LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用虛擬儀器虛擬儀器VI（virtual instruments）是LabVIEW首先提出的創(chuàng)新概念。虛擬儀器是以計算機(jī)硬件為平臺，有傳感器，模塊化硬件接口卡，以及測量軟件庫構(gòu)成的虛實并存的測量儀器LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用虛擬儀器的概念實際上是一種編程思想 一個VI可以由前面板，數(shù)據(jù)流

2、框圖和圖標(biāo)連接端口組成。前面板相當(dāng)于真實物理儀器的操作面板。數(shù)據(jù)流框圖就相當(dāng)于儀器的電路結(jié)構(gòu)。圖標(biāo)連接端口則負(fù)責(zé)前面板窗口和框圖窗口之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換。從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)過渡，從完全由硬件實現(xiàn)其功能向軟硬件結(jié)合方向過渡，從簡單的功能組合向以個人計算機(jī)為核心的通用虛擬儀器平臺過渡。LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用實驗?zāi)康膶abview的測量功能進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用主要工作主要工作以弗蘭克赫茲實驗為對象，逐步開發(fā)以弗蘭克赫茲實驗為對象，逐步開發(fā)labview的測量功能，并將這些功能使的測量功能，并將這些功能使用在用在F-H實驗中，進(jìn)一步改進(jìn)實驗中，進(jìn)一步改進(jìn)F-H實驗實驗的測量部分

3、。的測量部分。LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用程序設(shè)計思想：LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用程序設(shè)計流程圖 LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用DAQ模塊采集 這是整個實驗的基礎(chǔ)，只有采集到了大量并且可這是整個實驗的基礎(chǔ)，只有采集到了大量并且可信的數(shù)據(jù)整個實驗才可能成功。信的數(shù)據(jù)整個實驗才可能成功。LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用此部分的關(guān)鍵問題是如何使此部分的關(guān)鍵問題是如何使DAQ assistant功能模塊中的功能模塊中的各參數(shù)設(shè)置較好各參數(shù)設(shè)置較好上圖模塊是一個數(shù)據(jù)采集模上圖模塊是一個數(shù)據(jù)采集模塊，它可以控制外部連續(xù)采塊，它可以

4、控制外部連續(xù)采集。集。 數(shù)據(jù)采集卡的采樣率以及樣數(shù)據(jù)采集卡的采樣率以及樣本數(shù)，其內(nèi)部設(shè)置如右圖所本數(shù)，其內(nèi)部設(shè)置如右圖所示。利用它我們可以控制采示。利用它我們可以控制采集卡進(jìn)行三種模式的采集：集卡進(jìn)行三種模式的采集：1）Acquire 1sample(單點(diǎn)單點(diǎn)采集采集)；2）Acquire N Sample(N點(diǎn)采集點(diǎn)采集)；3）Acquire Continuously(連連續(xù)采集。）續(xù)采集。） LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于采樣率的一些討論 采集卡實際上是將連續(xù)的信號按照一定的時間間隔離散的采集，理論上講自然式采樣率越高越好，但是如果遇到如圖所示的信號，采樣率過高，反而

5、不好。 采樣率過高會將噪聲或干擾信號也采集，導(dǎo)致信號處理十分繁瑣 本次實驗中我們選擇了采樣率2000Hz,采集樣本數(shù)200 的條件。圖中藍(lán)點(diǎn)表示低采樣率綠點(diǎn)表示高采樣率LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用顯示部分 LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用傅氏分析 這部分在赫茲實驗中并沒有要求，但是在現(xiàn)代物理實驗中，傅氏分析是一種十分常用而且重要的分析手段。傅立葉分析可以顯示出來在頻域范圍內(nèi)的多種結(jié)果，所以我們在這里考慮加入傅立葉分析。LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用平滑部分 由于物理實驗儀器中掃描電壓紋波系數(shù)過

6、大，實測曲線中間始終夾雜噪聲，結(jié)果不能得到理想的曲線。因此我們需要對實測數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。在這個過程中我們遇到了一些難以解決的問題：FH實驗測量得到的曲線不是一條可以用基本數(shù)學(xué)函數(shù)描述的曲線，如何設(shè)計一個適當(dāng)?shù)乃惴ǔ蔀橐粋€棘手的問題。 LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用嘗試算法最初從數(shù)學(xué)上尋求解決辦法，嘗試了線性插值、分段線性插值、樣條插值等多種經(jīng)典的數(shù)學(xué)擬合辦法。效果都不太好LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用解決辦法放棄了從數(shù)學(xué)角度擬合的思想，轉(zhuǎn)而從信號處理的角度入手。由于不平滑的部分是因為噪聲造成的，所以我們可以考慮利用數(shù)字濾波器，把噪聲給濾掉 。濾波器圖片f(

7、t)y(t)+ + +- - -RCLabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用原理：對于任意給定的一個函數(shù)f(t)，若積分 對任意的 均收斂，則它所定義的函數(shù) 被稱為f(t)的傅立葉變換，或者傅氏變換?？捎涀? )( )i tFf t edt( ,)( )F( )()ftFF傅氏變換將函數(shù)從時域轉(zhuǎn)換到了頻域上，使傅氏變換將函數(shù)從時域轉(zhuǎn)換到了頻域上，使我們對其頻域特性可以很方便的進(jìn)行分析。我們對其頻域特性可以很方便的進(jìn)行分析。LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用對于一個有噪聲或者干擾的信號，對其進(jìn)行傅氏變換： FFTLabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用FIR濾波器濾

8、波器LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用平滑前平滑前平滑后平滑后LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用自動檢峰自動檢峰LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用存在問題由于干擾信號不能在濾波時完全消除，所以輸出波形中仍然有一些因為這些信號導(dǎo)致的“偽峰值”。檢峰時這些值也被檢出，所以自動檢峰還是有點(diǎn)問題，但是錯誤的峰值很容易判斷出來有待改進(jìn)LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW在赫茲實驗中的應(yīng)用如何利用LabVIEW程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和測量。在弗朗克赫茲實驗中利用LabVIEW程序進(jìn)行數(shù)據(jù)測量結(jié)果。

9、虛擬儀器在物理實驗中的應(yīng)用前景展望LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW的前面板設(shè)計LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW的前面板設(shè)計的前面板設(shè)計LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于第一激發(fā)態(tài)的測量 （180攝氏度&140攝氏度） 關(guān)于更高激發(fā)態(tài)的測量 （126攝氏度）LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于第一激發(fā)態(tài)的測量（180攝氏度） LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于第一激發(fā)態(tài)的測量（180攝氏度）LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW曲線和手動測量曲線的比較LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用LabVIEW與手動測量峰值分析比較LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于第一激發(fā)態(tài)的測量（140攝氏度）LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于第一激發(fā)態(tài)的測量（140攝氏度）LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于第一激發(fā)態(tài)的測量（140攝氏度）LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于更高激發(fā)態(tài)的測量（126攝氏度） LabVIEW和虛擬儀器在電學(xué)實驗方面開發(fā)和應(yīng)用關(guān)于更高激發(fā)態(tài)的測量（126攝氏度）LabVIEW