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2024年4月26日发(作者：selenium爬取网页数据)

5）虚拟仪器（NI ELVIS）基础实验

[实验目的]

1．了解虚拟仪器概念

2．学习NI ELVIS软面板仪器的使用，并进行实际测量

3．了解G语言，LabVIEW编程初步

[实验原理]

一．虚拟仪器简介

1．软件即仪器

虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是基于计算机的软硬件测试平台。虚拟仪器技术的优势在

于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。

20世纪80年代，随着计算机技术的发展，个人电脑可以带有多个扩展槽，就出现了插在计算机里

的数据采集卡。它可以进行一些简单的数据采集，数据的后处理由计算机软件完成，这就是虚拟仪器技

术的雏形。1986年，美国National Instruments公司（简称NI公司）提出了“软件即仪器”的口号，推

出了NI-LabVIEW开发和运行程序平台，以直观的流程图编程风格为特点，开启了虚拟仪器的先河。

2． 与传统仪器比较

虚拟仪器

 使用者定义功能

 软件定义的界面

 网络/互联网的连接

3．LabVIEW图形化开发环境

LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境。它功能强大且灵活，包含内容丰富的数据采集、

分析、显示和存储工具。LabVIEW用于实现对实际物理量的采集、分析和表达，利用它可以方便快捷

地建立自己的虚拟仪器。以LabVIEW为代表的图形化程序语言，又称为G语言。使用这种语言编程时，

基本上不需要编写程序代码，而是“绘制”程序流程图。

LabVIEW与虚拟仪器有着紧密联系，在LabVIEW中开发的程序都被称为VI（或虚拟仪器），其

扩展名为vi。VI包括三个部分：前面板（Front Panel）、程序框图（Block Diagram）和图标/连接器

（Icon and Connector Pane）。

程序前面板用于设置输入数值

和观察输出量，用于模拟真实仪表的

前面板。在程序前面板上，输入量称

为控制器（Control），输出量称为显

示器（Indicator）。控制和显示是以

各种图标形式出现在前面板上，如旋

钮、开关、按钮、图表、图形等，这

使这得前面板直观易懂。

程序框图是定义VI功能的程序

源代码。每一个程序前面板都对应着

一段框图程序。框图程序用LabVIEW

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传统仪器

 制造商定义功能

 固定的界面

 有限的扩展功能

前面板和程序框图

图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其

中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据，节点被用来实现函数和功能调用，图框被用来实现

结构化程序控制命令，而连线代表程序执行过程中的数据流，定义了框图内的数据流动方向。

图标/连接器是子VI被其它VI调用的接口。图标是子VI在其他程序框

图中被调用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入/输出口，就象

函数的参数。用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。连

接器一般情况下隐含不显示，除非用户选择打开观察它。

二．DAQ （Data Acquisition数据采集）系统组成

DAQ系统从真实世界

捕捉、测量并分析物理量。

数据采集是从传感器等设

备收集和测量电信号，并将

它们送到计算机进行处理

的过程。数据采集也可以包

括模拟或数字控制信号的

输出。

一个DAQ系统的基本

组成部分包括下列条目：

[实验仪器]

NI ELVIS 简介（NI ELVIS——Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite）

1．NI ELVIS 硬件组成

① 运行LabVIEW的计算机

② DAQ 卡

③ 68针串行电缆

④ NI ELVIS 实验板

⑤ NI ELVIS Benchtop工作台

1）DAQ卡——PCI-6014

 8路差分AI通道，分辨率16位，采样率

200 kS/s

 两路AO通道，输出率10kS/s

 8路DIO线

 两路定时器/计数器

 数字触发

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信号——DAQ系统传感器、变换器的产物。

信号调理——连接到DAQ设备的硬件，改善准确性或减小噪音、使信号适合于测量。最常用

的信号调理包括放大、线性化、隔离和滤波。

DAQ硬件——用于获取、测量和分析数据的硬件。

软件——完成测量和控制应用程序的设计和编程。

个人

计算机

软件

传感器

变换器

信号调理

图标

连接器

数据获取和

分析硬件

传感器、变换器——将物理量如光、温度、压力或声音转变为可测量的电信号的装置。


本文标签： 程序 数据 前面板 测量 虚拟仪器

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