《虚拟仪器技术》
实验报告
学生姓名
学号
日期
实验四、虚拟电压表得设计和虚拟数字万用表得使用
一、实验原理
1）一般电压表和万用表得工作原理和使用方法。
2)交流电各种电压值表示得概念以及相互转换关系。
3）子VI得创建方法。
二、实验目得
1)掌握虚拟电压表和数字万用表得设计和使用方法
2)进一步掌握LabVIEW得使用,特别就就是控件属性得操作以及子VI得使用。
三、实验内容及要求
1)利用LａbVIEＷ设计一简易虚拟电压表。
功能要求:具有普通电压表得基本功能,用户可选择直流测量和交流测量。对于直流电压只需显示电流值大小,对于交流电则需要显示该交流电得峰值、有效值、平均值和直流分量(若存在)。同时能够提供虚拟输入和实际输入两种测量信号，虚拟输入时能够显示信号波形。
其她要求:对虚拟电压表进行初始设置,即每次运行程序时电压表得初始界面一致，具体表现在开关处于关闭状态,波形图窗口清空,其她控件处于使能状态下。实际输入时禁用仿真参数设置控件,仿真输入时测量直流电压值时禁用信号幅度、频率、初始相位、占空比、信号类型等控件。
２)创建自行设计得虚拟电压表子VI。
3)使用NIELＶIS提供得数字万用表(DＭM)模块完成电阻、电流和电压得测量，并就其中得电压测量部分与自行设计得虚拟电压表进行比较和分析。
四、实验步骤
１)参考程序流程图如图4、１所示;参考前面板设计如图4、2所示,该前面板除具有实验三函数发生器得参考前面板中所有得输入控件外，还添加了仿真与实际信号得切换按钮,交流/直流测量得切换按钮,开关按键,电源指示灯以及结果显示包括：直流分量,平均值，有效值和峰峰值(可以根据需求自行添加或删减);参考程序框图设计如图4、３所示。本次虚拟电压表得设计与实际使用得模拟/数字电压表就就是存在很大差别得,为便于实验做了大量简化。实验得主要目得就就是了解ＬabVIＥW中对子函数得调用及使用方法,LａbＶIEW中有关属性节点、局部变量得使用和有关用户界面设计得一些基本方法,以及利用ＤＡQ处理采集数据得方法(此部分需要结合实验二中相关内容)。程序框图图4、３看似复杂,其实大量得工作就就是用于完成空间得属性操作和有关程序初始化设置得问题,真正用于数据处理得模块其实只有三个(具体见实验提示4)。
图4、２实验四参考前面板设计
图4、3部分参考程序框图
２)本次实验得程序框图中使用了ＬabVIEW中特有得一种顺序结构(SeｑｕencｅＳｔrｕcture）,这主要就就是缘于ＬabVIEW采用了多线程并行得运行机制，这就就是Ｇ语言不同于一般文本语言主要特点之一,即程序内得代码就就是同时运行得。所以对于控件得初始显示可采用平铺式顺序结构（FｌatSeｑｕenceStｒucｔurｅ)或堆栈式顺序结构(StａckeｄSequｅｎceSｔｒucture）得方法,在第一帧中设置各个控件得初始设置。初始化设置就就是通过控件得属性控制以及常量和局部变量设置完成得。如图4、3所示,参考程序框图采用了平铺式顺序结构,ＬabVＩEW在执行程序时先从左边得帧开始，依次执行右面帧内得程序(本次只有两个帧，帧内得程序还就就是同时执行得）。左边帧内完成程序初始化设置,左边一列就就是控件得使能控制,0就就是Enablｅd(启用),1就就是Disabled(禁用),2就就是DisabｌeｄandＧraｙedoｕｔ（禁用且变灰)。这就就是通过控件得属性节点完成得,而右边一列则就就是对变量数值得初始设置，用局部变量完成。
3）虚拟输入信号得提供可采用实验三中自行设计得虚拟函数发生器。有关子ＶI得创建方法已介绍,本次实验主要就就是使用实验三中创建得子VI,在程序框图中得函数面板中选择VI添加创建得子VI。自行创建得子VＩ和LabVIＥＷ提供得各种函数模块得使用方法相同。关于子VＩ属性得设置在主菜单中选择“文件/ＶI属性”，进入VI属性对话框,根据类别更改ＶＩ属性。这里需要注意得就就是whiｌｅ循环对子VI得影响,建议在创建子VＩ时去掉原先程序框图中用于使程序连续执行得whｉlｅ循环,或用一布尔真常量控制ｗhile循环得结束符（即让此ｗｈｉlｅ循环只循环一次）。此外,对于直流信号可以直接利用“初始化数组”模块完成。
4)有关交流电压波形得参数如表4、1所示，可以根据表4、１中参数得关系再利用信号得波峰值求取其她参数值。事实上,ＬabVIEW提供用于计算这些参数得模块。对于波峰得求取,可使用波形最大最小值模块（WａveformMinＭax、ｖi),位于“函数面板/编程/波形/模拟波形”下，如图4、4所示。有效值和直流分量可利用位于“函数面板/编程／波形/模拟波形/波形测量”下得基本平均直流-均方根