电子测量仪器实验报告.docx

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电子测量仪器实验报告

实验一动态温度界面的设计

一、实验目的

1.掌握LabVIEW的根本使用方法

2.了解LabVIEW软件进展电路设计与仿真的步骤

3.熟练掌握动态温度界面的设计

4.了解温度计的使用方法

二、实验原理

数字温度计系统设计的容主要分为三局部：

一是对系统硬件局部的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件局部的设计；三是与设置上下报警温度比拟，当温度超过设置围时，实现报警。

通过ＤＳ１８Ｂ２０直接读取被测温度值，送入单片机进展数据处理，之后在ＰＣ机上进展输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。

数字温度计系统硬件局部由温度传感器、信号的处理、信号的采集及基于ＬａｂＶＩＥＷ环境的温度显示。

三、设计步骤

1.在电脑上翻开LabVIEW软件，单击“File〞菜单，在下拉菜单中选择“NewVI〞选项，这样就新建一个空白的工作空间。

2.单机“File〞菜单，在下拉菜单中选择“Saveas〞选项，命名为“实验一〞将新建的文件保存到自己熟悉的地方。

3.前面板的设计

前面板包含两个温度计、温度显示框、报警指示灯、停顿运行按钮。

其中报警指示灯的作用是，当温度上升超过设定温度值上限〔本设计为6０℃〕时，报警指示灯亮〔变红〕，见下列图〔一〕。

图〔一〕前面板设计

4.后面板设计

后面板由一个环路系统组成，其中包含RandomNumber、Greater、Multiply、温度计框图、温度计报警上限框图、报警灯框图、停顿按钮。

通过RandomNumber与100相乘产生一个随机温度，通过温度计检测，然后与报警设定值比拟，比拟器输出信号接指示灯。

具体设计框图如下列图〔二〕：

图〔二〕后面板设计图〔三〕程序运行

四、实验运行结果

单击“Operate〞选项，在下拉菜单中选择“Run〞，进入运行状态。

当温度超过设定值〔60℃〕时，指示灯亮，见上图〔三〕。

运行过程中可以通过“STOP〞按钮，使程序停顿。

实验二仿真信号采集设计

一、实验目的

1.掌握LabVIEW的根本使用方法

2.了解LabVIEW软件进展电路设计与仿真的步骤

3.熟练掌握仿真信号采集设计

4.了解LabVIEW中虚拟仪器的相关使用方法以及产生仿真信号的相关过程

二、实验原理

基于LabVIEW设计的虚拟信号发生器能够产生周期信号和非周期信号，通过布尔控件选择周期信号和非周期信号。

其中，周期信号包括正弦波、三角波、方波、锯齿波等，其幅值、频率等参数可以利用布尔控件调节，同时可以设置选择是否添加噪声的模块，可以选择添加均匀自噪声等。

非周期信号包括斜坡信号、冲激信号、公式信号，各种信号都提供了幅值、延迟等参数设置的控件，其中公式信号提供了输入一组函数，能够根据输入函数产生任意信号。

另外，设置了波形存储模块，通过一个布尔控件选择是否存储，波形存储的路径可以选择。

总之，该虚拟信号发生器能够提供各种常见的周期信号和特殊非周期信号，供信号分析与处理模块使用，同时，各种信号添加噪声后，可以用作实际信号的仿真信号使用。

三、设计步骤

1.在电脑上翻开LabVIEW软件，单击“File〞菜单，在下拉菜单中选择“NewVI〞选项，这样就新建一个空白的工作空间。

2.单机“File〞菜单，在下拉菜单中选择“Saveas〞选项，命名为“实验二〞，将新建的文件保存到自己熟悉的地方。

3.前面板的设计

前面板包含一个产生仿真信号的虚拟仪器、一个参数旋钮开关Knob、停顿运行按钮。

其中参数旋钮开关的作用是调节虚拟仪器产生的仿真信号的峰值。

见下列图〔一〕。

图〔一〕前面板设计

4.后面板设计

后面板由一个环路系统组成，其中包含旋钮开关Knob构造框图、仿真信号Triangle框图、显示波形的波形图框图、停顿按钮。

通过旋钮开关Knob调节产生一个信号输出到仿真信号Triangle框图，然后仿真信号Triangle框图产生一个三角信号到波形图框图，通过波形图框图显示三角信号。

具体设计框图如下列图〔二〕：

图〔二〕后面板设计

四、实验运行结果

单击“Operate〞选项，在下拉菜单中选择“Run〞，进入运行状态。

通过调节旋钮开关Knob产生不同峰值的波形，见下列图〔三〕。

运行过程中可以通过“STOP〞按钮，使程序停顿。

图〔三〕程序运行

实验三滤波器设计

一、实验目的

1.学会各种滤波器函数的调用与设计

2.对各种滤波器的效果进展比照分析

3.熟练掌握滤波器设计

4.了解LabVIEW中滤波器滤波相关过程

5.锻炼学生的动手能力，能清楚的分析出波形的频谱

二、实验原理

数字滤波器是数字信号分析中的重要组成局部，它实现对信号的滤波、提取、增强信号的有用分量、削弱无用的分量。

经典滤波器的特点是输入信号中的有用的频率成分和希望滤除的频率成分各占有不同的频带，通过一个适宜的选频滤波器到达滤波目的。

但如果信号和干扰的频率相重叠，那么经典滤波器将无能为力，这时需要采用现代滤波器，如维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应滤波器等。

从实现的网络构造或从单位脉冲响应分类，数字滤波器可以分为无限脉冲相应滤波器（Infiniteimpulserespose，IIR）和有限脉冲相应滤波器（Finiteimpulserespose，FIR）。

与IIR相比，FIR数字滤波器能够被设计成具有线性相位特性的滤波器。

因此，它在要求具有线性相位的应用场合具有广泛的应用。

数字滤波器的设计方法很多，其中较为常用的是窗函数设计法和频率采样设计法。

LabVIEW提供了FIR和IIR滤波器VI，使用起来非常方便，只需要输入相应的指标参数即可，不需要进展复杂的函数设计和大量的运算。

滤波器VI位LabVIE流程图面板的Function>>Analyze>>SignalProcessing>>Filters上。

基于LabVIEW的IIR数字滤波器的设计不同滤波器VI滤波时均有各自的特点，因此它们用途各异。

在利用LabVIEW实现滤波功能时，选择适宜的滤波器是关键，在选择滤波器时，可参照不同滤波器的特点，考虑滤波的实际要求来选择适宜的滤波器

三、设计步骤

1.在电脑上翻开LabVIEW软件，单击“File〞菜单，在下拉菜单中选择“NewVI〞选项，这样就新建一个空白的工作空间。

2.单机“File〞菜单，在下拉菜单中选择“Saveas〞选项，命名为“实验三〞，将新建的文件保存到自己熟悉的地方。

3.前面板的设计

前面板包含四个显示波形的虚拟仪器〔其中一个显示输入信号的波形，一个显示滤波后的波形，一个显示输入信号的频谱，一个显示滤波后信号的频谱〕、三个调节参数开关〔其中一个调节采样频率，一个调节采样数，一个调节信号频率〕、两个调节参数滑杆〔其中一个调节滤波器截止频率，一个调节滤波器阶数〕停顿运行按钮。

前面设计见下列图〔一〕。

图〔一〕前面板设计

4.后面板设计

后面板由一个环路系统组成，其中包含三个局部程序框图，左边局部产生信号，中间局部滤波，右边局部频谱分析。

具体设计框图如下列图〔二〕：

图〔二〕后面板设计

四、实验运行结果

单击“Operate〞选项，在下拉菜单中选择“Run〞，进入运行状态。

通过调节采样频率开关、采样数开关、信号频率开关可以改变输入信号波形，通过调节截止频率滑杆、阶数滑杆可以改变输出波形。

相应参数改变后各波形变化情况见下列图。

运行过程中可以通过“STOP〞按钮，使程序停顿。

1.调节信号频率，相应改变见下列图〔三〕

图〔三〕改变信号频率后的波形

2.改变滤波器截止频率，相应改变见下列图〔四〕

图〔四〕改变滤波器截止频率后的波形

3.改变滤波器阶数，相应改变见下列图〔五〕

图〔五〕改变滤波器阶数后的波形