机械工程测试技术基础-第14讲计算机辅助测试系统..ppt

第8章 计算机辅助测试技术 信号输出的形式及分类 机械量信号 电子量信号 光电图示信号 显示与指示类 主要用于测试结果、信号特征量（幅值、频率、相位、峰峰值）以及信号波形的指示与显示。 输出信号直观，能充分反映测试与检测信号的实时性。 不具备信号记录和重放功能。 如果ωs＞2ωm，就不发生频混现象，因此对采样脉冲序列的间隔Ts须加以限制，即采样频率ωs（2π／Ts）或 fs(1／Ts）必须大于或等于信号x(t)中的最高频率ωm的两倍， 即ωs＞2ωm，或 fs＞2fm。 为了保证采样后的信号能真实地保留原始模拟信号的信息，采样信号的频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。 Labview是为那些对诸如C、C++、Visual Basic、Delhi等编程语言不熟悉得测试领域的工作者开发的，它采用可视化的编程方式，设计者只需将虚拟仪器所需的显示窗口、按钮、数学运算方法等控件从Labview工具箱内用鼠标拖到面板上，布置好布局，然后在Diagram窗口将这些控件，工具所设计的虚拟仪器所需要的逻辑关系，用连线工具将这些控件连接起来即可。 第二阶段：开放式的仪器构成 出现了插卡式仪器和仪器总线(VXIPXI)，计算机成为仪器的重要组成部分。 PXI机箱和模块 PXI: PCI总线在仪器领域的扩展 VXI机箱和模块 VXI: VME总线在仪器领域的扩展 LXI — LAN eXtensions for Instrumentation 虚拟仪器是计算机化的仪器，由计算机、模块化功能硬件和应用软件三大部分组成 按照虚拟仪器的功能划分，可以分为 数据采集 数据分析 结果表达 虚拟仪器的内部功能划分 可以按应用领域分类，也可以按测量功能分类，最常用是按总线接口类型划分： 插卡式（DAQ）虚拟仪器 串行口（RS232/422）虚拟仪器 USB接口虚拟仪器 IEEE1394虚拟仪器 GPIB虚拟仪器 VXI虚拟仪器 PXI虚拟仪器 LXI虚拟仪器 … … 1. PC-DAQ测试系统：是以数据采集卡、信调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的测试系统。 2. GPIB系统：是以GPIB标准总线仪器与计算机为硬件平台组成的测试系统。 3. VXI系统：是以VXI标准总线仪器为计算机为硬件平台组成的测试系统。 4. 串口系统：是以RS232标准串行总线仪器与计算机为硬件平台组成的测试系统。 5. 现场总线系统：是以FieldBus标准总线仪器与计算机为硬件平台组成的测试系统。 ■ 虚拟仪器的特点 ● 可由用户定义虚拟仪器的功能、性能、指标。 ● 可以将多种仪器的功能、性能、指标等以软件的形式集成在虚拟仪器库内。 ● 操作简单直观，数据分析及数据处理、结果与图形曲线显示的功能强大。 ● 可以在同一总线系统的仪器之间或通过网络进行数据交换，实现资源共享。 ● 测量精度高、测量范围宽且性能稳定、可靠性高。 ● 智能程度高，具有自学习和决策能力。 ● 开发周期短、成本低、维护方便。 功能单一、操作不便 自动化、智能化、多功能、远距离 只可连有限的设备 可用网络联络周边各种仪器 固定 开放、灵活与计算机同步,可重复使用和重新配置 价格昂贵 价格低 硬件是关键 软件是关键 技术更新周期长（5～10年） 技术更新周期短（1～2年） 开发和维护费用高 开发和维护费用低 传统仪器 虚拟仪器 ■ 虚拟仪器与传统仪器的比较 8.6.2 虚拟仪器的组成 虚拟仪器主要由计算机、测量硬件接口模块和虚拟仪器软件三部分组成 。 1. 硬件系统 ■ 基于PXI总线的虚拟仪器系统 ■ 基于串口仪器的虚拟仪器系统 ■ 基于VXI总线的虚拟仪器系统 ■ 基于通用接口总线GPIB的虚拟 仪器系统 ■ 基于DAQ设备——数据采集卡 的虚拟仪器系统 数据采集卡 2. 软件系统 ■ VISA库 ■ 仪器驱动程序 ■ 虚拟仪器开发平台软件 虚拟仪器软件的三个层次： ● 文本编程语言: LabWindows/CVI、VC、VB等。 ● 图形化编程语言： LabVIEW、HP-VEE、Ez-Text、TEK-TNS等。 8.6.3 虚拟仪器开发平台LabVIEW简介 1. LabVIEW的主要功能与特性 LabVIEW（Laboratory of Virtual Instruments Engineering Workbench）是NI（美国国家仪器公司） 推出的32位、为VXI即插即用联盟认可、基于图形化编程语言G的虚拟仪器开发平台。 ● 带有多种I/O函数库，可对几千种设备（GPIB、VXI、PXI、RS-2