虛擬儀器導(dǎo)論及應(yīng)用

1、第一部分題目：虛擬儀器概論隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展，新的測(cè) 量理論、測(cè)量方法、測(cè)量領(lǐng)域和新的儀器結(jié)構(gòu)不斷岀現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)突破了 傳統(tǒng)儀器的概念。尤其是以計(jì)算機(jī)為核心的儀器系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的緊密結(jié) 合，導(dǎo)致了儀器的概念發(fā)生了突破性的變化，出現(xiàn)了一種全新的儀器概念一虛擬 儀器。虛擬儀器要比傳統(tǒng)的電子儀器更為通用，在組建和改變儀器的功能和技術(shù) 性能方面更為靈活、更為經(jīng)濟(jì)，更能適應(yīng)迅猛發(fā)展的當(dāng)代科學(xué)技術(shù)對(duì)測(cè)量技術(shù)和 測(cè)量?jī)x器不斷提岀的更新并擴(kuò)展功能與性能的要求。因此，虛擬儀器發(fā)展很快。虛擬儀器是指在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶自己設(shè)計(jì)定義, 具有虛擬的

2、操作面板，測(cè)試功能由測(cè)試軟件來實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。傳統(tǒng) 儀器面板上的器件都是實(shí)物，而虛擬儀器面板控件是外形與實(shí)物相像的圖標(biāo)，其 操作對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的軟件程序，使用鼠標(biāo)式鍵盤操作虛擬面板的控件。傳統(tǒng)的儀器 特別是早期的儀器，它的功能是通過硬件來實(shí)現(xiàn)的，而虛擬儀器是通過軟件編程 來實(shí)現(xiàn)的。自從美國(guó)國(guó)家儀器公司與1986年提出虛擬儀器的概念至今，虛擬儀器的發(fā) 展大約可分為三個(gè)階段：第一階段是利用計(jì)算機(jī)增強(qiáng)儀器的功能：利用gpib總線和rs-232總 線同計(jì)算機(jī)連接起來，用戶就可以用計(jì)算機(jī)控制儀器。第二階段是開放式的儀器結(jié)構(gòu)：一是插入式計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理卡；二是 vxi儀器總線標(biāo)準(zhǔn)的確立。第三階段虛擬儀

3、器框架得到了廣泛認(rèn)同和采用：幾個(gè)虛擬儀器平臺(tái)已 經(jīng)得到認(rèn)可，并逐漸成為虛擬儀器行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工具。隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)軟、碩件技術(shù)，通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展, 虛擬儀器技術(shù)日新月異：（1）開放式出局采集標(biāo)準(zhǔn)將使虛擬儀器走上標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化和模 塊化的道路:1998年9月成立的tvt基金會(huì)努力從基本的互操作性到 可互換性，為儀器驅(qū)動(dòng)程序提升標(biāo)準(zhǔn)化水平。通過為儀器類制定個(gè)統(tǒng) 一的規(guī)范，使測(cè)試工程師獲得更大的硬件獨(dú)立性，使用戶在測(cè)試過程 中不需要更改軟件程序就可以替換設(shè)備，減少了軟件維護(hù)和支持費(fèi)用、 縮短了儀器編程時(shí)間、提高了運(yùn)行性能，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和 非常廣闊的應(yīng)用前景。（2）電子

4、測(cè)量?jī)x器經(jīng)歷了由模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器到可編程的 虛擬儀器的發(fā)展歷程。其中每一次飛躍無不以高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展為 動(dòng)力。近年來，計(jì)算機(jī)的處理能力一直按指數(shù)倍提高，發(fā)展之快已把 傳統(tǒng)儀器遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在了后面。計(jì)算機(jī)具有儀器所需要的最好的性價(jià)比、 最先進(jìn)的顯示與存儲(chǔ)能力，尤其是計(jì)算機(jī)總線技術(shù)的發(fā)展，在提高總 線速度和推廣標(biāo)準(zhǔn)化等方面都取得了很大的成就。計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠商之 間的激烈競(jìng)爭(zhēng)保證了計(jì)算機(jī)在顯示、存儲(chǔ)能力與處理性能等方面仍將 高速發(fā)展。（3）ni公司與2006年8月正式推出labview8. 2版木一這是專用于控制、 測(cè)試和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的labvtew圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的20周年紀(jì)念 版。該

5、版本通過增加高級(jí)分析和控制設(shè)計(jì)、改進(jìn)的分布式系統(tǒng)管理， 以及新的人機(jī)交互界面等特性，加強(qiáng)了 labview在工業(yè)測(cè)量方面的性 能。此外，ni還引進(jìn)了簡(jiǎn)化自定義控制器硬件開發(fā)的技術(shù)，并提供了 顯示目標(biāo)硬件。由此可見，虛擬儀器軟件環(huán)境將朝著為廣大用戶提供 簡(jiǎn)單易用的圖形化開發(fā)環(huán)境已用于測(cè)試、測(cè)量與控制應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的 方向，幫助工程師和科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)更高開效率的方向前進(jìn)。（4）數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品性能不斷提高，為測(cè)試技術(shù)水平的提高提供了可靠保證。（5）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給人們的生活帶來了顯著的變化，為儀器的網(wǎng) 絡(luò)化奠定了基礎(chǔ)。將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬儀器相結(jié)合，可形成基于網(wǎng)絡(luò)化 的虛擬儀器。虛擬儀器技術(shù)的不斷發(fā)展取

6、決于3個(gè)重要因素：計(jì)算機(jī)的發(fā)展是動(dòng)力，軟 件是主宰，高性能的a/d釆集卡、調(diào)理放大器及傳感器是關(guān)鍵。虛擬儀器由硬件和軟件兩部分組成：虛擬儀器的硬件：硬件是虛擬儀器工作的基礎(chǔ)，主要完成被測(cè)信號(hào)的采集、 傳輸、存儲(chǔ)處理和輸入、輸出等工作，由計(jì)算機(jī)和i/o接口設(shè)備組成。計(jì)算機(jī)一 般為一臺(tái)pc或工作站，是碩件平臺(tái)的核心，它包括微處理器、存儲(chǔ)器和輸入輸 出設(shè)備等，用來提供實(shí)時(shí)高效的數(shù)據(jù)處理工作。i/o接口設(shè)備即釆集調(diào)理部件， 包括pc總線的數(shù)據(jù)采集卡、gpib總線儀器、vxi總線儀器模塊、pxi總線儀器 模塊lxt總線儀器模塊、串口總線一起和現(xiàn)場(chǎng)總線儀器模塊等標(biāo)準(zhǔn)總線儀器，主 要完成被測(cè)信號(hào)的采集、放大

7、和模數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)構(gòu)成虛擬儀器接口總線的不同， 可分為如下幾種構(gòu)成方案：（1）基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器。（2）基于gpib總線方式的虛擬儀器。（3）基于vxi總線方式的虛擬儀器。（4）基于pxi總線方式的虛擬儀器。（5）基于lxi總線方式的虛擬儀器。虛擬儀器的軟件：軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，通過運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的軟件， 一方面實(shí)現(xiàn)虛擬儀器圖形化儀器界面，給用戶提供一個(gè)檢驗(yàn)儀器通信、設(shè)置儀器 參數(shù)、修改儀器操作和實(shí)現(xiàn)儀器功能的人機(jī)接口另一方面使計(jì)算機(jī)直接參與測(cè) 試信號(hào)的產(chǎn)生和測(cè)量特征的分析，完成數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)、綜合分析和輸出等功 能。虛擬儀器軟件一般采用層次結(jié)構(gòu)：（1）輸入/輸出接口軟件：i/o接口軟

8、件存在于儀器與儀器驅(qū)動(dòng)程序之間，是一 個(gè)完成對(duì)儀器內(nèi)部寄存單元進(jìn)行宜接存取數(shù)據(jù)操作、為儀器驅(qū)程序提供信息傳遞 的底層軟件，是實(shí)現(xiàn)開放的、統(tǒng)一的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。（2）儀器驅(qū)動(dòng)程序：儀器驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)質(zhì)是為用戶提供用于儀器操作的較抽彖 的操作函數(shù)集。對(duì)于應(yīng)用程序，它和儀器碩件的通信、對(duì)儀器碩件的控制操作是 通過儀器驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)的，儀器驅(qū)動(dòng)程序?qū)τ趦x器的操作和管理，乂是通過調(diào) 用i/o軟件所提供的統(tǒng)一基礎(chǔ)與格式的函數(shù)庫(kù)來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)人 員，一旦有了儀器驅(qū)動(dòng)程序，在不是十分了解儀器內(nèi)部操作過程的情況下，他們 也可以進(jìn)行虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（3）應(yīng)用軟件：頂層應(yīng)用軟件主要包括儀器

9、面板控制軟件和數(shù)據(jù)分析處理軟件, 完成的任務(wù)有：利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形功能實(shí)現(xiàn)虛擬儀器面板，給用戶提供操作 儀器、顯示數(shù)據(jù)的人機(jī)接口，以及數(shù)據(jù)采集、分析處理、現(xiàn)實(shí)和存儲(chǔ)等?？偩€技術(shù)在虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展過程中起著十分重要的作用。作為連接控制 器和程控一起的紐帶，總線的能力直接影響著系統(tǒng)的總體性能。虛擬儀器的幾種 專用總線為gpib總線、vxi總線、pxi總線、lxi總線：(1) gpib總線:使用gpib接口，可將不同廠家生產(chǎn)的各種型號(hào)的儀器，用一條 無源標(biāo)準(zhǔn)總線方便地連接起來，在計(jì)算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜的測(cè)量。gptb總 線標(biāo)準(zhǔn)包括：a、接口：由邏輯電路組成，與各儀器安裝在一起，用于對(duì)傳輸?shù)?信

10、息進(jìn)行發(fā)送、接收、編碼、譯碼。b、總線：是24芯無源電纜，用來傳輸各種 消息。(2) vxi總線:vxi總線標(biāo)準(zhǔn)是在vme總線和gpib總線基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型 儀器系統(tǒng)總線。vxt總線具有開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模塊化的設(shè)計(jì)、緊湊的機(jī)械結(jié)構(gòu)、 良好的電磁兼容性，以及可靠性高、小型便攜和靈活通信能力。在vxi總線系統(tǒng) 中，各種命令、數(shù)據(jù)、地址和其它消息都通過總線傳遞。vx1總線系統(tǒng)的各種 總線都印制在主機(jī)箱內(nèi)的多層底板上，通過pl/jl、p2/j2、p3/j3連接器與各 模塊相連接。(3) pxi總線：pxt是與vxt總線并行的另一種模塊式儀器總線標(biāo)準(zhǔn)。它ehpxt 系統(tǒng)聯(lián)盟在1997年制定，將com

11、pact pci規(guī)范定義的pci總線技術(shù)發(fā)展成適合 于試驗(yàn)、測(cè)量與數(shù)據(jù)采集場(chǎng)合應(yīng)用的機(jī)械、電氣和軟件規(guī)范，從而產(chǎn)生了新的虛 擬儀器體系結(jié)構(gòu)。pxi總線規(guī)范涵蓋了三大方面的內(nèi)容：機(jī)械規(guī)范、電氣規(guī)范和 軟件規(guī)范。(4) lxt總線:lxt基于著名的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(ethernet)技術(shù)，擴(kuò)展了儀器 需要的語言、命令、協(xié)議等內(nèi)容，構(gòu)成了一種適用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的新一代模塊 化儀器平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。lx1總線具有開放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、向后兼容性、成本低廉、互操 作性、及時(shí)方便地引入新技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展虛擬儀器技術(shù)日新月異。未來虛擬儀器的發(fā)展方向 是：總線與驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)化，軟、硬件模塊化，編程平臺(tái)圖形化

12、，硬件模塊即插 即用化。具體包括可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)命令(scpi)、虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)(visa)、虛 擬儀器驅(qū)動(dòng)程序：(1) scpi：可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)命令是為解決程控儀器編程進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化而制定的 標(biāo)準(zhǔn)程序語言，目前已經(jīng)成為重要的程控儀器軟件標(biāo)準(zhǔn)之一。scpi的總目標(biāo)是 節(jié)省自動(dòng)測(cè)試設(shè)備程序開發(fā)吋間，保護(hù)設(shè)備制造者和使用者雙方的硬件和軟件投 資，為儀器控制和數(shù)據(jù)利用提供廣泛兼容的編碼壞境。(2) 虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序：儀器驅(qū)動(dòng)程序是完成對(duì)某一特定儀器的控制與通信的 軟件程序，是連接儀器與用戶界面的橋梁。vxi即插即用規(guī)范定義了系統(tǒng)的互操 作性，把虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)visa確定為一種標(biāo)準(zhǔn)的i/o接口，用

13、于在vxi、 gptb和串行總線上傳輸命令；ivi基金會(huì)制定的tvt規(guī)范給岀的驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)模 型一一ivi模型，在沒有增加系統(tǒng)資源操作復(fù)雜性的前提下，把互操作性的概念 推廣到儀器級(jí)，成為開發(fā)虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。(3) 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)(visa)：是vxi即插即用(vpp)系統(tǒng)聯(lián)盟制定的i/o 函數(shù)庫(kù)及其相關(guān)規(guī)范的總稱。visa的結(jié)構(gòu)模型為金字塔結(jié)構(gòu)。visa的i/o控制 功能適用于各種類型儀器，具有與儀器硬件接口無關(guān)的特性，采用visa編寫的 模塊驅(qū)動(dòng)程序既可以用于嵌入式計(jì)算機(jī)vxi系統(tǒng)，也可以用于基于mxkgpib-vxi 或1394接口的系統(tǒng)中，其1/0控制功能適用于單處理器系統(tǒng)

14、結(jié)構(gòu)，也適于多處 理器結(jié)構(gòu)或分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。虛擬儀器技術(shù)不斷地?cái)U(kuò)展其功能及應(yīng)用范圍?，F(xiàn)在labview不僅能在pc上開 發(fā)測(cè)試程序，而且可以在嵌入式處理器和fpga ±設(shè)計(jì)硬件。這一技術(shù)也將最終 提供這樣的一個(gè)獨(dú)立環(huán)境，使用戶可以從設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)到定義硬件的功能。虛擬儀器正在繼續(xù)迅速發(fā)展，它的技術(shù)可以取代測(cè)量技術(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域的各類儀 器成為測(cè)試、工業(yè)i/o和控制和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主流技術(shù)。隨著pc、半導(dǎo)體和軟件 功能的進(jìn)一步更新，未來虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展將為測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一個(gè)極佳 的模式，并且使工程師們?cè)跍y(cè)量和控制方面得到強(qiáng)大功能和靈活性，從而適應(yīng)于 當(dāng)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展和科學(xué)研究不斷深化所提

15、出的更高更新的測(cè)量課題和測(cè) 量需求。虛擬儀器將會(huì)在科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。第二部分題目：虛擬儀器設(shè)計(jì)應(yīng)用一.功能設(shè)計(jì)1、熱電偶溫度測(cè)量線性度分析儀：可實(shí)現(xiàn)功能：對(duì)給定的熱電偶溫度計(jì)的溫度、熱電勢(shì)進(jìn)行曲線繪制，并對(duì)繪 制好的曲線分析其擬合系數(shù)、均方差、擬合值，對(duì)溫度變化、 熱電勢(shì)變化分別進(jìn)行積分、微分運(yùn)算，并繪制擬合后的曲線。設(shè)計(jì)思路：將測(cè)得的溫度及熱電勢(shì)分別由捆綁函數(shù)組成一個(gè)二維數(shù)組然后經(jīng) 二維圖顯示出來?；?qū)?shù)據(jù)經(jīng)由多項(xiàng)式擬合函數(shù)計(jì)算出擬合值、 擬合系數(shù)與均方差。或?qū)⑵浞謩e經(jīng)由微分、積分函數(shù)計(jì)算出其微 積分后的值然后分別由波形圖顯示出來。2、多功能正弦信號(hào)分析儀：可實(shí)現(xiàn)功能：對(duì)于滯后

16、九十度的正弦波響應(yīng)，可分析出其頻率響應(yīng)的相頻特 性、幅頻特性。同時(shí)可分析岀其頻率響應(yīng)的實(shí)部與虛部。將原 激勵(lì)正弦信號(hào)與均勻白噪聲混合后，經(jīng)過分析能夠分離出濾波 后的信號(hào)。設(shè)計(jì)思路：用正弦波發(fā)生器生成正弦波1,以其作為激勵(lì)信號(hào)，頻率為10hz 幅值為iv,初始相位為0度。相應(yīng)信號(hào)為一個(gè)同頻率、同幅值的 余弦信號(hào)，兩者之間有90的相位差。二者經(jīng)由頻率響應(yīng)（實(shí)部- 虛部）函數(shù)輸出頻率響應(yīng)的實(shí)部、虛部。二者經(jīng)由頻率響應(yīng)（幅 度-相位）函數(shù)輸出幅頻特性、相頻特性?；?qū)⒆鳛榧?lì)的正弦波 與均勻白噪聲信號(hào)混合，再通過濾波，提取出其中正弦信號(hào)。基本知識(shí)1、熱電偶溫度測(cè)量線性度分析儀：用到的控件及函數(shù)：經(jīng)典數(shù)值

17、輸入控件：溫度、熱電勢(shì)的輸入。經(jīng)典數(shù)值輸出控件：擬合值、擬合系數(shù)、均方差。廣義多項(xiàng)式擬合函數(shù)：通過最小二乘法返回?cái)?shù)據(jù)集（x、y）的多項(xiàng)式階數(shù)的 多項(xiàng)式擬合。創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)：可用來連接多個(gè)數(shù)組。積分x（t）函數(shù)：對(duì)采樣信號(hào)x進(jìn)行離散積分。求導(dǎo)x （t）函數(shù)：對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行求導(dǎo)。捆綁函數(shù)：將離散數(shù)據(jù)進(jìn)行捆綁。波形圖：顯示捆綁后的數(shù)組。用到的概念：數(shù)組：數(shù)組是相同數(shù)據(jù)類型的集合，一個(gè)數(shù)組可以是一維、二維或多維，每 一維最多可以有231-1個(gè)元素。數(shù)組的索引是從0開始的，范圍介 于0到n-1之，間。簇：是類似于文本編程語言中的記錄或結(jié)構(gòu)體。簇不同于數(shù)組的地方述在于 簇的大小是固定的。與數(shù)組一樣，簇包含的

18、不是輸入控件就是顯示控件。2、多功能正弦信號(hào)分析儀：用到的控件及函數(shù)：布爾真假函數(shù)。 正弦波函數(shù)：可用來產(chǎn)生正弦信號(hào)。頻率響應(yīng)函數(shù)：基于輸入信號(hào)計(jì)算頻率響應(yīng)和相關(guān)，結(jié)果返回為實(shí)部、虛部、 相關(guān)。波形圖函數(shù)：用來顯示產(chǎn)生的波形。均勻白噪聲函數(shù)：生成一個(gè)均勻分布的偽隨機(jī)波形，其值在(-a, a)范圍內(nèi)。 等待函數(shù)：等待指定長(zhǎng)度的毫秒數(shù)，并返回毫秒計(jì)時(shí)器的值。濾波器：將輸入信號(hào)濾波并輸出。捆綁函數(shù)：將獨(dú)立元素捆綁成組。用到的概念：數(shù)組：數(shù)組是相同數(shù)據(jù)類型的集合，一個(gè)數(shù)組可以是一維、二維或多維，每 一維最多可以有231-1個(gè)元素。數(shù)組的索引是從0開始的，范圍介于0到n-1之間。簇：是類似于文本編程語言

19、中的記錄或結(jié)構(gòu)體。簇不同于數(shù)組的地方還在于 簇的大小是固定的。與數(shù)組一樣，簇包含的不是輸入控件就是顯示控件。 while循環(huán)：當(dāng)循環(huán)次數(shù)不能預(yù)先確定時(shí)，就需用到while循環(huán)。如右圖。wh訂e循環(huán)包含兩個(gè)端口：條件端口畫1與重復(fù)端口回。條件端口輸入的是布爾變量，用于判斷循壞在什么條件下停止執(zhí)行。重復(fù)端口 i為 當(dāng)前的循環(huán)次數(shù)。三、程序設(shè)計(jì)1、熱電偶溫度測(cè)量線性度分析儀：(1) 前面板：(800. oxy田3532. 53027 52522. 52017. 51512. 51o7. 552. 5plotplot擬合系救均方差扌£1合値i。iioi規(guī)電瑪桐分妳電勢(shì)微分200o-200-4

20、00200400600800lo"溫反枳分8006004002001 - s2分析：輸入溫度的變化數(shù)據(jù)以及相對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)的值。點(diǎn)擊運(yùn)行。在xy波形圖 中顯示以溫度變化為x軸，以熱電勢(shì)為y軸的波形。同時(shí)在波形圖屮顯示 擬合后的線性曲線。在擬合系數(shù)、均方差、擬合值中分別顯示計(jì)算后數(shù)據(jù)。 在熱電勢(shì)微積分、溫度微積分中分別顯示對(duì)輸入數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化反應(yīng)的波 形顯示。以顯示輸入溫度、熱電勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)特性。(2)程序框圖:分析：“、熱電勢(shì)與溫度變化的數(shù)據(jù)分別由捆綁函數(shù)捆綁后經(jīng)創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)顯示 出波形圖來。另外，兩個(gè)數(shù)組經(jīng)由廣義多項(xiàng)式擬合函數(shù)將數(shù)組中數(shù)據(jù)進(jìn)行 線性擬合在同一波形圖中顯示。b、二維數(shù)組

21、的擬合系數(shù)、擬合值、均方 差均由廣義多項(xiàng)式擬合函數(shù)計(jì)算并顯示出。c、熱電勢(shì)與溫度變化的數(shù)據(jù) 分別由微積分函數(shù)計(jì)算后再捆綁，然后由波形圖分別顯示出來。2、多功能正弦信號(hào)分析儀:(1) 前面板:正弦信號(hào)相頻特性混疊原始信號(hào)頻率響應(yīng)的虛部截止頻率階數(shù)i | stop |采樣頻率1000濾波后的信號(hào)0-0.0714406 -7. 142881 -幅頻特性頻率響應(yīng)的實(shí)部分析：輸入濾波的采樣頻率、截止頻率以及階數(shù)。單擊運(yùn)行按鈕，則在正弦信號(hào) 的波形圖框中會(huì)顯示生成的波形圖。在頻率響應(yīng)的虛部會(huì)顯示以此正弦信 號(hào)為激勵(lì)信號(hào)的頻率響應(yīng)虛部波形。同時(shí)在頻率相應(yīng)實(shí)部的波形圖中會(huì)顯 示此波形的頻率響應(yīng)的實(shí)部波形。在相

22、頻特性波形圖框中會(huì)顯示以此正弦 波為激勵(lì)的相頻特性，同吋在幅頻特性圖框中顯示幅頻特性。在混疊原始信號(hào)的框圖中會(huì)顯示原止弦信號(hào)與白噪聲信號(hào)的混合信號(hào)。在濾波后的信 號(hào)框圖中會(huì)顯示分離后的信號(hào)。點(diǎn)擊stop按鈕，則停止噪聲混合及濾波。分析：使用正弦波發(fā)生器生成正弦波形作為激勵(lì)，激勵(lì)信號(hào)的頻率為10hz幅值 為iv,初始相位為0度。另一個(gè)產(chǎn)生的波形為其響應(yīng)信號(hào)，是同頻率、 同幅值的余弦信號(hào)，兩者之間有90度的相位差。二者經(jīng)由頻率響應(yīng)（實(shí) 部-虛部）函數(shù)輸出頻率響應(yīng)的實(shí)部、虛部。二者經(jīng)由頻率響應(yīng)（幅度- 相位）函數(shù)輸出幅頻特性、相頻特性。wh訂e循環(huán)中，將白噪聲信號(hào)經(jīng)過 采樣與生成的正弦波相混合，將生

23、成的波形與采樣頻率等參數(shù)進(jìn)行捆綁分 別顯示出混疊原始信號(hào)和濾波后的信號(hào)。四、程序運(yùn)行效果1、熱電偶溫度測(cè)量線性度分析儀：io. ooo.736.93814.3921.212.275【28 021|29 12810 950 口2 2059. 0214 42315.39118 41220 642.501plotplot 1擬合系數(shù)xy田0200400600800.28436.0399k.00000$o 2212扌以合值oo. 5竣電環(huán)積分30-20-1o-o-歡電第瀕分溫廈檄分分析：輸入二維數(shù)組數(shù)據(jù)被擬合成線性曲線并在波形圖中顯示擊來。其微分波形 圖的平穩(wěn)性顯示數(shù)據(jù)的線性度比較好。2、多功能止弦信

24、號(hào)分析儀:正弦信號(hào)相頻特性混疊原始信號(hào)320.822-0-320.822-l"t""t00.51頻率響應(yīng)的虛部0100 200 300 400 5000100 200 300 400 500采樣頻率1000幅頻特性截止頻率卻20階數(shù)濾波后的信號(hào)頻率響應(yīng)的實(shí)部分析：此圖上的頻率響應(yīng)的虛部的波形、頻率響應(yīng)的實(shí)部的波形、相頻特性的波 形、幅頻特性的波形、混疊原始信號(hào)的波形、濾波后的信號(hào)均是由正弦信 號(hào)來展開的波形分析。五、報(bào)告總結(jié)1、熱電偶溫度測(cè)量線性度分析儀：?jiǎn)栴}及解決方法：(1) 編程時(shí)應(yīng)先在前面板屮選擇好合適的輸入、輸出控件，以便在程序框 圖中方便使用。(2) 編程時(shí)注意管腳的使用，比如本程序中的捆綁函數(shù)，連接