虛擬儀器精選課件

第3章虛擬儀器第3章虛擬儀器第3章虛擬儀器教學(xué)重點(diǎn)

虛擬儀器的基本概念虛擬儀器的開發(fā)工具虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集虛擬儀器的信號(hào)處理第3章虛擬儀器教學(xué)重點(diǎn)3.1概述微處理器MPU程序存儲(chǔ)器（ROM）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ROM）I/O接口鍵盤顯示接口標(biāo)準(zhǔn)儀用通信接口A/D轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器鍵盤顯示外部?jī)x用標(biāo)準(zhǔn)總線信號(hào)調(diào)理模擬執(zhí)行器通信接口人機(jī)接口模擬量輸入輸出被測(cè)量

3.1概述微處理器程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器I/O接口基于計(jì)算機(jī)的儀器系統(tǒng)

ISA/PCI插卡式儀器RS232/485串行通信儀器打印口并行通信儀器GPIB/VXI/PXI總線儀器

計(jì)算機(jī)USB串行通信儀器測(cè)控對(duì)象INTERNET基于計(jì)算機(jī)的儀器系統(tǒng)ISA/PCIRS232/485打印催生虛擬儀器的土壤計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步芯片硬件軟件網(wǎng)絡(luò)LANsInternet總線AT催生虛擬儀器的土壤計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步芯片硬件軟件網(wǎng)虛擬儀器概念的提出虛擬儀器概念最早是由美國國家儀器公司（NationalInstrument，NI）在1986年提出的，這種儀器和個(gè)人計(jì)算機(jī)的概念相適應(yīng)，當(dāng)時(shí)被稱為個(gè)人儀器。（PersonalInstrument）。1986年，NI公司推出了圖形化的虛擬儀器編程環(huán)境LabVIEW，標(biāo)志著虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)基本成型，虛擬儀器從概念構(gòu)思變?yōu)楣こ處熆蓪?shí)現(xiàn)的具體對(duì)象。虛擬儀器概念的提出虛擬儀器概念最早是由美國國家儀器公司（Na1.虛擬儀器定義什么是虛擬儀器?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)。VirtualInstrument，VI1.虛擬儀器定義什么是虛擬儀器?VirtualInst軟面板插入計(jì)算機(jī)儀器卡虛擬儀器定義的理解插入計(jì)算機(jī)儀器卡虛擬儀器定義的理解虛擬的含義虛擬的儀器面板傳統(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；虛擬儀器的測(cè)控功能傳統(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。虛擬的含義虛擬的儀器面板2.虛擬儀器的特點(diǎn)

儀器=A/D+CPU+軟件TheSoftwareIsInstruments傳統(tǒng)儀器虛擬儀器關(guān)鍵是硬件關(guān)鍵是軟件開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用高開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用低技術(shù)更新周期長技術(shù)更新周期短價(jià)格高價(jià)格低，并且可重用性與可配置性強(qiáng)廠商定義儀器功能用戶定義儀器功能系統(tǒng)封閉、固定系統(tǒng)開放、靈活，與計(jì)算機(jī)的進(jìn)步同不易與其他設(shè)備連接容易與其他設(shè)備連接2.虛擬儀器的特點(diǎn)儀器=A/D+CPU+基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器基于GPIB總線方式的虛擬儀器基于VXI總線方式的虛擬儀器基于PXI總線方式的虛擬儀器基于LXI總線方式的虛擬儀器3.虛擬儀器的體系結(jié)構(gòu)基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器基于GPIB總線方式的虛擬儀器基第3章虛擬儀器精選課件基于USB總線的數(shù)據(jù)采集卡基于PCI總線數(shù)據(jù)采集卡DAQ產(chǎn)品基于USB總線的數(shù)據(jù)采集卡基于PCI總線數(shù)據(jù)采集卡DAQ產(chǎn)品NI的DAQ及VXI產(chǎn)品NI的DAQ及VXI產(chǎn)品PXI產(chǎn)品PXI產(chǎn)品PXIModulesLinktoOtherStandardsMXIGPIBVXIorVMEStand-aloneInstrumentPXISystemModulesModulesCompactPCIMXI-3PXIModulesLinktoOtherStan4.虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺(tái)軟件平臺(tái)基于文本式編程語言開發(fā)工具

VC++，VB，C++Build，LabWindows/CVI，Delphi等?；趫D形化編程語言開發(fā)工具

LabVIEW（NI公司）HPVEE（HP公司）4.虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺(tái)軟件平臺(tái)軟面板舉例：動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀軟面板軟面板舉例：動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀軟面板5.虛擬儀器的應(yīng)用航空航天教學(xué)核工業(yè)軍工通信測(cè)試鐵道…….5.虛擬儀器的應(yīng)用航空測(cè)量?jī)x器測(cè)量?jī)x器工業(yè)監(jiān)測(cè)工業(yè)監(jiān)測(cè)裝備性能測(cè)試裝備性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用其他應(yīng)用遠(yuǎn)程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)化儀器的應(yīng)用其他應(yīng)用遠(yuǎn)程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)化儀器的應(yīng)用6.虛擬儀器發(fā)展趨勢(shì)1)開放式數(shù)據(jù)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；2)高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展推動(dòng)著儀器發(fā)展，計(jì)算機(jī)具有儀器所需要的最先進(jìn)及性能價(jià)格比最好的顯示與存儲(chǔ)能力，尤其是計(jì)算機(jī)總線技術(shù)的發(fā)展；3)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，用于測(cè)試、測(cè)量與控制應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，幫助工程師和科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)更高的開發(fā)效率方向前進(jìn)；4)數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的性能的不斷提高，為測(cè)試技術(shù)水平的提高提供了可靠保證；5)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，”網(wǎng)絡(luò)即儀器”將成為新的概念，網(wǎng)絡(luò)化儀器必將在新世紀(jì)推動(dòng)儀器界新的革命。6.虛擬儀器發(fā)展趨勢(shì)1)開放式數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)將使虛擬儀器走上3.2虛擬儀器開發(fā)工具-LabVIEWLabVIEW

(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái))是美國NI公司推出的一種基于G語言(GraphicsLanguage，圖形化編程語言)的虛擬儀器軟件開發(fā)工具；目的：簡(jiǎn)化程序的開發(fā)工作，使用戶能快速、簡(jiǎn)便地完成自己的工作。3.2虛擬儀器開發(fā)工具-LabVIEWLabVIEW3.2.1LabVIEW的特點(diǎn)（1）編程簡(jiǎn)單，不需要記憶編程語言；（2）開發(fā)周期短；（3）高效性，這主要是以軟件做保證；（4）開放性，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更新擴(kuò)展，發(fā)展迅速；（5）自定義性，工程師們可以在非常廣泛的測(cè)量和控制應(yīng)用中自定義芯片級(jí)硬件功能；（6）性價(jià)比高，能一機(jī)多用。3.2.1LabVIEW的特點(diǎn)（1）編程簡(jiǎn)單，不需要記憶編3.2.2LabVIEW8.2開發(fā)平臺(tái)使用LabVIEW開發(fā)平臺(tái)編制的程序稱為虛擬儀器，簡(jiǎn)稱VI。VI由以下3部分構(gòu)成：前面板：即用戶界面；程序框圖：包含用于定義VI功能的圖形化源代碼；

圖標(biāo)和連線板：用以識(shí)別VI的接口，以便在創(chuàng)建VI時(shí)調(diào)用另一個(gè)VI。當(dāng)一個(gè)VI應(yīng)用在其他VI中，則稱為子VI。子VI相當(dāng)于文本編程語言中的子程序。3.2.2LabVIEW8.2開發(fā)平臺(tái)使用LabVIEW開1.前面板

前面板是VI的用戶界面。創(chuàng)建VI時(shí)，通常應(yīng)先設(shè)計(jì)前面板，然后設(shè)計(jì)程序框圖執(zhí)行在前面板上創(chuàng)建的輸入、輸出任務(wù)。1.前面板前面板是VI的用戶界面。創(chuàng)建VI時(shí)，通常應(yīng)先設(shè)計(jì)2.程序框圖程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱G代碼或程序框圖代碼。程序框圖由接線端、節(jié)點(diǎn)、連線和結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。接線端：是程序框圖中傳遞數(shù)據(jù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)?？丶泳€端用來為前面板上的對(duì)象與程序框圖傳遞數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)：是實(shí)現(xiàn)程序功能的基本單元，具有輸入、輸出端，在VI運(yùn)行時(shí)完成一定的操作。連線：是程序框圖中各個(gè)對(duì)象之間傳遞數(shù)據(jù)的通道。結(jié)構(gòu)：是文本編程語言中的循環(huán)和條件語句的圖形化表示。2.程序框圖程序框圖是圖形化源代碼的集合，圖形化源代碼又稱3.圖標(biāo)和連線板創(chuàng)建VI的前面板和程序框圖后，可創(chuàng)建圖標(biāo)和連線板，以便將該VI作為子VI調(diào)用。圖標(biāo)和連線板圖形：圖標(biāo)是VI的圖形化表示，可包含文字、圖形或圖文組合。

連線板用于顯示VI中所有輸入控件和顯示控件的接線端，類似于文本編程語言中調(diào)用函數(shù)時(shí)使用的參數(shù)列表。3.圖標(biāo)和連線板創(chuàng)建VI的前面板和程序框圖后，可創(chuàng)建圖標(biāo)3.2.3LabVIEW8.2的操作選板LabVIEW8.2包含3個(gè)操作選板:

工具選板控件選板函數(shù)選板

3.2.3LabVIEW8.2的操作選板LabVIEW81.工具選板1.工具選板2.控件選板控件選板包括創(chuàng)建前面板所需的輸入控件和顯示控件。2.控件選板控件選板包括創(chuàng)建前面板所需的輸入控件和顯示控件

經(jīng)典控件子選板

經(jīng)典控件子選板3.函數(shù)選板函數(shù)選板中包含創(chuàng)建程序框圖所需的VI和函數(shù)。3.函數(shù)選板函數(shù)選板中包含創(chuàng)建程序框圖所需的VI和函數(shù)。

編程子選板的圖標(biāo)、名稱及功能

編程子選板的圖標(biāo)、名稱及功能3.2.4LabVIEW8.2的菜單和工具欄

LabVIEW8.2菜單LabVIEW8.2的工具欄3.2.4LabVIEW8.2的菜單和工具欄LabVI3.2.5LabVIEW8.2中的數(shù)據(jù)類型支持的數(shù)據(jù)類型有：

數(shù)值型布爾型數(shù)組型字符串型波形數(shù)據(jù)類型簇

路徑

3.2.5LabVIEW8.2中的數(shù)據(jù)類型支持的數(shù)據(jù)類型3.2.6創(chuàng)建虛擬儀器1.創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器的一般步驟

（1）前面板設(shè)計(jì)

（2）程序框圖

（3）數(shù)據(jù)流編程

（4）功能檢驗(yàn)

（5）保存文件

3.2.6創(chuàng)建虛擬儀器1.創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器的一般步驟創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器兩數(shù)相加與兩數(shù)相減VI創(chuàng)建一個(gè)虛擬儀器兩數(shù)相加與兩數(shù)相減VI2.調(diào)試虛擬儀器

虛擬儀器的一般調(diào)試步驟

（1）運(yùn)行VI（2）清除語法錯(cuò)誤

（3）高亮顯示執(zhí)行過程

（4）單步執(zhí)行

（5）探針工具

（6）斷點(diǎn)

2.調(diào)試虛擬儀器虛擬儀器的一般調(diào)試步驟3.

創(chuàng)建和調(diào)用子VI構(gòu)造一個(gè)子VI的主要工作就是需先為子VI創(chuàng)建連線板和圖標(biāo)

3.創(chuàng)建和調(diào)用子VI構(gòu)造一個(gè)子VI的主要工作就是需先為子V調(diào)用子VI示例

前面板框圖程序調(diào)用子VI示例前面板4.虛擬儀器創(chuàng)建舉例測(cè)溫范圍：0~100oC測(cè)溫傳感器：AD590，靈敏度：1μA/K

例1虛擬溫度計(jì)4.虛擬儀器創(chuàng)建舉例測(cè)溫范圍：0~100oC例1虛擬溫虛擬溫度計(jì)VI前面板程序框圖虛擬溫度計(jì)VI前面板程序框圖例2

求Main(){inti,sum;Sum=0;For(i=1;i≤100;i++)sum=sum+i;Printf(“sum=%d”,sum);}

For循環(huán)程序設(shè)計(jì)舉例例2求Main()For循環(huán)程序設(shè)計(jì)舉例

While循環(huán)應(yīng)用示例main(){inta,i,n；a=1;i=0;scanf(“%d”,&n)；do{i=i+1；a=a*i；}while(i<n);printf(“n!=%d”,a)；}前面板和程序框圖

例3求N!While循環(huán)應(yīng)用示例main()前面板和程序框圖例3例4溫度采集報(bào)警程序前面板和程序框圖例4溫度采集報(bào)警程序前面板和程序框圖例5波形顯示設(shè)計(jì)一個(gè)程序，進(jìn)行2組數(shù)據(jù)采集，采樣間隔相同，但一個(gè)采集30點(diǎn)的數(shù)據(jù)，另一個(gè)采集50點(diǎn)的數(shù)據(jù)，用波形圖顯示測(cè)量結(jié)果。

顯示兩組數(shù)據(jù)VI的前面板和程序框圖

例5波形顯示設(shè)計(jì)一個(gè)程序，進(jìn)行2組數(shù)據(jù)采集，3.3虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集DAQ虛擬儀器又稱PC-DAQ儀器系統(tǒng)，其組成如下圖所示。它由一臺(tái)PC機(jī)和基于標(biāo)準(zhǔn)總線的采集卡（儀器卡）構(gòu)成，同時(shí)還配備有儀器驅(qū)動(dòng)軟件來支持硬件工作。3.3虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集DAQ虛擬儀器又稱PC-DAQ儀器1.數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試測(cè)試與自動(dòng)化資源管理器MAX是Measurement&AutomationExplorer的縮寫，是訪問計(jì)算機(jī)當(dāng)中NI的各種軟硬件資源的一個(gè)接口。1.數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試測(cè)試與自動(dòng)化資源管理器MAX是設(shè)備設(shè)置與測(cè)試在Measurement&AutomationExplorer的下拉菜單中，可利用Self-Test，TestPanels對(duì)采集卡進(jìn)行自檢，面板測(cè)試等操作。設(shè)備設(shè)置與測(cè)試在Measurement&Automati2.利用NIUSB-6009數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集主要技術(shù)指標(biāo)：8個(gè)模擬通道（14位、48位kS/s采樣速度）；2路14位模擬輸出通道；12個(gè)I/O通道；1個(gè)32位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器。

產(chǎn)品通過USB接口供電，不需要任何外接電源。它們均包括用于直接信號(hào)連接可拆卸螺孔端子、用于支持外部設(shè)備以及傳感器1個(gè)參考電壓、低噪音高精度的4層電路板，以及高達(dá)±35v的模擬輸入過電壓保護(hù)。

2.利用NIUSB-6009數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集主要技術(shù)

模擬輸入：AI0~AI7模擬輸出：AO0,AO1數(shù)字I/O：P0.0~P0.7,P1.0~P1.3定時(shí)/計(jì)數(shù)器：PFI0NIUSB-6009的接線端子分配

模擬輸入：AI0~AI7NIUSB-6009的接線端子分(1)利用NI-DAQmx采集函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集單通道數(shù)據(jù)采集VI(1)利用NI-DAQmx采集函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集單通道數(shù)據(jù)采集多通道數(shù)據(jù)采集VI多通道數(shù)據(jù)采集VI（2）利用NI-DAQmx函數(shù)構(gòu)建模擬輸出模擬輸出程序框圖前面板（2）利用NI-DAQmx函數(shù)構(gòu)建模擬輸出模擬輸出程序框圖前（3）利用NI-DAQmx函數(shù)構(gòu)建數(shù)字I/O輸出控制P0口的8根I/O線輸出狀態(tài)（3）利用NI-DAQmx函數(shù)構(gòu)建數(shù)字I/O輸出控制P0口的（4）工程實(shí)戰(zhàn)霍爾元件傳感器調(diào)理電路6009數(shù)據(jù)采集模塊Labview處理控制和顯示基于LabVIEW計(jì)數(shù)信號(hào)采集與控制平臺(tái)的構(gòu)建（4）工程實(shí)戰(zhàn)霍爾元件傳感器調(diào)理電路6009數(shù)據(jù)采集模塊La1）霍爾元件傳感器典型的線性型霍爾器件H031）霍爾元件傳感器典型的線性型霍爾器件H032）調(diào)理電路原理圖霍爾元件H03的管腳3輸出的交流電壓脈沖信號(hào)，通過C0601耦合到OP07的輸入端，經(jīng)OP07放大后，送至LM393電壓比較器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)，送至DAQ6009的計(jì)數(shù)通道。2）調(diào)理電路原理圖霍爾元件H03的管腳3輸出的交流電壓脈沖信3)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)采集與控制程序前面板程序框圖3)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)采集與控制程序前面板程序框圖3.4信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)產(chǎn)生是儀器系統(tǒng)的重要組成部分，要評(píng)價(jià)任意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的特性，必須外加一定的測(cè)試信號(hào)，其性能方能顯示出來。最常用的測(cè)試信號(hào)有正弦波、三角波、方波、鋸齒波、噪聲波及多頻波（由不同頻率的正弦波疊加而形成的波形）等。3.4信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)產(chǎn)生是儀器系統(tǒng)的重要組成部分，要評(píng)價(jià)任1.數(shù)字化頻率的概念ΔT為采樣間隔，T為信號(hào)周期，n為設(shè)一個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，則T=nΔT設(shè)采樣頻率：fs=1/ΔT而信號(hào)頻率：fx=1/T=1/(nΔT)=fS/n數(shù)字化頻率：

f=fx/fs=1/n即數(shù)字化頻率=信號(hào)頻率/采樣頻率離散正弦信號(hào)：1.數(shù)字化頻率的概念ΔT為采樣間隔，T為信號(hào)周期，n為設(shè)一個(gè)2.正弦信號(hào)產(chǎn)生例1：利用SineWave.vi產(chǎn)生正弦波前面板程序框圖

2.正弦信號(hào)產(chǎn)生例1：利用SineWave.vi產(chǎn)生正弦波信號(hào)發(fā)生器例2：創(chuàng)建一個(gè)可以產(chǎn)生正弦波、三角波、方波和鋸齒波的信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)發(fā)生器例2：創(chuàng)建一個(gè)可以產(chǎn)生正弦波、三角波、方波和鋸齒波3.5虛擬儀器的信號(hào)分析與處理為深入了解信號(hào)的物理實(shí)質(zhì)，將其進(jìn)行分類研究是非常必要的，從不同角度觀察信號(hào)，可分為：時(shí)域和頻域。時(shí)間幅值頻率時(shí)域分析頻域分析時(shí)域分析與頻域分析的關(guān)系3.5虛擬儀器的信號(hào)分析與處理為深入了解信號(hào)的物理實(shí)質(zhì)，將1.信號(hào)的時(shí)域分析時(shí)域分析是指在時(shí)間域內(nèi)研究系統(tǒng)在一定輸入信號(hào)的作用下，其輸出信號(hào)隨時(shí)間的變化情況；信號(hào)的時(shí)域描述:以時(shí)間為獨(dú)立變量，描述信號(hào)隨時(shí)間的變化特征，反映信號(hào)幅值隨時(shí)間變化的關(guān)系；優(yōu)點(diǎn):形象、直觀缺點(diǎn):不能明顯揭示信號(hào)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)1.信號(hào)的時(shí)域分析時(shí)域分析是指在時(shí)間域內(nèi)研究系統(tǒng)在一定輸入信號(hào)的時(shí)域分析舉例一相關(guān)分析所謂“相關(guān)”是指變量之間的線性關(guān)系；相關(guān)性是指信號(hào)的相似和關(guān)聯(lián)程度，相關(guān)分析不僅可用于確定性信號(hào)，也可用于隨機(jī)信號(hào)的檢測(cè)、識(shí)別和提取等；相關(guān)分析常用相關(guān)函數(shù)（自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)）或相關(guān)系數(shù)來描述；相關(guān)函數(shù)和功率譜(密度)是一對(duì)傅立葉變換。信號(hào)的時(shí)域分析舉例一相關(guān)分析所謂“相關(guān)”是指變量之間的線性關(guān)相關(guān)函數(shù)相關(guān)函數(shù)序列

自相關(guān)函數(shù)：反映了信號(hào)在時(shí)移中的相關(guān)性?；ハ嚓P(guān)函數(shù)：反映了兩個(gè)信號(hào)在時(shí)移中的相關(guān)性。相關(guān)函數(shù)相關(guān)函數(shù)序列自相關(guān)函數(shù)：反映了信號(hào)在時(shí)移中的相關(guān)性相關(guān)分析工程應(yīng)用實(shí)例

自相關(guān)分析：機(jī)械加工表面粗糙度相關(guān)分析工程應(yīng)用實(shí)例自相關(guān)分析：機(jī)械加工表面粗糙度互相關(guān)分析：地下輸油管道漏損位置的探測(cè)將兩拾音器測(cè)得的音響信號(hào)x1(t)和x2(t)進(jìn)行互相關(guān)分析，找出互相關(guān)值最大處的延時(shí)τ，即可由τ確定油管破損位置?；ハ嚓P(guān)分析：地下輸油管道漏損位置的探測(cè)將兩拾音器測(cè)得的音響信LabVIEW中的相關(guān)分析函數(shù)AutoCorrelation.viCrossCorrelation.viLabVIEW中的相關(guān)分析函數(shù)AutoCorrelati互相關(guān)運(yùn)算舉例前面板程序框圖

互相關(guān)運(yùn)算舉例前面板程序框圖2.信號(hào)的頻域分析頻域分析是采用傅立葉變換將時(shí)域信號(hào)X(t)變換為頻域信號(hào)X(f)，從而幫助人們從另一個(gè)角度來了解信號(hào)的特征；信號(hào)的頻域描述：應(yīng)用傅里葉變換，對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換(分解)，以頻率為獨(dú)立變量，建立信號(hào)幅值、相位與頻率的關(guān)系;特點(diǎn)：頻域描述抽取信號(hào)內(nèi)在的頻率組成，信息豐富，應(yīng)用廣泛。2.信號(hào)的頻域分析頻域分析是采用傅立葉變換將時(shí)域信號(hào)X(t時(shí)域-頻域關(guān)系的建立時(shí)域信號(hào)x(t)的傅里葉變換為:例如，50Hz正弦波信號(hào)x(t)=10sin(2*π*50*t)

其頻譜函數(shù)為轉(zhuǎn)換過程如圖所示:時(shí)域-頻域關(guān)系的建立時(shí)域信號(hào)x(t)的傅里葉變換為:例如，5頻域分析應(yīng)用描述信號(hào)的頻譜代表了信號(hào)在不同頻率分量處信號(hào)成分的大小，它能夠提供比時(shí)域信號(hào)波形更直觀、更豐富的信息。

頻域分析應(yīng)用描述信號(hào)的頻譜代表了信號(hào)在不同頻率分量處信號(hào)成分(1)快速傅立葉變換FFT的實(shí)現(xiàn)傅里葉變換是信號(hào)處理與數(shù)據(jù)處理中一個(gè)重要分析工具，其意義在于將時(shí)域與頻域信號(hào)聯(lián)系起來，通過頻域分析將復(fù)雜的信號(hào)分解為各個(gè)單一的頻率成分。FFT.vi(1)快速傅立葉變換FFT的實(shí)現(xiàn)傅里葉變換是信號(hào)處理與數(shù)據(jù)例:雙邊傅里葉變換前面板程序框圖頻率間隔與采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)的關(guān)系例:雙邊傅里葉變換前面板程序框圖頻率間隔與采樣頻率和采樣（2）頻譜分析頻譜分析是指把時(shí)間域的各種動(dòng)態(tài)信號(hào)通過傅里葉變換轉(zhuǎn)換到頻率域進(jìn)行分析。內(nèi)容包括:①頻譜分析：包括幅值譜和相位譜、實(shí)部頻譜和虛部頻譜；②功率譜分析：包括自譜和互譜；③頻率響應(yīng)函數(shù)分析：系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)頻譜之比；④相干函數(shù)分析：系統(tǒng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間譜的相關(guān)程度。（2）頻譜分析頻譜分析是指把時(shí)間域的各種動(dòng)態(tài)信號(hào)通過傅里葉變1）幅度譜和相位譜

LabVIEW8.2中，用于計(jì)算輸入序列的幅度譜和相位譜函數(shù)AmplitudeandPhaseSpectrum.vi的圖標(biāo)及端口如圖所示。等效數(shù)學(xué)運(yùn)算式公式：1）幅度譜和相位譜LabVIEW8.2中，用于計(jì)算輸入序列幅度譜分析舉例前面板程序框圖

幅度譜分析舉例前面板程序框圖2）功率譜LabVIEW8.2中，用于計(jì)算輸入序列的單邊自功率譜函數(shù)AutoPowerSpectrum.vi的圖標(biāo)及端口如圖所示。等效數(shù)學(xué)運(yùn)算式公式2）功率譜LabVIEW8.2中，用于計(jì)算輸入序列的單邊自功自功率譜分析舉例前面板程序框圖

自功率譜分析舉例前面板程序框圖3.數(shù)字濾波器數(shù)字濾波器即是以數(shù)值計(jì)算的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)離散化信號(hào)的處理，以減少干擾信號(hào)在有用信號(hào)中所占的比例，從而改變信號(hào)的質(zhì)量，達(dá)到濾波或加工信號(hào)的目的。

數(shù)字濾波器分為無限沖激響應(yīng)濾波器IIR有限沖激響應(yīng)濾波器FIR特點(diǎn)：精度高、穩(wěn)定性好、靈活性強(qiáng)、處理功能強(qiáng)3.數(shù)字濾波器數(shù)字濾波器即是以數(shù)值計(jì)算的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)離散化LabVIEW提供的濾波器函數(shù)LabVIEW提供的濾波器函數(shù)數(shù)字濾波器應(yīng)用舉例使用巴特沃斯濾波器提出正弦信號(hào)數(shù)字濾波器應(yīng)用舉例使用巴特沃斯濾波器提出正弦信號(hào)3.6虛擬儀器舉