电子测量课程设计---虚拟数字电压表的设计.doc

常熟理工学院课程设计报告目 录第一章 前言. 2第二章 题目要求 2第三章 设计思路及流程图. 33.1 虚拟数字电压表总体设计方案 33.2 流程图 3第四章 软件设计 44.1 虚拟数字电压表框图设计 44.2 虚拟数字电压表框图程序说明 5第五章 系统调试及使用操作说明. 7第六章 总结. 9参考文献. 10第一章 前言 电子仪器与测试实验室是高等工科院校必备的教学实验条件。电压表更是不可或缺的测量仪器之一。传统的数字电压表采用a/d转换器件和通用集成逻辑器件来设计，这样的设计不便于系统功能修改和升级，缺乏灵活性，接线较复杂，故障率高。以单片机为核心的数字电压表设计是目前使用过最广泛的一种设计方式，但其工作速度较低，功能修改及调试需要硬件电路的支持。在本文设计中，结合虚拟仪器新技术来完成为数字电压表的设计，使其不但更有利于系统集成，提高系统的测量精度，适用于实验室测量，解决投资，维护等问题，还考虑到该仪器主要用于教学和实验，使用时，学生可通过操作，设置参数没，根据自己的需要来定义仪器的功能；同时现代测量仪器系统正向着智能化，自动化，小型化，模块化和开放系统的方向发展，基于虚拟仪器的电子测量仪器可满足这种要求。第二章 题目要求软件实验部分主要学习图形化编程软件labview的原理及编程方法，按照实验内容和要求进行操作，循序渐进地掌握vi程序及子程序的创建和调用，编辑和调试，各种结构、图表、图形和数组的使用，以及字符串和文件i/o的操作，熟悉labview的各种函数以及菜单，选项的作用和功能。硬件实验部分，主要了解pci-6024e多功能数据采集卡的使用方法和采集通道设置，并创建vi程序控制数据采集卡的i/o操作，利用信号发生器产生信号，实时检测，显示测量数据及波形，并写出课程设计报告。第三章 设计思路及流程图3.1虚拟数字电压表总体设计方案根据虚拟数字电压表的设计要求，可以知道其组成部分包括数据采集和数据处理显示两部分。数据采集部分采用ni公司pci-6024e卡获取电压信号或者产生模拟信号，数据处理部分软件基于虚拟仪器开发平台labview8.5进行开发，主要控制数据采集卡的数据采集，并对采集得到的数据进行分析处理并显示。3.2 流程图 开始设置数据采集卡显示交流电压参数读取采样数据对直流信号进行处理结束直流否是对交流信号进行处理显示直流电压参数图1 流程图第四章 软件设计4.1 虚拟数字电压表框图程序设计虚拟数字电压表工作状态由电源开关决定，框图程序设计如图2所示。图2 虚拟数字电压表框图程序4. 2虚拟数字电压表框图程序说明虚拟数字电压表框图程序采用模块化设计，主要分为数据采集模块（或软件生成模拟信号模块）和数据处理模块，其中数据处理显示模块里细分为交直流数据处理显示两个子模块。下面对虚拟数字电压表框图程序进行说明。1. 数据采集模块（或软件生成模拟信号模块）通过pci-6024e数据采集卡产生模拟信号并通过通道0采集，daq assitant输出的数据信号通过butterworth滤波器进行滤波处理。数据采集模块如图3所示。图3 数据采集模块2. 数据处理显示模块交流电压处理显示模块应用了波形测量选板里的幅值和电平测量函数，选取此函数，双击后在配置幅值和电平窗口选择均方根（有效值）、最大峰、最小峰和周期平均（平均值），点击确定即可。交流电压处理显示模块如图4所示图4 交流电压处理显示模块直流电压处理显示模块应用了幅值和电平测量函数，在配置幅值和电平测量窗口选取直流，点击确定即可，直流电压处理显示模块如图5所示。图5 直流电压处理显示模块第五章 系统调试及使用操作说明虚拟数字电压表前面板如图6所示。图6虚拟数字电压表前面板运行程序，按下开关按钮，将交直流开关打到交流档，测量交流电压，并在交流显示栏显示电压有效值、平均值、最大峰值和最小峰值，如图7所示。图7交流电压测量由波形图可知，最大峰值就是0.12运行程序，按下开关按钮，将交直流选择开关打到直流档，测量直流电压并在直流显示栏显示直流电压，运行结果如图8所示。图8 直流电压测量由波形图可知直流电压就是3.6第六章 总结本学期我们专业开设了电子测量课，这门课主要学习图形化编程软件labview的原理及编程方法，理论知识比较强。学习任何知识，仅从理论上去求知，而没有实践，探索是不行的，所以在学期末给我们安排一次虚拟仪器的课程设计是很及时的也很有必要的，这样不仅能加深我们平时所学的知识，而且还及时真正的做到学以致用。本次课程设计中，我们的设计内容是虚拟数字电压表的设计。这个设计项目注重软硬件结合，虚拟电子秤的硬件部分应用pci-6024e数据采集卡和dvcc-tes3压力实验平台，虚拟数字电压表硬件部分应用pci-6024e数据采集卡产生模拟信号并通过采集通道采集数据信号，软件部分主要学习图形化编程软件labview的原理及编程方法，并应用labview的各种函数以及菜单，选项的作用和功能，创建vi程序，完成课程设计要求。课程设计中，我们遇到了很多问题，通过老师的指导和同学的帮助，这些问题都得到了解决。这次课程设计历时一个星期，通过这一个星期的学习和动手实践，发现了自己在这门课方面的知识还有很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。- 11 -参考文献1胡仁喜，等.l