測(cè)試工程及LabVIEW應(yīng)用

第1章緒論

1.1測(cè)試技術(shù)概述

1.1.1測(cè)試技術(shù)發(fā)展歷程

1.1.2現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)

1.1.3測(cè)試技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1.2測(cè)試系統(tǒng)概述

1.2.1測(cè)試系統(tǒng)的組成

1.2.2自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

1.2.3測(cè)試系統(tǒng)的分類

1.2.4測(cè)試系統(tǒng)主要性能指標(biāo)

1.2.5現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用狀況

1.3網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試工程概述

1.3.1網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試的定義

1.3.2測(cè)試中網(wǎng)絡(luò)的功能

1.3.3網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試的特點(diǎn)

1.3.4測(cè)試網(wǎng)絡(luò)化的意義

1.4LabVIEW與測(cè)試工程

1.4.1LabVIEW概述

1.4.2LabVIEW開發(fā)測(cè)試軟件的優(yōu)勢(shì)

1.5測(cè)試工程學(xué)主要研究?jī)?nèi)容

第2章LabVIEW測(cè)試軟件開發(fā)入門

2.1LabVIEW程序的基本構(gòu)成

2.1.1前面板

2.1.2框圖

2.1.3連線板

2.2LabVIEW編程環(huán)境

2.2.1啟動(dòng)界面

2.2.2控件選板與函數(shù)選板

2.2.3工具欄

2.2.4菜單

2.2.5在線幫助系統(tǒng)

2.3數(shù)據(jù)類型

2.3.1基本數(shù)據(jù)類型

2.3.2復(fù)合數(shù)據(jù)類型

2.4局部變量和全局變量

2.4.1局部變量

2.4.2全局變量

2.5程序流程控制

2.5.1順序結(jié)構(gòu)

2.5.2條件結(jié)構(gòu)

2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)

2.5.4事件結(jié)構(gòu)

2.6數(shù)據(jù)的圖形顯示

2.6.1波形圖表

2.6.2波形圖

2.6.3XY圖

2.7VI設(shè)計(jì)

2.7.1創(chuàng)建對(duì)象

2.7.2選擇對(duì)象

2.7.3移動(dòng)對(duì)象

2.7.4復(fù)制和刪除對(duì)象

2.7.5對(duì)齊和分布對(duì)象

2.7.6調(diào)整對(duì)象大小

2.7.7調(diào)整對(duì)象層序

2.7.8修改對(duì)象外觀

2.7.9連線

2.8VI的調(diào)試及工具使用

2.8.1調(diào)試工具欄

2.8.2高亮執(zhí)行

2.8.3探針和斷點(diǎn)

2.8.4常見(jiàn)錯(cuò)誤

2.9子VI設(shè)計(jì)

2.9.1子VI的概念與VI層次結(jié)構(gòu)

2.9.2創(chuàng)建子Ⅵ

2.9.3修改連線板

2.9.4編輯圖標(biāo)

2.9.5設(shè)置VI屬性

2.9.6使用子VI

2.10資源管理和程序編譯方法

2.10.1項(xiàng)目瀏覽窗口

2.10.2編譯文件

2.10.3應(yīng)用程序生成方法

2.10.4安裝程序生成方法

第3章數(shù)據(jù)采集

3.1概述

3。2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本構(gòu)成

3.2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件

3.2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件

3.3采樣定理的應(yīng)用

3.4信號(hào)分類

3.5信號(hào)調(diào)理

3.5.1常見(jiàn)的信號(hào)調(diào)理方法

3.5.2信號(hào)調(diào)理器的選型原則

3.6測(cè)量系統(tǒng)的連接

3.6.1測(cè)量系統(tǒng)的三類連接方式

3.6.2測(cè)量浮動(dòng)信號(hào)的連接方式

3.6.3測(cè)量接地信號(hào)的連接方式

3.7數(shù)據(jù)采集卡

3.7.1數(shù)據(jù)采集卡的功能

3.7.2數(shù)據(jù)采集卡的選型

3.7.3數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動(dòng)軟件

第4章LabVIEW的數(shù)據(jù)采集編程

4.1NI-DAQ概述

4.1.1傳統(tǒng)NI-DAQ VI

4.1.2NI-DAQmx VI

4.1.3DAQ函數(shù)節(jié)點(diǎn)的常用術(shù)語(yǔ)

4.2模擬I/O參數(shù)的選擇

4.3模擬輸入

4.3.1單點(diǎn)采集及VI實(shí)現(xiàn)

4.3.2波形采集及VI實(shí)現(xiàn)

4.3.3連續(xù)采集及VI實(shí)現(xiàn)

4.4模擬輸出

4.4.1單點(diǎn)輸出及VI實(shí)現(xiàn)

4.4.2波形輸出及VI實(shí)現(xiàn)

4.4.3連續(xù)輸出及VI實(shí)現(xiàn)

4.5數(shù)字I/O

4.5.1讀/寫數(shù)字線及VI實(shí)現(xiàn)

4.5.2讀/寫數(shù)字端口及VI實(shí)現(xiàn)

4.6計(jì)數(shù)器VIs

4.6.1事件計(jì)數(shù)/定時(shí)及VI實(shí)現(xiàn)

4.6.2單個(gè)脈沖產(chǎn)生及VI實(shí)現(xiàn)

4.6.3連續(xù)脈沖產(chǎn)生及VI實(shí)現(xiàn)

4.6.4頻率測(cè)量及VI實(shí)現(xiàn)

4.6.5脈寬和周期測(cè)量及VI實(shí)現(xiàn)

4.7傳統(tǒng)NI-DAQ高級(jí)編程

4.7.1同步采樣

4.7.2異步采樣

4.7.3硬件觸發(fā)與同步

4.7.4同步技術(shù)

4.7.5狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)

4.7.6直接讀寫端口

4.8NI-DAQmx編程

4.8.1NI-DAQmx相關(guān)術(shù)語(yǔ)

4.8.2DAQ助手編程

4.8.3DAQmx仿真設(shè)備

4.9NI-DAQmx高級(jí)編程

4.9.1模擬輸入

4.9.2模擬輸出

4.9.3數(shù)字I/O

4.9.4計(jì)數(shù)器

4.9.5DAQmx屬性節(jié)點(diǎn)編程

第5章測(cè)試信號(hào)處理及LabVIEW實(shí)現(xiàn)

5.1信號(hào)處理概述

5.1.1信號(hào)處理的任務(wù)

5.1.2信號(hào)處理的方法

5.1.3LabVIEW中的信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)

5.2波形和信號(hào)生成

5.2.1波形和信號(hào)生成相關(guān)的VI

5.2，2波形信號(hào)生成舉例

5.2.3仿真信號(hào)的生成

5.3信號(hào)時(shí)域分析

5.3.1信號(hào)時(shí)域分析相關(guān)的VI

5.3.2波形測(cè)量舉例

5.3.3信號(hào)運(yùn)算舉例

5.4信號(hào)頻域分析

5.4.1信號(hào)的FFT分析

5.4.2數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

5.5信號(hào)變換

5.5.1信號(hào)變換相關(guān)的VI

5.5.2信號(hào)變換舉例

……

第6章網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試

第7章網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試及LabVIEW實(shí)現(xiàn)

第8章LabVIEW中數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)

第9章自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(ATS)

第10章自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)

《測(cè)試工程及LabVIEW應(yīng)用》既可作為大專院校測(cè)試技術(shù)、測(cè)試測(cè)量、儀器儀表、機(jī)械電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)高年級(jí)學(xué)生和研究生的教學(xué)用書，也可供從事LabVIEW的廣大工程技術(shù)人員，測(cè)試工程設(shè)計(jì)研發(fā)、使用維護(hù)及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)和研究人員參考。

LABVIEW有很多優(yōu)點(diǎn)，尤其是在某些特殊領(lǐng)域其特點(diǎn)尤其突出。

測(cè)試測(cè)量:LABVIEW最初就是為測(cè)試測(cè)量而設(shè)計(jì)的，因而測(cè)試測(cè)量也就是現(xiàn)在LABVIEW最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，LABVIEW在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域獲得了廣泛的承認(rèn)。至今，大多數(shù)主流的測(cè)試儀器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備都擁有專門的LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制這些硬件設(shè)備。同時(shí)，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的LabVIEW工具包。這些工具包幾乎覆蓋了用戶所需的所有功能，用戶在這些工具包的基礎(chǔ)上再開發(fā)程序就容易多了。有時(shí)甚至于只需簡(jiǎn)單地調(diào)用幾個(gè)工具包中的函數(shù)，就可以組成一個(gè)完整的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用程序。

控制:控制與測(cè)試是兩個(gè)相關(guān)度非常高的領(lǐng)域，從測(cè)試領(lǐng)域起家的LabVIEW自然而然地首先拓展至控制領(lǐng)域。LabVIEW擁有專門用于控制領(lǐng)域的模塊----LabVIEWDSC。除此之外，工業(yè)控制領(lǐng)域常用的設(shè)備、數(shù)據(jù)線等通常也都帶有相應(yīng)的LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序。使用LabVIEW可以非常方便的編制各種控制程序。

仿真:LabVIEW包含了多種多樣的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，特別適合進(jìn)行模擬、仿真、原型設(shè)計(jì)等工作。在設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備之前，可以先在計(jì)算機(jī)上用LabVIEW搭建仿真原型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，找到潛在的問(wèn)題。在高等教育領(lǐng)域，有時(shí)如果使用LabVIEW進(jìn)行軟件模擬，就可以達(dá)到同樣的效果，使學(xué)生不致失去實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

兒童教育:由于圖形外觀漂亮且容易吸引兒童的注意力，同時(shí)圖形比文本更容易被兒童接受和理解，所以LabVIEW非常受少年兒童的歡迎。對(duì)于沒(méi)有任何計(jì)算機(jī)知識(shí)的兒童而言，可以把LabVIEW理解成是一種特殊的"積木":把不同的原件搭在一起，就可以實(shí)現(xiàn)自己所需的功能。著名的可編程玩具"樂(lè)高積木"使用的就是LabVIEW編程語(yǔ)言。兒童經(jīng)過(guò)短暫的指導(dǎo)就可以利用樂(lè)高積木提供的積木搭建成各種車輛模型、機(jī)器人等，再使用LabVIEW編寫控制其運(yùn)動(dòng)和行為的程序。除了應(yīng)用于玩具，LabVIEW還有專門用于中小學(xué)生教學(xué)使用的版本。

快速開發(fā):根據(jù)筆者參與的一些項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，完成一個(gè)功能類似的大型應(yīng)用軟件，熟練的LabVIEW程序員所需的開發(fā)時(shí)間，大概只是熟練的C程序員所需時(shí)間的1/5左右。所以，如果項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間緊張，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用LabVIEW，以縮短開發(fā)時(shí)間。

跨平臺(tái):如果同一個(gè)程序需要運(yùn)行于多個(gè)硬件設(shè)備之上，也可以優(yōu)先考慮使用LabVIEW。LabVIEW具有良好的平臺(tái)一致性。LabVIEW的代碼不需任何修改就可以運(yùn)行在常見(jiàn)的三大臺(tái)式機(jī)操作系統(tǒng)上:Windows、Mac OS 及 Linux。除此之外，LabVIEW還支持各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備，比如常見(jiàn)的PDA、FPGA以及運(yùn)行VxWorks和PharLap系統(tǒng)的RT設(shè)備。

與 C 和BASIC 一樣，LabVIEW也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫(kù)。LabVIEW的函數(shù)庫(kù)包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù) 顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，等等。LabVIEW也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序(子VI)的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而 LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。VI指虛擬儀器，是 LabVIEW 的程序模塊。

LabVIEW 提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器(如示波器、萬(wàn)用表)類似的控件，可用來(lái)方便地創(chuàng)建用戶界面。用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板。使用圖標(biāo)和連線，可以通過(guò)編程對(duì)前面板上的對(duì)象進(jìn)行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。

簡(jiǎn)單回顧一下LabVIEW最近的發(fā)展歷史(也僅限于我能夠收集到的版本)，從這里也可以間接的體會(huì)到LabVIEW的發(fā)展速度有多快。從LabVIEW的軟件版本來(lái)看(我能收集到的)，應(yīng)該有LabVIEW 5系列、LabVIEW 6系列、LabVIEW 7系列和LabVIEW 8系列。發(fā)布年份可能有誤，以NI為準(zhǔn)。

LabVIEW 1.0 發(fā)布于:1986年，運(yùn)行在蘋果公司的Macintosh平臺(tái)上。

LabVIEW 2.0 發(fā)布于:1988年，1990年虛擬儀器面板和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)流獲兩項(xiàng)美國(guó)專利。

LabVIEW 3.0 發(fā)布于:1994年

LabVIEW 4.0 發(fā)布于:1996年

LabVIEW 5.0 發(fā)布于:1998年

LabVIEW 5.1.1 發(fā)布于:2000年3月

LabVIEW 6.02 發(fā)布于:2001年2月

LabVIEW 6.1 發(fā)布于:2002年1月

LabVIEW 7.0 發(fā)布于:2003年5月

LabVIEW 7.1 發(fā)布于:2004年4月

LabVIEW 7.1.1 發(fā)布于:2004年11月

LabVIEW 8.0 發(fā)布于:2005年10月

LabVIEW 8.0.1 發(fā)布于:2006年2月

LabVIEW 8.20 發(fā)布于:2006年8月

LabVIEW 8.2.1 發(fā)布于:2007年3月

LabVIEW 8.2.1f4 發(fā)布于:2007年9月

LabVIEW 8.5 發(fā)布于:2007年8月

LabVIEW8.5.1 發(fā)布于:2008年4月

LabVIEW8.6 發(fā)布于:2008年8月

LabVIEW8.6.1 發(fā)布于:2009年2月

LabVIEW 2010 發(fā)布于:2010年8月

LabVIEW 2011 發(fā)布于:2011年8月

LabVIEW 2012 發(fā)布于:2012年8月

LabVIEW 2013 發(fā)布于: 2013年8月

LabVIEW 2014 發(fā)布于: 2014年8月

從NI的LabVIEW版本號(hào)，可以看出:

1、 系列號(hào):5、6、7、8表示新的系列，軟件結(jié)構(gòu)或功能可能有重大改進(jìn)(付費(fèi)升級(jí))

2、 版本號(hào):5.x、6.x、7.x、8.x表示軟件有新的內(nèi)容或比較大的改進(jìn)(付費(fèi)升級(jí))

3、 版本號(hào):5.x.x、6.x.x、7.x.x、8.x.x表示軟件較上個(gè)版本進(jìn)行了修補(bǔ)(免費(fèi)升級(jí))