电子测量与仪器实验报告 - 图文

实验一 动态温度界面的设计

一、实验目的

1.掌握LabVIEW的基本使用方法

2.了解LabVIEW软件进行电路设计与仿真的步骤 3.熟练掌握动态温度界面的设计 4.了解温度计的使用方法

二、实验原理

数字温度计系统设计的内容主要分为三部分：一是对系统硬件

部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计；三是与设置上下报警温度比较，当温度超过设置范围内时，实现报警。通过ＤＳ１８Ｂ２０直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后在ＰＣ机上进行输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。数字温度计系统硬件部分由温度传感器、信号的处理、信号的采集及基于ＬａｂＶＩＥＷ环境的温度显示。

三、设计步骤

1.在电脑上打开LabVIEW软件，单击“File”菜单，在下拉菜单

中选择“New VI”选项，这样就新建一个空白的工作空间。

2.单机“File”菜单，在下拉菜单中选择“Save as”选项，命名为“实验一”将新建的文件保存到自己熟悉的地方。

3.前面板的设计

前面板包含两个温度计、温度显示框、报警指示灯、停止运行按钮。其中报警指示灯的作用是，当温度上升超过设定温度值上限（本

设计为6０℃）时，报警指示灯亮（变红），见下图（一）。

图（一）前面板设计

4.后面板设计

后面板由一个环路系统组成，其中包含Random Number、Greater、Multiply、温度计框图、温度计报警上限框图、报警灯框图、停止按钮。通过Random Number与100相乘产生一个随机温度，通过温度计检测，然后与报警设定值比较，比较器输出信号接指示灯。具体设计框图如下图（二）：

图（二）后面板设计 图（三）程序运行

四、实验运行结果

单击“Operate”选项，在下拉菜单中选择“Run”，进入运行状态。

当温度超过设定值（60℃）时，指示灯亮，见上图（三）。运行过程中可以通过“STOP”按钮，使程序停止。

实验二 仿真信号采集设计

一、实验目的

1.掌握LabVIEW的基本使用方法

2.了解LabVIEW软件进行电路设计与仿真的步骤 3.熟练掌握仿真信号采集设计

4.了解LabVIEW中虚拟仪器的相关使用方法以及产生仿真信号的相关过程 二、实验原理

基于LabVIEW设计的虚拟信号发生器能够产生周期信号和非周期信号，通过布尔控件选择周期信号和非周期信号。 其中，周期信号包括正弦波、三角波、方波、锯齿波等，其幅值、频率等参数可以利用布尔控件调节，同时可以设置选择是否添加噪声的模块，可以选择添加均匀自噪声等。非周期信号包括斜坡信号、冲激信号、公式信号，各种信号都提供了幅值、延迟等参数设置的控件，其中公式信号提供了输入一组函数，能够根据输入函数产生任意信号。另外，设置了波形存储模块，通过一个布尔控件选择是否存储，波形存储的路径可以选择。总之，该虚拟信号发生器能够提供各种常见的周期信号和特殊非周期信号，供信号分析与处理模块使用，同时，各种信号添加噪声后，可以用作实际信号的仿真信号使用。

三、设计步骤

1.在电脑上打开LabVIEW软件，单击“File”菜单，在下拉菜

单中选择“New VI”选项，这样就新建一个空白的工作空间。

2.单机“File”菜单，在下拉菜单中选择“Save as”选项，命名为“实验二”，将新建的文件保存到自己熟悉的地方。

3.前面板的设计

前面板包含一个产生仿真信号的虚拟仪器、一个参数旋钮开关Knob、停止运行按钮。其中参数旋钮开关的作用是调节虚拟仪器产生的仿真信号的峰值。见下图（一）。

图（一）前面板设计

4.后面板设计

后面板由一个环路系统组成，其中包含旋钮开关Knob结构框图、仿真信号Triangle框图、显示波形的波形图框图、停止按钮。通过旋钮开关Knob调节产生一个信号输出到仿真信号Triangle框图，然后仿真信号Triangle框图产生一个三角信号到波形图框图，通过波形图框图显示三角信号。具体设计框图如下图（二）：

图（二）后面板设计

四、实验运行结果

单击“Operate”选项，在下拉菜单中选择“Run”，进入运行状态。

通过调节旋钮开关Knob产生不同峰值的波形，见下图（三）。运行过程中可以通过“STOP”按钮，使程序停止。

图（三）程序运行

实验三 滤波器设计

一、实验目的

1.学会各种滤波器函数的调用与设计

2.对各种滤波器的效果进行对比分析 3.熟练掌握滤波器设计

4.了解LabVIEW中滤波器滤波相关过程

5.锻炼学生的动手能力，能清楚的分析出波形的频谱

二、实验原理

数字滤波器是数字信号分析中的重要组成部分，它实现对信号的滤波、提取、增强信号的有用分量、削弱无用的分量。经典滤波器的特点是输入信号中的有用的频率成分和希望滤除的频率成分各占有不同的频带，通过一个合适的选频滤波器达到滤波目的。但如果信号和干扰的频率相重叠，那么经典滤波器将无能为力，这时需要采用现代滤波器，如维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应滤波器等。从实现的网络结构或从单位脉冲响应分类，数字滤波器可以分为无限脉冲相应滤波器(Infinite impulse respose，IIR)和有限脉冲相应滤波器(Finite impulse respose，FIR)。与 IIR相比，FIR数字滤波器能够被设计成具有线性相位特性的滤波器。因此，它在要求具有线性相位的应用场合具有广泛的应用。数字滤波器的设计方法很多，其中较为常用的是窗函数设计法和频率采样设计法。 LabVIEW 提供了FIR 和IIR 滤波器VI，使用起来非常方便，只需要输入相应的指标参数即可，不需要进行复杂的函数设计和大量的运算。滤波器VI位LabVIE

流程图面板的Function>>Analyze>>Signal Processing>>Filters 上。基于LabVIEW的IIR 数字滤波器的设计 不同滤波器VI 滤波时均有各自的特点，因此它们用途各异。在利用LabVIEW 实现滤波功能时，选择合适的滤波器是关键，在选择滤波器时，可参照不同滤波器的特点，考虑滤波的实际要求来选择合适的滤波器

三、设计步骤

1.在电脑上打开LabVIEW软件，单击“File”菜单，在下拉菜

单中选择“New VI”选项，这样就新建一个空白的工作空间。

2.单机“File”菜单，在下拉菜单中选择“Save as”选项，命名为“实验三”，将新建的文件保存到自己熟悉的地方。

3.前面板的设计

前面板包含四个显示波形的虚拟仪器（其中一个显示输入信号的波形，一个显示滤波后的波形，一个显示输入信号的频谱，一个显示滤波后信号的频谱）、三个调节参数开关（其中一个调节采样频率，一个调节采样数，一个调节信号频率）、两个调节参数滑杆（其中一个调节滤波器截止频率，一个调节滤波器阶数）停止运行按钮。前面设计见下图（一）。

图（一）前面板设计

4.后面板设计

后面板由一个环路系统组成，其中包含三个部分程序框图，左边部分产生信号，中间部分滤波，右边部分频谱分析。具体设计框图如下图（二）：

图（二）后面板设计

四、实验运行结果

单击“Operate”选项，在下拉菜单中选择“Run”，进入运行状态。

通过调节采样频率开关、采样数开关、信号频率开关可以改变输入信号波形，通过调节截止频率滑杆、阶数滑杆可以改变输出波形。相应参数改变后各波形变化情况见下图。运行过程中可以通过“STOP”按钮，使程序停止。

1.调节信号频率，相应改变见下图（三）

图（三）改变信号频率后的波形

2.改变滤波器截止频率，相应改变见下图（四）

图（四）改变滤波器截止频率后的波形

3.改变滤波器阶数，相应改变见下图（五）

图（五）改变滤波器阶数后的波形

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4qsv.html