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实验34基于LabVIEW的虚拟仪器技术

光信息科学与技术专业

【实验目的】

1.了解虚拟仪器技术的基本概念。

2.熟悉并掌握LabVIEW8.2软件的开发环境及基本使用方法。

3.学习编写基于USB接口的虚拟数据采集器的方法。

【仪器设备】

计算机1台（Windows操作系统，安装LabVIEW8.2软件），NIUSB6008多通道数据采集器一只，

便携式数字万用表一只，示波器一台，函数信号发生器一台，1.5V电池一只，导线若干，钟表

用一字螺丝批一把

【安全注意事项】

在整个实验过程中，NIUSB6008多通道数据采集器的任何一个模拟信号输入端口的输入电压的

峰值不能大于10V，而数字信号端口的输入输出电压峰值不能大于5.8V，否则会造成损坏。

【实验原理】

测控仪器已经经历了模拟（指针）式仪器、数字式仪器、智能化仪器等三个阶段，现在的重要

发展方向是虚拟仪器（VirtualInstrument，简称VI）技术。为了便于与VI区分，习惯上称前三种仪

器为传统仪器。传统仪器在使用过程存在几个明显的缺点：

a.一台传统仪器只能实现较单一的功能，扩展性、互换性、升级性较差。

b.在需要自动测量和控制的情况下，特别是需要自行开发专用的测控系统时，通常都需要编制

控制程序。

随着个人计算机的出现，将计算机与测控仪器紧密结合在一起的虚拟仪器技术很好地克服了传

统仪器的上述缺陷。计算机和仪器的结合是目前仪器发展的一个重要方向，这种结合大概有两种方

式：一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器；另一种方式是将仪器装入计

算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式

1.虚拟仪器技术简介

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所谓虚拟仪器是指基于计算机的测控平台，它可以代替传统的测控仪器，如示波器、逻辑分析

仪、信号发生器、频谱分析仪等；可集成于自动控制、工业控制系统；可自由构建成专有仪器系统。

如图1所示，一台完整实用的虚拟仪器主要由三个部分组成：虚拟仪器平台、开发软件、模块化I/O

硬件。

（1）虚拟仪器平台是虚拟仪器的核心，运行着虚拟仪器开发软件，控制着整台虚拟仪器的工作。

（2）虚拟仪器开发软件可实现对各种模块化I/O设备的控制。

（3）模块化I/O硬件是指通过PCI、PXI、PCMCIA、USB、1394、GPIB等各种接口与虚拟仪器平

台连接，以实现各种测控功能的硬件设备。这些硬件大多是完成一些最基本的物理量的测控，通过

这些基础硬件的不同组合，就可以实现多种测控仪器的功能。由于这些仪器本身都没有面板，其控

制和显示都通过计算机屏幕上出现的“虚拟面板”来完成，而不是传统意义上的一台“独立”的仪

器，因此称为虚拟仪器。

2.LabVIEW简介

LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境(LaboratoryVirtualInstrumentWorkbench)的简称。由于

LabVIEW中定义了数据模型、结构类型、模块调用语法规则等编程语言所需要的各种基本要素，在

功能完整性和应用灵活性上不逊于任何高级语言，因此LabVIEW不仅仅是一个软件开发环境，而与

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常规的BASCI、C、Delphi等语言一样，是一种