虚拟仪器设计基础教程
基本信息·出版社：清华大学出版社 ·页码：276 页 ·出版日期：2008年10月 ·ISBN：7302181047/9787302181040 ·条形码：9787302181040 ·版本：第1版 · ...
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基本信息·出版社：清华大学出版社
·页码：276 页
·出版日期：2008年10月
·ISBN：7302181047/9787302181040
·条形码：9787302181040
·版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：普通高等教育“十一五”国家级规划教材
内容简介 《虚拟仪器设计基础教程》以LabVIEW的最新版本8.5中文版为基础，介绍虚拟仪器设计的基本知识。全书共13章，可分为三大部分： 第1~3章介绍检测技术的基础知识，包括传感器、数据采集、误差评定、信号处理和虚拟仪器等； 第4~12章介绍LabVIEW语言的基本内容和编程方法，包括LabVIEW基础、VI编辑与调试技术、程序结构、数组、簇和波形、图形显示、字符串和文件I/O、采集卡条件下的数据采集、LabVIEW中的信号分析和一些高级应用； 第13章介绍一些虚拟仪器设计与应用的实例，包括轴承缺陷故障诊断、功率测量、信号发生器、基于声卡的声音识别、贪吃蛇游戏和大型储罐底板缺陷检测器，这些例子难易程度不同、应用方面各异，较好地反映了虚拟仪器技术广阔的应用空间。
《虚拟仪器设计基础教程》可作为大专院校虚拟仪器及相关课程的教材或教学参考书，也可供从事相关工作的工程技术人员参考。
目录 第1章检测技术基础
1.1信号的分类
1.2检测系统误差分析
1.2.1误差的基本概念
1.2.2误差的来源及分类
1.2.3系统误差与随机误差的关系
1.2.4误差的传播
1.2.5测量不确定度评定
1.3传感器
1.3.1概述
1.3.2传感器的分类
1.3.3传感器的性能参数
1.3.4智能传感器与网络传感器
1.4数据采集
1.4.1采样定理
1.4.2典型数据采集系统的组成
1.4.3测量系统的连接方式
1.4.4触发
1.5检测系统的组成和性能
习题
第2章信号处理方法
2.1信号预处理
2.1.1放大
2.1.2模拟滤波
2.2标度变换
2.3数字信号处理的理论基础
2.3.1离散时间系统基础概念
2.3.2常用的时域分析方法
2.3.3常用的信号变换方法
2.3.4数字信号时频分析
2.3.5数字滤波器
习题
第3章虚拟仪器基础
3.1虚拟仪器的概念
3.2虚拟仪器的硬件系统
3.3虚拟仪器的软件系统
3.4LabVIEW简介
3.5虚拟仪器设计方法
习题
第4章LabVIEW基础
4.1启动LabVIEW
4.2LabVIEW程序的基本构成
4.2.1前面板和框图
4.2.2前面板和框图工具条
4.2.3图标和连接器
4.3LabVIEW的选板
4.3.1工具选板
4.3.2控件选板
4.3.3函数选板
4.3.4选板操作
4.4LabVIEW的基本数据类型
4.4.1数值数据类型
4.4.2布尔数据类型
4.5LabVIEW帮助和系统提供的例子
习题
第5章VI创建、编辑和调试
5.1创建一个VI
5.2子VI
5.2.1创建和编辑图标
5.2.2定义连接器
5.2.3创建子VI举例
5.3VI编辑技术
5.3.1创建对象
5.3.2选择对象
5.3.3移动对象
5.3.4复制和删除对象
5.3.5标注对象
5.3.6改变文本字体、大小、形状、颜色
5.3.7排列对象
5.3.8改变对象大小
5.3.9改变对象颜色
5.3.10建立和编辑连线
5.3.11其他编辑技术
5.4VI调试技术
习题
第6章程序结构
6.1循环结构
6.1.1While循环
6.1.2For循环
6.1.3循环结构内外的数据交换与自动索引
6.1.4移位寄存器和反馈节点
6.2条件结构
6.3顺序结构
6.3.1层叠式顺序结构
6.3.2平铺式顺序结构
6.4公式节点
6.5事件结构
习题
第7章数组、簇和波形
7.1数组
7.1.1数组的创建
7.1.2数组操作函数
7.2簇
7.2.1簇的创建
7.2.2簇的操作函数
7.3波形
7.3.1波形的创建
7.3.2波形操作函数
习题
第8章图形显示控件
8.1波形图
8.1.1波形图的数据格式
8.1.2定制波形图的属性
8.2波形图表
8.3XY图
8.4强度图表显示控件
8.5数字波形图
8.6三维图形控件
习题
第9章字符串和文件I/O
9.1字符串
9.1.1字符串控件
9.1.2字符串的显示方式
9.1.3字符串函数
9.2文件I/O
9.2.1文件I/O函数
9.2.2文本文件
9.2.3二进制文件
9.2.4数据记录文件
9.2.5其他文件类型
习题
第10章数据采集
10.1数据采集卡设置与测试
10.1.1数据采集卡的功能简介
10.1.2数据采集卡的软件配置
10.1.3数据采集卡的相关参数
10.2多通道的采样方式
10.2.1循环采样
10.2.2同步采样
10.2.3间隔采样
10.2.4采样方式的选择
10.3数据采集VI
10.3.1DAQ Assistant Express VI介绍
10.3.2DAQmx VI介绍
10.3.3DAQmx的任务状态模型
10.3.4DAQmx VI实例
10.4模拟输入
10.4.1DAQ单点模入
10.4.2DAQ波形模入
10.4.3DAQ连续模入
10.5模拟输出
10.5.1DAQ单点模出
10.5.2DAQ波形模出
10.5.3DAQ连续模出
10.6触发采集
10.6.1数字边沿触发
10.6.2模拟边沿触发
10.6.3模拟窗口触发
10.7数字I/O
10.7.1基本知识
10.7.2数字I/O简介
10.8计数器
10.8.1事件计数器
10.8.2脉冲发生
10.8.3频率测量
10.8.4周期脉宽测量
习题
第11章LabVIEW的信号分析与处理函数
11.1LabVIEW中的分析工具
11.2应用举例
11.2.1信号发生
11.2.2频域分析
11.2.3数字滤波
11.2.4时域分析
11.2.5曲线拟合
习题
第12章LabVIEW的高级应用
12.1局部变量和全局变量
12.1.1局部变量
12.1.2全局变量
12.1.3慎用局部变量和全局变量
12.2属性节点
12.2.1控件属性
12.2.2控件通用属性
12.2.3其他控件属性
12.2.4输入控件和显示控件的方法
12.2.5动态程序控制
12.2.6获取对象的引用
12.2.7属性节点和调用节点的用法
12.2.8动态调用VI
习题
第13章虚拟仪器设计举例
13.1轴承缺陷故障诊断
13.1.1轴承故障测试系统概述
13.1.2故障滚动轴承振动的数学模型
13.1.3故障诊断算法
13.1.4故障诊断算法的LabVIEW实现
13.1.5实验结果
13.2功率测量
13.2.1功率算法
13.2.2算法仿真
13.2.3实采测量
13.3信号发生器
13.3.1算法实现
13.3.2基本波形发生
13.3.3公式波形发生
13.3.4验证发生波形
13.3.5结果分析
13.4基于声卡的声音识别
13.4.1声卡的工作原理、性能指标
13.4.2声音识别技术
13.4.3LabVIEW中有关声卡的函数简介
13.4.4声音身份识别的软件实现
13.4.5结果分析
13.5贪吃蛇游戏
13.5.1算法设计
13.5.2程序描述
13.6大型储罐底板缺陷检测器
13.6.1概述
13.6.2储罐底板漏磁检测器结构
13.6.3虚拟仪器软件设计
13.6.4实验结果
附录《虚拟仪器设计基础教程》32学时教学大纲
参考文献
……
序言 虚拟仪器技术及其LabVIEW开发环境为各个学科的仪器研制提供了一个通用的软、硬件平台，这就使得编者可以为不同专业的学生开设一门共同的课程，为他们各自的检测问题指出一个基本通用的解决问题的思路。
1995年，编者开始接触美国国家仪器公司的产品，2000年建成了一个用于教学的虚拟仪器实验室，先后为本系、全校的本科生和研究生开设多门课程。这些课程定位为设计型的实验课程，典型的安排是32学时，其中1/3～1/2的学时用来介绍LabVIEW语言的基本内容，其余时间，学生在教师的指导下各自独立地完成一个虚拟仪器设计的题目，题目可以在教师列出的清单内选择，也可以做教师认可的自选题目。
在教材建设方面，我们实验室先后编写了《虚拟仪器实验》校内讲义、《LabVIEW编程与虚拟仪器设计》校内讲义和电子课件。在多年资料积累和经验总结的基础上，于2005年2月出版了教材《LabVIEW 7.1编程与虚拟仪器设计》，这本教材强调数据采集是虚拟仪器的本质和基础，信号处理在虚拟仪器中占有重要地位，以及对用户的可设计性是虚拟仪器的最主要特点。该教材的内容较深入，但门槛也较高，它要求学生具备相关专业的检测技术知识并且学过数字信号处理课程，更适合于研究生和少数本科专业高年级学生使用。《虚拟仪器设计基础教程》的定位有所不同，它期望能满足更多本科，甚至专科教学的需要，例如，可以作为面向全校理工科本科学生开设的虚拟仪器选修课的教材。鉴于此，《虚拟仪器设计基础教程》安排了前3章内容，用较少的篇幅将检测技术、信号处理和虚拟仪器涉及的基础知识做了简单介绍，方便学生自学及上课时参考。另外，在第13章中给出了6个具有代表性的虚拟仪器设计的例子，基本涵盖了虚拟仪器应用的大部分领域，有利于开拓学生的视野。这些例子大部分取材于学生的课程设计论文或清华大学虚拟仪器设计大赛的参赛作品，每个例子只给出了一种实现方法，并尽可能重现学生“原汁原味”的原创特点，个别例子的实现方法是学生“独创”的，对学生和读者具有一定的启发意义，并能引起学生的共鸣。需要说明的是，例子的实现方法可能不是最优的，也可能有的看起来实现得有点笨拙，能够起到抛砖引玉的效果是第13章希望达到的效果之一。《虚拟仪器设计基础教程》的其他章节主要介绍LabVIEW编程的基本内容，不求全，但对LabVIEW编程的基本知识的介绍较详细，便于读者自学。
《虚拟仪器设计基础教程》由黄松岭统稿，并执笔编写了第4~13章； 第1~3章由吴静执笔编写； 徐琛、郭健全参与编写了第4~12章书后习题及部分书内例子； 赵伟、侯国屏全面审校了《虚拟仪器设计基础教程》内容。
感谢赵伟教授、侯国屏教授对《虚拟仪器设计基础教程》编写工作的支持和帮助。赵伟教授虽然因工作繁忙没能亲自参与《虚拟仪器设计基础教程》编写工作，但认真审阅了全部书稿，逐字逐句地提出了宝贵的修改意见。另外，赵伟教授作为学术带头人，多年来为虚拟仪器实验室的建设也做出了重要的贡献。侯国屏教授为虚拟仪器相关教学及研究工作的开展做了大量有益工作，并以第一申请人的身份为《虚拟仪器设计基础教程》争取到了国家“十一五”规划教材立项，虽然他已经退休，但仍然时刻关心《虚拟仪器设计基础教程》的编写工作，提出了很多宝贵的意见。
感谢本研究所的汪芙平，他对第2章中信号处理内容提出了很多宝贵的修改意见。感谢本研究所的郝丽、董甲瑞在虚拟仪器实验方面的热情帮助。感谢王珅、孙喆、赵晓光、寒超等，《虚拟仪器设计基础教程》第13章参考了这些同学完成的论文、课程报告和虚拟仪器设计大赛参赛作品。
最后，感谢NI中国有限公司对《虚拟仪器设计基础教程》编写工作的支持，高校市场部陈庆全
、工程师汤敏热情地帮助我们解决了许多具体问题。
由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请读者指正，读者如需与作者联系，可发邮件至： huangsling@tsinghua.edu.cn。
文摘 插图：
