LabVIEW虚拟仪器实验报告指导书

机械工程学院

实验一   Labview基本操作 

1．实验目的

熟悉LabVIEW软件的基本编程环境。

2．实验内容

创建一个VI程序，并将此程序保存为子VI。此VI要实现的功能是：当输入发动转速时，经过一定运算过程，输出发动机温度和汽车速度值。

3．实验步骤

（1）启动LabVIEW，创建一个VI。

（2）在前面板中放置一个温度计控件，并修改控件标签名为发动机温度和设置最大值为100。该控件从“控件—经典—经典数值”子选项板中获得。

（3）按同样的方法在前面板中放置一个仪表控件，并修改仪表控件的标签名为汽车速度，标尺刻度范围为0～150。

（4）按同样的方法在前面板中放置一个数值输入控件，并修改控件标签名为发动机转速。

（5）从“窗口”下拉菜单中选择“显示程序窗口”切换到程序框图窗口。

（6）在程序窗口中创建乘法函数，该函数中函数选项板中的“函数—编程—数值”子选项板中选择，并和发动机转速输入控件连线，为乘法函数创建一个常量，修改为图中所示值。

（7）按同样的方法创建加法函数、平方根函数和除法函数，并按图中所示修改常量值和连好线。

（8）切换至前面板，在发动机转速控件中输入数值，点击运行按钮，运行VI程序。

（9）修改图标为T/V以表示该子VI输出量为发动机温度和汽车速度，并保存为vi.vi。

4．实验结果

前面板为：

程序框图为： 

5、实验心得体会

这次实验给了我们实践的机会，虽然实验题目并不复杂，但实验过程融合了我们学习的方方面面的知识，我们的实践水平有了一定程度的提高，对labview有了更加深入的认识，同时更加体会到实践对于理论学习的推动作用，我们在理论学习时遇到的一些问题，可能在实践时有更深入的认识。Labview是一个强大的开发软件，一定程度弥补了我们c语言方面的缺陷，可视化的编程环境成为吸引我的亮点所在。

实验二   典型信号虚拟发生器 

1．实验目的

1、 在理论学习的基础上，通过本实验熟悉正弦波、方波、三角波、锯齿波等几种典型信号的波形和参数特征，熟悉信号的时域波形变化趋势。 

2、掌握基本函数发生器运用。

2．实验要求

①利用基本函数信号发生器设计一个虚拟信号发生器；

②分别测试正弦波，三角波，方波等三种不同波形

③分别在不同频率，幅值，采样频率采样数据偏移量的情况测试上述波形

④完成实验报告。

3．实验步骤及内容

1、建立一个新的VI，保存为‘姓名+信号发生器’。

2、在程序框图中通过函数-信号处理-波形生成-基本函数发生器，放置一个基本函数信号发生器。

3、在基本函数信号发生器的频率接线处单击鼠标右键，创建一输入控键。

4、重复步骤3的操作，依次创建相应的输入按键。

5、函数-执行过程控制-While循环，放置一个While  循环。

6、函数-执行过程控制-While循环，放置一个时间延迟，并设置延迟时间。

7、在前面板中通过控件-图形显示控件-波形图，放置一个波形图。

8、按实验指导书所示电路连线。

4．实验结果

测试的方波为：

测试的三角波为：

测试的正弦波为：

程序框图为：

实验过程中，分别在不同频率、幅值、采样频率、采样数据偏移量的情况测试上述波形：

1)  信号发生器实现了双通道输出信号的要求。可以同时输出基本信号和任意输入波形的信号。 

2)  基本信号发生通道，可以输出正弦波、方波、三角波、锯齿波。可以随时进行切换，并可以通过可件来改变信号的幅值、频率、偏移量等。 

3)  任意波形发生通道，可以按任意输入的函数输出信号，同时可调节粗调、精件来改变信号的幅值、频率、偏移量等

4)  各通道之间互不干扰。信号之间切换顺畅，输出信号稳定、可控。

5、实验心得体会

        通过本次实验基本上掌握虚拟仪器的设计方法，认识到了Labview在工程应用中的强大潜力。提高了我在工程应用中创新设计的兴趣和在科研工作中的设计动手能力。

实验三 典型信号频谱分析 

1．实验目的

1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。 

2、了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。 

2．实验要求

① Labview-PPT3，按提示完成程序框图与前面板的设计

② 公式设置X=X1+X2+X3

③对不同波形采用不同函数进行FFT运算，填写实验数据

④完成实验报告            

3．实验步骤及内容

1.按实验二的方法，建立三个基本函数信号发生器； 

2.在程序框图中通过函数—Express—算术与比较—公式放置一公式编辑器，并设置为X1+X2+X3；

3.在程序框图中通过函数—信号处理—波形测量—FFT放置一FFT运算器，并完成相应的设置。并完成各模块间的连线，得到实验指导书所示的程序框图。 

4.在前面板放置相应的显示控件，得到实验指导书所示的前面板操作图。 

5.运行程序，按要求完成测试任务。 

4．实验结果

前面板：

程序框图：

实验过程中，将实验结果记录在下表：

通过对这些典型信号的频谱进行分析，对掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法大有益处，这次的实验应该是所有的LabVIEW中最难的，用LabVIEW的处理函数来进行时域频域分析，这点要好好学习，是LabVIEW中的综合应用，要我们明白做这些程序的意义所在，这点很需要我们去学习体会。

实验四 周期信号波形的合成和分解

1、实验目的

熟悉信号分析处理的使用 

2．实验要求

    1、熟悉信号分析与处理FFT、滤波器、公式运算器的使用

2、创建一个VI程序，程序中需要使用函数信号发生器，波形图控件、幅度谱和相位谱函数以及加法函数，此VI要实现的功能是：首先创建三个信号发生器，并为每个信号函数设置不同的、类型、频率、幅值。通过加法函数将三个正弦波形合成一个波形并输入到合成波形图的显示控件中，同时通过FFT运算，得到合成波形的频谱图，最后，经滤波器后，得到滤波后的图形，通过对公式以及滤波器的不同设置，观察各种波形的合成与分解结果。

3、实验步骤及内容

（1）按实验三的步骤建立一多功能函数信号发生器； 

（2）通过信号处理品—滤波器—Butterworth滤波器放置一滤波器，并完成相应的设置； 

（3）按图1所示程序框图完成程序设计； 

（4）按图2所示前面板图完成前面板的设计； 

（5）保存VI程序，按要求完成测试任务； 

4．实验结果

前面板为：

程序框图：

实验过程中，将实验结果记录在下表： 

通过本次周期信号波形的合成和分解的实验，熟悉了信号分析与处理FFT、滤波器、公式运算器的使用，在身边同学的帮助下完成了本次试验，由于时间比较仓促，通过对公式以及滤波器的不同设置，对各种波形的合成与分解结果没有进行深入的分析，但通过这几次实验，经过学习和查阅资料以及实际应用，对LabVIEW软件有了一定的了解，可以自己的设计一些简单的实际应用程序，对于LabVIEW软件以后还要继续学习和研究，有了本次labview的基础，对以后的学习会有很大的帮助。而且关于数字信号处理方面的知识得到了丰富和提高，尤其是数字信号处理从理论到实践操作提升了一个平台。