基于DAQ及LabVIEW的虛擬數(shù)字電壓表的設(shè)計

1．2 電壓表設(shè)計原理
基于DAQ及LabVIEW的數(shù)字電壓表包括直流電壓表和交流電壓表的功能，直流電壓表的設(shè)計原理如圖3所示，采用電壓-時間變換型原理。
電壓-時間變換型原理是指測量時將被測電壓值轉(zhuǎn)換為時間間隔△t，電壓越大，△t越大，然后按△t大小控制定時脈沖進(jìn)行計數(shù)，其計數(shù)值即為電壓值。電壓-時間變換型又稱為V-T型或斜坡電壓式。

傳統(tǒng)的交流電壓表按對波形響應(yīng)的輸出量分為峰值電壓表、均值電壓表和有效值電壓表，它們的工作原理類似，只是檢波電路的參數(shù)有所不同：峰值電壓表采用二極管峰值檢波器，表頭的偏轉(zhuǎn)正比于被測電壓(任意波形)的峰值；均值電壓表一般都采用二極管全波或橋式整流電路作為檢波器，表頭偏轉(zhuǎn)正比于被測電壓的平均值；有效值經(jīng)常采用熱電變換和模擬計算電路兩種方法實現(xiàn)測量，因此，對不同的測量對象必須選用不同的測量儀表。

2 基于LabVJEW的軟件程序設(shè)計
2．1 虛擬儀器的軟件系統(tǒng)
在系統(tǒng)設(shè)計中，傳統(tǒng)儀器的關(guān)鍵在硬件，而虛擬儀器的關(guān)鍵是軟件。其最核心的思想是利用計算機(jī)的硬／軟件資源，使本來需要硬件實現(xiàn)的技術(shù)軟件化(虛擬化)，以便最大限度地降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)的功能與靈活性。因此要完成虛擬儀器的測試功能，軟件的設(shè)計是關(guān)鍵。
LabVIEW是一種圖形化的編程語言，主要用來開發(fā)數(shù)據(jù)采集、儀器控制及數(shù)據(jù)處理分析等軟件，目前在國際測試、測控行業(yè)比較流行，在國內(nèi)的測控領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。它大大降低了程序設(shè)計的難度，使得測試工程師可以專注于實現(xiàn)儀器功能，而不是跟程序文本代碼做艱苦斗爭?；贚abVIEW的虛擬儀器測試軟件設(shè)計包括前面板的設(shè)計及后臺圖形化控制程序的設(shè)計。
2．2 基于虛擬儀器技術(shù)的電壓表的軟件實現(xiàn)
根據(jù)前面分析的數(shù)字電壓表的原理及測試方法，系統(tǒng)能完成直流和交流電壓的測試功能，本文設(shè)計的電壓表主要用于實驗室教學(xué)設(shè)備，主要是讓學(xué)生掌握電壓表的電路構(gòu)成、電壓表的工作原理、電壓表的測試方法以及交流電壓表對正弦波形和非正弦波形的不同響應(yīng)。則虛擬電壓表應(yīng)具有電源開關(guān)控制、輸入?yún)?shù)控制、波形顯示、峰值、有效值和平均值三種結(jié)果顯示，且輸入信號的采樣可調(diào)節(jié)等功能。