采用LabVIEW 8.2的多用虛擬電壓表原理及設(shè)計(jì)

另外，在模擬狀態(tài)下，信號(hào)頻率以赫茲或者每秒周期數(shù)為單位。但是在數(shù)字系統(tǒng)中，通常使用數(shù)字頻率，它是信號(hào)頻率與采樣頻率的比值，被稱為標(biāo)準(zhǔn)頻率。所以，在框圖程序中，應(yīng)當(dāng)在信號(hào)頻率與采樣頻率之間加載一個(gè)除法器。

在波形發(fā)生程序按照規(guī)定的參數(shù)產(chǎn)生波形后，如果將波形直接輸入波形顯示控件，那將是錯(cuò)誤的。因?yàn)椴ㄐ物@示控件，并不像數(shù)據(jù)顯示控件那樣只需要一個(gè)或一組數(shù)據(jù)，因此波形能否按規(guī)定顯示出來，取決于輸入的幾組不同且具有決定性的數(shù)據(jù)，例如周期、相位等。在該設(shè)計(jì)中，將z軸起始坐標(biāo)、周期、波形捆綁成一個(gè)數(shù)組，同時(shí)輸入到波形顯示控件中。
3．2 數(shù)據(jù)處理部分
數(shù)據(jù)處理部分的作用，就是將產(chǎn)生出的信號(hào)通過不同形式的檢波、計(jì)算，得出規(guī)定的不同的結(jié)果。在該設(shè)計(jì)中同時(shí)顯示交流有效值、峰值和平均值。對(duì)于一個(gè)純粹的交流電壓，正半周期信號(hào)與負(fù)半周期信號(hào)對(duì)稱，U的平均值等于零，所以一般不直接測(cè)量平均值。在設(shè)計(jì)時(shí)，按函數(shù)→數(shù)值→絕對(duì)值取交流電壓的絕對(duì)值，然后求平均值，取全波平均值。交流電壓中的最大值，即為峰值。可以通過比較數(shù)據(jù)求出最大值，這需要使用波形最大、最小子虛擬儀器來處理框圖。有效值顯示：在函數(shù)→信號(hào)處理→波形測(cè)量中選擇基本平均直流均方根。其框圖符號(hào)如圖3所示。

圖3中，DC value為測(cè)量的直流分量；RMS為value測(cè)量有效值；reset用于重啟過去記錄的時(shí)間信號(hào)、平均測(cè)量的參數(shù)；averaging type是測(cè)量中的平均類型，在單個(gè)模塊VI中，可依據(jù)輸入記錄長度自動(dòng)設(shè)置平均時(shí)間；Window是在DC／RMS計(jì)算之前，用于記錄時(shí)間的窗；erroe in是在該VI運(yùn)行之前描述錯(cuò)誤環(huán)境，默認(rèn)值為no error。如果錯(cuò)誤已經(jīng)發(fā)生，該VI在errorout端返回錯(cuò)誤代碼，子VI在無錯(cuò)誤時(shí)才正常運(yùn)行。
3．3 開關(guān)部分
用一個(gè)while條件語句設(shè)計(jì)整個(gè)框圖程序，當(dāng)模擬電壓開關(guān)為“1”時(shí)，虛擬電壓表工作，條件語句中的程序開始運(yùn)行；當(dāng)模擬開關(guān)為“0”即關(guān)時(shí)，條件語句中的程序停止運(yùn)行，虛擬電壓表不工作。設(shè)計(jì)好的流程圖如圖4所示。

4 結(jié) 語
經(jīng)過實(shí)際使用，虛擬電壓表所有的控制鍵和功能正常，符合使用要求。需要指出的是，在設(shè)計(jì)該虛擬電壓表時(shí)，簽于教學(xué)使用的目的，僅從功能上考慮，并未對(duì)虛擬電壓表的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行深入研究。事實(shí)上，峰值是取樣值的最大值，而取樣點(diǎn)不可能取得太多，否則運(yùn)行速度太慢，因此顯示的峰值與理論值是有差別的，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意合理選擇參數(shù)。
在LabVIEW圖形化語言環(huán)境下設(shè)計(jì)的虛擬儀器簡單快捷，用戶完全可根據(jù)測(cè)試功能的需要，調(diào)用不同功能的軟件模塊，以組建自己的儀器。這對(duì)測(cè)量者，尤其是高等院校的實(shí)驗(yàn)室是非常方便的。可在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，根據(jù)不同的教學(xué)層次，設(shè)計(jì)不同檔次的儀器為教學(xué)服務(wù)。如何針對(duì)不同的教學(xué)目的，分別對(duì)硬件驅(qū)動(dòng)程序部分、虛擬面板部分、信號(hào)的后期處理部分進(jìn)行部分或完整的設(shè)計(jì)，信號(hào)的后期處理程序可以設(shè)計(jì)成一個(gè)獨(dú)立的功能模塊，能夠?qū)Σ蓸有盘?hào)進(jìn)行非實(shí)時(shí)的在現(xiàn)和離線分析，既滿足了學(xué)生的要求，又避免了設(shè)備的重復(fù)購置。