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模块一 虚拟仪器概述1

1.1 虚拟仪器的概念1

1.2 虚拟仪器的系统构成2

1.2.1 虚拟仪器系统总体结构2

1.2.2 通用仪器硬件平台4

1.2.3 虚拟仪器软件结构7

1.3 虚拟仪器软件开发平台8

1.3.1 常用的虚拟仪器软件开发平台8

1.3.2 LabVIEW简介9

模块二 数据采集基础12

2.1 输入信号类型12

2.1.1 数字信号和模拟信号12

2.1.2 接地信号和浮动信号14

2.2 数据采集的过程14

2.3 采样频率与信号频率15

模块三 数据采集设备18

3.1 数据采集设备的主要功能18

3.2 数据采集设备常见I/O信号描述21

3.3 数据采集设备的分类23

3.4 数据采集设备的技术指标24

3.5 数据采集设备的选择27

3.6 数据采集设备的配置与测试28

3.6.1 安装DAQ设备驱动程序28

3.6.2 DAQ设备配置与测试工具：MAX29

3.6.3 创建NI-DAQmx仿真设备31

3.6.4 在MAX中配置和测试DAQ设备32

3.7 测量信号时的连线34

3.7.1 测量信号的三类连线方式34

3.7.2 测量接地信号时的连接38

3.7.3 测量浮动信号时的连接39

模块四 数据采集中的信号调理43

4.1 信号调理的类型43

4.1.1 放大44

4.1.2 隔离45

4.1.3 滤波47

4.1.4 传感器激励47

4.1.5 线性线48

4.1.6 数字信号处理48

4.2 常用的信号调理设备形式48

4.3 信号调理器与数据采集设备的通信50

4.4 信号调理设备安装与设置50

模块五 LabVIEW基础54

5.1 启动LabVIEW54

5.2 LabVIEW程序的基本构成55

5.2.1 前面板和程序框图55

5.2.2 子VI、图标和连接器58

5.3 LabVIEW的选板59

5.3.1 工具选板59

5.3.2 控件选板60

5.3.3 函数选板62

5.4 示例演示64

5.4.1 NI范例查找器64

5.4.2 温度系统示例65

5.4.3 频率响应示例67

5.4.4 更多完美示例69

5.5 使用LabVIEW在线帮助系统69

5.6 温度监视器练习70

5.6.1 创建一个温度计71

5.6.2 创建温度计子VI74

5.6.3 温度监视器79

模块六 测量模拟输入信号85

项目一 快速模拟数据单点采集85

项目特点与分析85

项目实施86

项目拓展100

项目二 硬件定时多通道模拟信号N采集101

项目特点与分析101

项目实施102

方案一：使用NI-DAQmx API编程实现102

方案一拓展：波形图显示控件113

方案二：在MAX中创建NI-DAQmx任务编程实现116

方案二拓展：通过DAQmx任务常量快捷生成配置和范例121

方案三：利用DAQ助手生成NI-DAQmx代码编程实现123

项目三 硬件定时多通道模拟信号连续采集125

项目特点与分析126

项目实施126

方案一：使用NI-DAQmx API编程实现126

方案一拓展：确定合理的缓冲区读写速度137

方案二：在MAX中创建NI-DAQmx任务编程实现141

方案二拓展：通过DAQmx任务常量快捷生成代码143

方案三：利用DAQ助手生成NI-DAQmx代码编程实现144

项目四 多通道模拟信号连续采集数据存储与读取146

项目特点与分析147

项目实施148

方案一：以文本文件格式存取数据148

方案一拓展：提高文本文件的可读性157

方案二：以二进制文件格式存取数据163

方案三：以数据记录文件格式存取数据169

方案四：以波形文件格式存取数据173

方案五：以TDMS二进制测量文件格式存取数据176

项目五 信号触发的模拟信号采集179

项目特点与分析179

子项目1：数字边沿触发的多通道模拟信号N采集179

子项目2：模拟边沿触发的多通道模拟信号N采集181

子项目3：模拟窗触发的多通道模拟信号N采集181

模块七 产生模拟输出信号183

项目一 输出多通道直流电压信号183

项目特点与分析183

项目实施184

项目二 输出一段模拟波形数据187

项目特点与分析188

项目实施188

项目三 连续输出模拟波形数据190

项目特点与分析191

项目实施191

模块八 使用数字I/O192

项目一 读取DAQ设备N位数字线192

项目特点与分析192

项目实施192

方案一：使用DAQ助手快捷VI编程读取192

方案二：使用DAQmx API编程读取194

项目二 从多位数字线读取N采样195

项目特点与分析195

项目实施195

项目三 连续读取多位数字线196

项目特点与分析196

项目实施197

项目四 输出N位数字线197

项目特点与分析197

项目实施197

方案一：使用DAQ助手快捷VI编程输出197

方案二：使用DAQmx API编程输出198

项目五 从多位数字线输出N采样199

项目特点与分析199

项目实施199

项目六 连续输出多位数字线200

项目特点与分析200

项目实施201

模块九 使用计数器203

项目一 数字脉冲计数203

项目特点与分析203

项目实施204

方案一：使用DAQ助手快捷VI编程实现204

方案二：使用DAQmx API编程实现205

项目二 脉冲宽度测量206

项目特点与分析207

项目实施207

项目三 数字脉冲信号频率测量208

项目特点与分析208

子项目1：低频脉冲频率测量209

子项目2：高频双计数器频率测量211

子项目3：大范围双计数器频率测量213

项目四 生成脉冲序列214

项目特点与分析214

项目实施215

术语表217

参考文献219