虚拟仪器技术应用教程

本书针对应用型本科教育和新工科的特点，结合测控技术与仪器专业工程教育认证标准，为适应当今经济社会对专业人才的需求，以提升学生实践应用能力为目标，精心组织内容。本书共分三大模块，第一个模块（第1～8章）介绍虚拟仪器的概念和基础知识；第二个模块（第9～10章）介绍虚拟仪器数据采集系统和常用硬件设备；第三个模块（第11章）介绍8个基于虚拟仪器的测控系统设计案例，包括虚拟仪器测试平台设计、虚拟仿真系统设计和基于物联网技术的网络化虚拟仪器应用平台设计。本书内容组织合理，内容安排符合学习规律，将虚拟仪器基础性知识、常用的虚拟仪器测试平台设备和虚拟仪器系统设计应用案例等内容融为一体，强化工程意识，培养问题分析、设计开发、科学研究和复杂工程问题解决的能力。本书可作为普通高校测控技术与仪器、自动化、电子信息、通信、物联网、应用物理、机器人等应用型本科专业的教材，也可作为相关技术人员的参考用书。

前言
第1章虚拟仪器及LabVIEW概述1
1.1虚拟仪器概述1
1.1.1虚拟仪器概念1
1.1.2虚拟仪器组成1
1.1.3虚拟仪器开发环境2
1.2LabVIEW基础3
1.2.1LabVIEW的安装3
1.2.2启动LabVIEW10
1.2.3LabVIEW程序的基本构成11
1.2.4LabVIEW选项板13
1.2.5LabVIEW菜单栏及工具条17
1.2.6LabVIEW帮助18
1.2.7LabVIEW虚拟仪器设计流程20
思考题21
第2章数据类型22
2.1数值型22
2.1.1前面板控件22
2.1.2数值常用函数23
2.2布尔型23
2.2.1前面板控件23
2.2.2布尔常用函数24
2.3字符串25
2.3.1前面板控件25
2.3.2字符串常用函数25
2.4数组26
2.4.1前面板控件26
2.4.2数组常用函数27
2.5簇28
2.5.1前面板控件29
2.5.2簇常用函数29
2.6波形29
2.6.1波形数据30
2.6.2波形常用函数30
思考题31
第3章程序结构32
3.1顺序结构32
3.1.1平铺式顺序结构32
3.1.2层叠式顺序结构33
3.2分支结构35
3.2.1双分支结构35
3.2.2多分支结构36
3.3循环结构37
3.3.1While循环结构37
3.3.2For循环结构38
3.3.3移位寄存器与反馈节点39
3.4事件结构41
3.4.1通知型事件结构42
3.4.2过滤型事件结构44
思考题45
第4章图形显示46
4.1波形图表46
4.1.1波形图表的初始创建外观46
4.1.2波形图表个性化设置46
4.2波形图47
4.2.1波形图的初始创建外观48
4.2.2波形图个性化设置48
4.3XY图和Express XY图50
4.3.1XY图51
4.3.2Express XY图51
4.4强度图和强度图表52
4.4.1强度图52
4.4.2强度图表53
4.5三维图形54
4.5.1三维曲面图形55
4.5.2三维参数图形55
4.5.3三维线条图形55
思考题56
第5章文件的输入/输出57
5.1文本文件57
5.1.1文本文件的写入57
5.1.2文本文件的读取57
5.2二进制文件58
5.2.1二进制文件的写入58
5.2.2二进制文件的读取59
5.3电子表格文件59
5.3.1电子表格文件的写入59
5.3.2电子表格文件的读取60
5.4数据记录文件60
5.4.1数据记录文件的写入60
5.4.2数据记录文件的读取61
5.5波形文件62
5.5.1波形文件的写入62
5.5.2波形文件的读取62
思考题63
第6章变量与节点64
6.1变量64
6.1.1局部变量64
6.1.2全局变量66
6.2公式节点67
6.2.1公式节点的创建67
6.2.2公式节点实例68
6.3属性节点68
6.3.1属性节点的创建68
6.3.2常用属性运用69
6.4子VI71
6.4.1子VI的创建71
6.4.2子VI的调用74
6.5菜单设计75
6.5.1菜单栏菜单设计75
6.5.2快捷菜单设计78
思考题80
第7章信号分析与处理81
7.1波形和信号生成81
7.1.1波形生成81
7.1.2信号生成84
7.2波形调理86
7.2.1数字滤波86
7.2.2加窗87
7.3波形测量88
7.3.1时域测量88
7.3.2频域测量89
7.4信号运算90
7.4.1卷积90
7.4.2相关91
7.4.3缩放91
7.5窗91
7.5.1时域缩放窗92
7.5.2对称窗92
7.5.3窗属性93
7.5.4HanNI ng窗93
7.6滤波器93
7.6.1Butterworth滤波器93
7.6.2Chebyshev滤波器94
7.6.3贝塞尔滤波器95
7.7谱分析96
7.7.1STFT时频图96
7.7.2幅度谱和相位谱分析96
7.7.3功率谱分析97
7.8变换97
7.8.1FFT变换98
7.8.2快速希尔伯特变换98
思考题98
第8章数据通信99
8.1串行通信技术99
8.1.1串行通信99
8.1.2LabVIEW串口编程99
8.2DataSocket技术103
8.2.1DataSocket技术简介103
8.2.2DataSocket技术编程104
8.3TCP通信109
8.3.1TCP通信简介110
8.3.2TCP通信编程110
思考题116
第9章虚拟仪器数据采集系统117
9.1虚拟仪器数据采集系统组成117
9.1.1数据采集（DAQ）系统组成117
9.1.2数据采集系统配置117
9.2数据采集（DAQ）设备118
9.2.1信号调理电路118
9.2.2模-数转换器（ADC）119
9.2.3计算机总线119
9.3DAQ系统中的软件组件119
9.3.1驱动软件119
9.3.2应用软件119
9.4使用LabVIEW采集模拟信号119
9.4.1连接测量硬件119
9.4.2创建仿真设备120
9.4.3使用DAQ助手采集信号120
9.4.4使用NI -DAQmx采集信号124
第10章虚拟仪器常用硬件设备125
10.1NI ELVISII+创新实验平台125
10.1.1性能简介125
10.1.2平台测试127
10.1.3创建任务127
10.2NI ELVISIII创新实验平台127
10.2.1性能简介127
10.2.2平台测试129
10.2.3创建任务129
10.3NI myDAQ教学平台131
10.3.1性能简介131
10.3.2平台测试132
10.3.3创建任务132
10.4NI USB-5133数字示波器132
10.4.1性能简介132
10.4.2平台测试133
10.5NI VB-8012多功能一体式仪器133
10.5.1性能简介134
10.5.2平台测试135
……
第11章基于LabVIEW的测控系统设计案例138
参考文献206