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2、控系统逐渐代替了传统仪器。虚拟仪器将传统仪器由硬件实现的数据分析、处理和显示功能改由功能强大的计算机来完成，通过配置数据采集卡，来完成数据的采集和分析. 本课题以多功能转子实验台为测控对象，结合 LabVIEW 这种专业的测控工具，构建集实时数据采集、分析为一体的转子试验台测控系统。本文对测控系统的总体方案设计、现场测控系统硬件配置、虚拟仪器系统软件开发进行深入的讨论。关键词关键词： 转子试验台 虚拟仪器 LABVIEW 数据采集 Abstract In recent years along with the computer technology、the instrument technol
3、ogy and the communication technology rapid development and in-depth union, Virtual measurement and control centering on the computer has gradually replaced the traditional instrument，.The virtual instrument realize the data analysis, processing and the demonstration function with the computer while
4、the traditional instrument adopt the hardware. Through data acquisition card, the virtual instrument completes the data gathering and t analysis.In this thesis, the multi-functional Rotor Test-bed is the object of measurement and control.The system that is designed with the professional sofe LabVIEW
5、 includes real-timely DAQ、data processing.The paper discusses the total project of measurement and control system、the configuration of local measurement and control system hardware、the development of virtual instrument soft programme in depth.Key Word: Rotor Test-bed Virtual instrument LABVIEW Data
6、acquisition 目 录第 1 章 绪论.11.1 国内外研究发展现状.11.2 选题背景和意义.2 1.3 本课题的主要工作.3第 2 章 测控系统总体结构.42.1 硬件系统.42.1.1 多功能转子实验台.4 2.1.2 测控系统.52.1.3 传感器的选择.6 2.2 软件系统.7第 3 章 转子实验台现场测控系统.83.1 数据采集及信号处理.83.2 模/数转换.93.3 去噪处理和信号滤波. .10 3.4 信号分析和处理.12第 4 章 转子实验台虚拟仪器开发.144.1 虚拟仪器概述.144.1.1 虚拟仪器的概念.14 4.1.2 虚拟仪器的基本结结构和类型.154.
7、2 虚拟仪器的开发软件.164.3 转子实验台虚拟仪器的设计.17 4.3.1 轴心位移测量模块.184.3.2 振动分析模块.20第 5 章 结论.225.1 结论.22参考文献.23致谢.240第一章 绪 论1.1 国内外研究发展现状随着科学技术的发展，检测技术已经广泛应用于人类科研、生产和生活等活动领域，检测技术既是服务于其它学科的工具，又是综合运用其它多学科最新成果的尖端性技术。因此检测技术的发展是科学技术和生产发展的重要基础，也是一个国家生产力发胀程度和现代化程度的重要标志。检测技术有力地促进了科学技术和生产的发展，而科学技术和生产的现代化，不仅对检测技术提出了更高的要求，也为检测技
8、术提供了丰富的物质手段和技术条件，从而促进其不断发展。目前，检测技术的发展趋势可从以下四个方面进行综述：不断扩大测量范围提高测量精度及可靠性开发检测的新领域和新技术利用集成化技术和计算机技术新型传感器检测任务的完成离不开检测仪器，20 世纪 70 以来，计算机、微电子等技术迅猛发展，并渗透到检测仪器和仪器技术领域。在它们的推动下，检测技术与仪器不断进步，由原来的模拟仪器和数字仪器发展到了现在的智能仪器、总线仪器、PC 仪器、虚拟仪器等微机化仪器和自动化检测系统，计算机与现代仪器设备之间的界线日渐模糊。与计算机技术紧密结合，已是当今仪器与检测技术发展的主潮流。正是在这种趋势的影响下，产生了新一代
9、的检测仪器虚拟仪器。虚拟仪器它是通过应用程序将计算机与功能硬件（完成信号获取、转换和调理的专用硬件）结合起来，从而把计算机的强大运算、存储和通信能力与功能硬件的测量和转换能力融为一体，形成一种多功能、高精度、可灵活组合并带有通信功能的测试技术平台。大致来说,虚拟仪器发展到今，可以分为三个阶段，而这三个阶段可以是同步进行的。第一，GPIB(通用接口总线)标准的建立增强了传统仪器的功能。通过插 在计算机上的 GPIB 接口卡或传统仪器内置，传统仪器可以和计算机进行通 信，用户就可以通过计算机控制仪器，使得仪器的自动化测量成为现实，并成为仪器测控的发展1方向，这一阶段虚拟仪器的发展几乎是直线的。但是
10、 PGIB 总线只适用于消息基器件的操作，不适用于寄存器操作，且其数据传输率只有 1MB/S,存在数据传输速度慢的特点。第二，开放式仪器构成。在这期间，主要由二大技术进步所推动：一是插入式计算机数据处理卡，后来发展到即插即用的数据卡；二是在 1987 年 7 月，来自Colorado Data system，Hewlett Packard，Racal Dana， Tektronix 和 Wavetek等五家著名仪器公司的技术代表发布了第一个 VXI 总线规范的 第一个版本。其消除了第一阶段的由用户定义和供应商定仪器功能的区别。VXI 总线数据传输率为40MBS，数据传输速度相对较快。在 199
11、3 年 IEEE 春天正式接受 VXI 以前，价格成本较高和系统的易用性，是其得不到广泛应 用的重要原因，然而令人欣慰的是，在1993 年，在 NI、TEK 等五家公司发起成立的 VXI PlugPlay Systems A1liance 制订了详细的 VPP 标准。加之 VXI 厂商采用各种先进技术努力降低成本，使 VXI 的系统成本不断降低，应用范围不断扩大。目前，VXI 正在进入“低成本搞市场份额低成本”的良性市场状态。第三，虚拟仪器在软件和标准方面不断取得进展，其框架得到了广泛的认同和采用。在软件方面，图形化编程成为主流，如 NI 公司的 LabVIEW7.1 等。在硬件方面，据八十年
12、代五家著名公司推出 VXI 总线标准后，九十年代 PCI 总线被推出，其数据传输速率为 132MBS，且成本低，但缺乏同步触发等实时功能，不适合高实时性测量领域的需求。针对此，在 1997 年，美国国家仪器(NI)推出了兼具 PCI 总线和VXI 总线优势的 PXI 总线，具有系统时钟、同步触发总线功能。如 NI 公司推出的PXI-4070 Flex 数字万用表。综上所述，虚拟仪器的发展有二个主要特点：一是总线标准技术的发展 ，另一个是软件技术的发展。虚拟仪器与传统仪器相比，虚拟仪器的智能化、处理能力、性能格价比、可操作性都具有明显的技术优势，但由于其所处的工作环境的电磁环境恶劣，使得虚拟仪器在小信号测量、高精度的测量方面 受到了限制。1.2 选题背景和意义20 多年前，美国国家仪器公司 NI
