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1、中文摘要毕业设计开题报告（理工类）设计题目虚拟相位差测量仪的设计学生姓名学号专业电气工程及其自动化一、课题的目的意义： 现代电子技术和计算机技术的迅猛发展和普及应用使得电子测量仪器与自动化测试这个技术领域发生了根本性的变化。尤其是近年来美国国家仪器公司NI的创新产品图形化编程环境LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）的出现,使得“虚拟仪器”的思想为工业界所接收。虚拟仪器的本质是利用现有的计算机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件形成既有普通仪器的基本功能又有一般仪器所没有的特殊功能的高档低价的新型仪器。虚拟仪器最重要、最核心的技术是虚
2、拟仪器软件开发环境。 LabVIEW是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。测量相位差的方法（过零检测法、相关分析法、频谱分析法等）；此次设计的目的仔鱼多种方法在虚拟仪器设计平台的仿真实现；采用各种方法的虚拟相位差测量仪的分析比较。 通过此次的设计培养了综合运用所学的C程序设计、虚拟仪器、电路原理、电力电子技术和自动控制原理等专业知识，提高了调查研究、查阅文
3、献和检索资料的能力。如今虚拟仪器的功能和性能已被不断地提高，在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式。因此对本课题的研究有着巨大的现实和长远意义。 二、近年来国内外研究现状： 27年前，美国国家仪器公司NI（nationalinstruments）提出“软件即是仪器”的概念，推出了直观的流程图编程风格的软件开发和运行平台LabVIEW，引发了测控技术领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以进入仪器领域，开启了虚拟仪器（vi）的先河。虚拟仪器可以充分利用现有计算机资源，配以独特设计的软硬件，
4、实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的功能。它依赖软件，通过计算机来控制测试硬件、分析和提供测试数据。由于没有专门的前面板、显示器和电源，其硬件通常在pc或vxi/cpci主机中，所有仪器面板和显示器都在监视器上模拟，所以称为虚拟仪器。虚拟仪器技术的出现彻底打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的模式，给用户一个充分发挥自己才能和想象力的空间。用户可以根据不同要求，设计自己的仪器系统，满足多样的应用需求。虚拟仪器最终要取代大量的传统仪器成为仪器领域的主流产品，成为测量、分析、控制、自动化仪表的核心。三、设计方案的可行性分析和预期目标： 一、可行性分析： 1、由于LabVIEW提供
5、的图表功能是有限的，尤其是当软件中需要进行复杂计算时LabVIEW的图形化编程语言速度不理想等原因，利用在LabVIEW环境中调用C语言以完善其功能 2、根据相关法、过零检测法等测量相位差的原理，将其运用在LabVIEW软件平台中。 二、预期目标模拟两个输入电压信号在设计成的虚拟仪器界面仿真实现。四、所需要的仪器设备、材料：一、仪器设备。 微机一台（须装有labview7.1虚拟仪器开发软件平台）、示波器等。二、主要参考文献。 清华版labview教程计算机虚拟仪器图形编程LabVIEW实验教材基于Labview的虚拟仪器设计刘君华 五、课题分阶段进度计划：序号起止日期工 作 内 容阶段成果1
6、第1-2周查找英文资料，并翻译，熟悉课题。对本课题有了初步的了解 2第3-4周确定总体方案，撰写开题报告。完成开题报告，并顺利通过答辩 3第5-6周根据设计任务书，提出系统的整体方案，写出概要设计书。顺利设计出系统整体方案 4第7-8周实际调研。对Labview有了更深入的了解 5第9-10周大量查找资料，并完成各种硬软件的原理分析。查找并熟悉了各控件的基本功能 6第11-13周现场制作与实验。成功设计出各种方法的程序框图 7第14-16周撰写毕业论文，准备答辩。绘制答辩图纸，论文定稿成功 8第17周 毕业答辩准备毕业答辩指导教师意见： 签字： 200 年 月 日 毕业设计（论文）题 目： 虚
7、拟相位差测量 仪的设计 学 院： 电气与电子工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 指导教师： 摘 要本题目属于应用设计类，设计内容包括：相位差检测的方法（相关分析法、频谱分析法、过零检测法等）研究；多种方法在虚拟仪器设计平台上的仿真实现；采用各种方法的虚拟相位差测量仪的分析比较。论文采用三种方法中的前两种，比较两种方法设计成的仿真仪在测量波形相位差的精度和程序上的不同，通过相关资料了解它们在实际运用中各自的适用场所及其优缺点。充分了解虚拟仪器特别是LABVIEW的功能强大性。论文的第一部分是对虚拟仪器，主要是虚拟仪器的大体介绍和相位差测量仪的在工业上的应用；第二部分主要是对LAB
8、VIEW的简介和其运行的环境的概述；第三部分主要讲述本次课程设计中要用到LABVIEW中的功能函数以及相关法、频谱分析法等相位差测量方法原理；第四部分则列出本次课程设计要用到的LABVIEW的内容及各种方法在LABVIEW平台下的实现。最后是对本次设计的总结。关键词：相关法、频谱分析法、过零检测法、相位计I英文摘要AbstractThe topic is application design category, design elements include: phase difference detection method (correlation analysis, spectrum a
9、nalysis, zero-crossing detection, etc.); various methods in the design of virtual instrument platform Simulation; using various methods of virtual phase meter analyzed.Papers using three methods of the former two. Comparing the two methods designed instrument in the simulation waveform measurement a
10、ccuracy and the phase difference of the different procedures, through the relevant information on the practical application of their respective places of application and their advantages and disadvantages. Fully aware of virtual instruments, especially LABVIEW powerful nature.Among the first part of
11、 the virtual instrument, is the main design of this phase difference measuring instrument of industrial applications; The second part was to brief the Labview and its operating environment overview; The third part mainly on the current curriculum design, the use of related laws, such as spectrum ana
12、lysis phase difference measurement principle; Part IV sets out the course of the design LABVIEW use of the content and methods in LABVIEW Platform achieved.Keywords: correlation, spectrum analysis, zero-crossing detection, phasemeter目 录目 录摘 要.IABSTRACT（英文摘要）.VI目 录. .IVI第一章 引 言. 11.1高效的软件.11.2模块化的I/O
13、硬件. 21.3用于集成的软硬件平台.2第二章 相位差测量仪的概述. 52.1相位差的定义.52.2相位差测量仪的应用.5第三章 编程软件LABVIEW的简介.53.1 LABVIEW的概述.63.2 LABVIEW的应用73.2.1 LABVIEW应用于测试与测量73.2.2 LABVIEW应用于过程控制和工业自动化73.2.3 LABVIEW应用于实验室研究与自动化73.3 LABVIEW的编程环境8第四章 相位差测量方法原理简介104.1 相关法测量相位差原理104.2 频谱分析法测量相位差原理124.3 零点检测法测量相位差原理.13第五章 测量相位差方法在LABVIEW中的应用. 1
14、55.1 设计中常用控件功能简介155.1.1 数据类型155.1.2 结构155.1.3 数学运算185.1.4 比较运算185.1.5 簇205.1.6 波形显示控件215.2 基于相关原理的虚拟相位差的设计235.2.1 基于相关法虚拟相位差计主程序流程图235.2.2 LABVIEW平台下软件的实现235.3 利用FFT函数的相位计简单设计255.4 基于频谱分析原理的虚拟相位差的设计275.4.1 虚拟频谱分析法测量相位差计的实现.275.4.2 虚拟频谱分析法测量相位差存在的问题及解决方法.305.5 各种测量方法的比较31结论.32参考文献.34致谢及声明.35VIII附图（频谱分析法的程序框图）第一章 引言第一章 引言信号的相位差测量仪在电工技术，工业自动化，智能控制，通讯及电子技术等许多领域都有着广泛的应用。传统电子模拟式相位差测量采用乘法器法，二极管鉴相法等，有硬件电路完成。电路的温漂，噪声级干
