基于LabVIEW的虚拟仪器研究及其在板材厚度监测中的应用

摘要

虚拟仪器是测量仪器的主要发展方向.板材厚度在线监测是具有应用价值的研究课题.本文研究基于LabVIEW开发平台的虚拟仪器构建方法,并结合实际课题,开发板材厚度在线监测系统.全文共分为六章:第一章论述了虚拟仪器的发展和虚拟仪器的特点,板材厚度监测技术的现状,指出了板材厚度在线监测系统项目研究的重要性.第二章从需求分析入手,研究了构建虚拟仪器的方法.以简单实例明晰构建的步骤,对非NI公司支持板卡在LabVIEW平台上的应用提供解决方案.第三章研究了虚拟仪器的硬件平台.论述在PC-DAQ形式搭建的虚拟仪器系统中,一些基础信号理论在数据采集卡选择及设置方面所起的作用.第四章以示波器和信号发生器的开发为实例,研究了基于LabVIEW的虚拟仪器平台上信号的输入和输出功能及其实现方法.第五章应用基于LabVIEW的虚拟仪器构建方法开发了板材厚度在线监测软件系统.系统能满足板材厚度在线监测的常用要求并具有结构模块化、功能扩展性好的特点.第六章为对本论文所做工作的总结和对进一步工作的展望.

目录

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第一章绪论

1.1虚拟仪器概述

1.1.1仪器的发展过程

1.1.2虚拟仪器概念

1.1.3虚拟仪器的发展概况及种类

1.1.4虚拟仪器的组成

1.1.5虚拟仪器与传统仪器的比较

1.1.6虚拟仪器的应用

1.1.7先进的测试与仪器软件开发平台——LabVIEW

1.1.8虚拟仪器的发展方向

1.2板材厚度检测技术概述

1.2.1板材厚度检测的重要性

1.2.2厚度检测技术的现状

1.2.3板材厚度检测的发展方向

1.3本论文课题背景和研究内容

第二章虚拟仪器系统的构建方法

2.1需求分析

2.2指定需要的I/O硬件类型

2.3设计用户界面的原型

2.3.1“虚拟”一词的含义

2.3.2软面板及其设计标准

2.4基于LabVIEW的虚拟仪器设计方法

2.4.1典型虚拟仪器事例

2.4.2虚拟仪器的设计方法

2.4.3三个简单的例子

第二章虚拟仪器的硬件平台

3.1采集卡相关的数据采集基础知识

3.1.1信号类型和对应采集卡的要求

3.1.2基于PC的数据采集系统架构

3.1.3数据采集相关术语

3.2数据采集卡

3.2.1数据采集卡的组成

3.2.2数据采集卡的选择

3.2.3数据采集卡的安装

3.2.4数据采集卡参数设置

3.3本论文相关硬件功能介绍

3.3.1 N14472

3.3.4 PCL1800

第四章虚拟仪器输入输出功能的实现

4.1输入功能－虚拟数字示波器的实现

4.1.1 LabVIEW的高级分析库及其相关数字信号处理方法

4.1.2虚拟数字示波器的介绍

4.1.3系统组成

4.1.4仪器功能

4.1.5软件设计与实现

4.2输出功能－虚拟信号发生器的实现

4.2.1系统组成

4.2.2仪器功能

4.2.3软件设计与实现

第五章基于虚拟仪器的板材厚度监测系统的实现

5.1监测系统介绍

5.2系统要求

5.3系统要素的配置

5.3.1计算机的选择

5.3.2传感器及其信号预处理装置的配置

5.3.3平台的选择

5.3.4数据采集装置

5.4 Windows系统下的定时问题

5.5设计方案

5.5.1硬件层次结构

5.5.2软件层次结构

5.6程序实现

5.6.1程序总体结构

5.6.2输入输出块

5.6.3显示块

5.6.4数据存储块

5.6.5温度补偿块

5.6.6历史数据查询及打印

5.6.7数据分析块

第六章工作总结及展望

附录论文研究依托的实验装置

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及参与项目

致谢