基于labview的直流分量与均方根值的测量.doc

虚拟仪器原理及应用 课程设计

河北北方学院
虚拟仪器原理及应用
课 程 设 计
成绩评定表
设计课题 ： 基于labview的直流分量与均方值根的测量
学院名称 ： 河北北方学院信工学院
专业班级 ： 12级电子信息科学与技术一班
学生姓名 ： 刘明汉
学 号 ： 201242407
指导教师 ： 陈桂强
设计时间 ： 2014年12月20日
指导教师意见：

成绩: 签名： 年 月 日

河北北方学院

虚拟仪器原理与应用
课 程 设 计

课程设计名称： 基于labview的直流分量与均方值根的测量
专 业 班 级 ： 12级电子信息科学与技术一班
学 生 姓 名 ： 刘明汉
学 号 ： 201242407
指 导 教 师 ： 陈桂强
课程设计时间： 2014年12月20日

一、引言

直流分量

无限大功率电源供电电路的短路电流在暂态过程中包含交流分量和直流分量。直流分量的产生原因是电路电感中的电流在短路瞬间不能突变。短路电流直流分量的幅值随时间衰减。直流分量的起始值大小与电源电压的初始角α、短路前回路中电流值及角φ有关。

均值方根
在直流（DC）电路中，电压或电流的定义很简单，但在交流（AC）电路中，其定义就较为复杂，有多种定义方式。
要得出rms值需要对表示AC波形的函数执行三个数学操作：
（1）计算波形函数（一般是正弦波）的平方值。
（2）对第一步得到的函数求时间平均值。
（3）求第二步得到的函数的平方根。
在一个阻抗由纯电阻组成的电路中，AC波的rms值通常称作有效值或DC等价值。比如，一个100V rms的AC源连接着一个电阻器，并且其电流产生50W热量，那么对于100V连接着这个电阻器的电源来说也将产生50W的热量。
对正弦波来说，rms值是峰值的0.707倍，或者是峰-峰值的0.354倍。家用电压是以rms来表示的。所谓的“220V”的交流电，其峰值（pk）约为311V，峰-峰值（pk-pk）约为622V。

二、前面板设计：

前面板是LabVIEW的图形用户界面，在LabVIEW环境中可以对这些对象的外观和属性进行设计，LabVIEW提供了非常丰富的界面对象，可以方便地设计出生动、直观、操作方便的用户界面。本系统中前面板显示程序的输入和输出对象，即，控件和显示器。本程序中控件主要是按钮，显示器主要是数值输入控件和波形显示控件。
在前面板设计过程中先在前面板放置好所需要的输入控件及两个波形输出控件，并把输入控件名字改成停止、噪声均方根值、偏移量、波形参数、加窗、平均类型。把波形输出控件改名成信号波形和测量值。

前面板如图所示:

三、程序框图设计：
程序框图对象包括接线端和节点，将各个对象连线连接便创建了程序框图，接线端的颜色和符号表明了相应输入控件或显示控件的数据类型。程序框图是程序的核心，程序要实现的功能都是通过程序框图反应出来的。本课程设计的程序框图主要运用了while循环结构。

具体框图如下：

四、系统调试：

1、修改噪声均方根值，运行程序，观察波形，并比较
2、修改偏移量，运行程序，观察波形，并比较
3、修改波形参数，运行程序，观察并比较

五、总结：
通过此次对虚拟仪器系统开发实践的课程设计，使我初步了解虚拟仪器系统开发的过程，能够在学习与工作中应用虚拟仪器技术开发一些简单的仪器及系统。大家都知道虚拟仪器技术已经广泛的应用于教学实验、科学研究和工程实际中。基于LabVIEW的虚拟仪器在教学试验中可以代替传统仪器；在科学领域可以节省时间提高效率；应用于工程实际，可以大幅度减少构建测试、控制系统和维护方面的投资。与此同时，虚拟仪器技术本身也在不断发展和创新，由于建立在商业可用技术的基础之上，使得目前正蓬勃发展着的新兴技术也成为推动虚拟仪器技术发展的新动力。例如PCI Express总线技术可以让更多的原始数据以更高的速度传送给PC；而多核技术则可以实现并行运算，从而直线提升系统的数据处理性能；可编程逻辑门阵列（FPGA）技术则允许工程师根据不同的测试要求通过软件重新定制硬件的功能。可以遇见的是，这些主流的商业可用技术将让虚拟仪器技术向更多的应用领域敞开大门！
利用本次课程设计实验，我对虚拟仪器技术有了更加一步的了解，在全球数据采集（DAQ）市场中长期保持领先地位的NI数据采集系列产品专门针对绝对精度、高速性能、易用性和安全性等方面进行优化设计。通过创造性地将模拟和数字设计相结合，NI数据采集设备可以帮助工程师们轻松满足各种测量要求。NI数据采集设备支持大部分的常用总线，包括PCI、PXI、USB、PCMCIA以及IEEE 1394（火线），同时兼容各种工业常用的操作系统，如Windows、Linux以及Mac OS X等，为工程师们提供了从分布式、便携性到工业级的全方位测量测试应用的解决方案。当测量测试应用需要更高的性能、分辨率以及采样速率时，工程师们可以使用NI模块化仪器，它将分立式仪器的高质量和测量功能与NI数据采集产品的灵活可升级性完美地结合在一起，为用户提供集成式的定时和同步功能，以及其他的商业化性能，例如ADC、DAC、FPGA和PC总线等。测试和设计工程师们可以结合使用NI模块化仪器和强大的NI LabVIEW软件开发出自定义的测试测量系统，这些系统可以提供的灵活性、测量精度以及数据吞吐量和同步性都大大高于传统系统。

六、参考文献:
[1] 陈杰美,吉天祥.电子测量仪器原理[M].成都:国防
工业出版社,1981.
[2] 谢自美.电子线路设计[M].武汉:华中理工大学出版
社,2000.
[3] 陈俊,张建勋.调频电台的设计与制造[M].北京:国
防工业出版社,1984.
[4] 全国电赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品
精选[M].北京:北京理工大学出版社,2003.
[5] 陈俊,张建勋.调频电台的设计与制造[M].北京:国
防工业出版社,1984.

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