发布《精通LabVIEW虚拟一起程序设计》暨-【送书活动预告】

labview

`《精通labview虚拟一起程序设计》-郑对元等编著

紧跟基数趋势，涵盖数学、屋里、电子、通信等领域
从数据采集，到数据显示，到分析处理，层层推进
讲解有浅入深，从基本元素到项目实战，提升开发水平
程序完整，思路清晰，对每一个空间和函数都有详细说明
实例丰富、典型，并包括大量常用算法和应用技巧

NI官方合作单位--电子发烧友定力推荐，
58个典型实例、3个综合案例，实战虚拟一起程序设计，随书附送包涵12小时多媒体教学视频光盘一张。
下周LabVIEW论坛即将开展版块内小活动，论坛将以出版社赠送的5本《精通LabVIEW虚拟一起程序设计》（含光盘）（定价59元）作为活动奖品免费送给5位幸运会员，希望labview的网友们继续给力，积极参与活动，更多关注与支持电子论坛labview论坛。
书籍封面：

书籍内容：
下面会分享给会员本书第8张、第9章内容。
由于新书刚出版，暂时只能提供本书部分内容公开分享给会员们，想要原书，请关注上面提到的下周labview论坛小活动。
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吴述亚 · 2012-5-8 14:32:46

想要

胡秋阳 · 2012-5-8 14:34:25

内容简介

LabVIEW是目前最流行的编程软件，尤其是在测试和控制领域的编程方面相当方便。本书循序渐进，由浅入深地带领读者系统地学习LabVIEW虚拟仪器程序的设计方法。随书附带1张光盘，内容为与本书内容完全配套的多媒体教学视频及本书涉及的源文件。

本书共18章，分为4篇。涵盖的主要内容有：认识虚拟仪器、LabVIEW基本控件的认识与使用、数据采集、数据传输、数据处理、数据显示、与其他软件的调用、与系统文件的调用、与数据库配合使用、复杂程序的编程技术等。为了便于读者学习，本书最后几章对一些小的项目以实例的形式进行了讲解，分析了用户管理编程技术、硬件调用及控制技术及其他软件配合使用的方法，便于读者深入理解LabVIEW的综合应用。

本书适合广大LabVIEW入门人员、爱好者、工程项目开发人员和各类院校师生阅读，尤其适合爱好LabVIEW编程的读者入门与提高。

胡秋阳 · 2012-5-8 14:35:01

前言

随着计算机技术的普及与发展，人们越来越多地使用计算机进行各类处理。尤其是在编程领域，人们也想用最简单、最方便的方法编写出适合自己的软件，这样就产生了图形化编程的概念。LabVIEW软件是由美国NI公司开发，应用最广泛的图形化编程软件之一。它完全以人们所熟悉的图标、国际通用的编程基础语言和各地区习惯的编程手法来编程，是图形化编程软件中性能最好、应用最方便的软件。今天，已经有越来越多的人使用LabVIEW软件进行编程，不再为编写复杂的语句指令而烦恼，应用LabVIEW软件进行快速系统开发、高效的程序设计。

为了方便广大读者学习LabVIEW软件，笔者花费了半年时间来写作这本书。本书全面地介绍了LabVIEW 8.5中文版的使用，并以实例介绍了LabVIEW软件各组件的应用及编程方式。通过学习本书，力求让读者快速入门，并迅速提高LabVIEW软件的编程技巧及一些系统的开发思路。

本书的特点 1．循序渐进，由浅入深

为了方便读者学习，本书首先让读者了解虚拟仪器，并掌握开发一个虚拟仪器所需的工具和组件。读者在掌握工具的基础上，通过学习LabVIEW软件，逐渐掌握软件基本控件的功能及函数模块，慢慢地引导读者在入门后进行提高学习和训练。读者可以边学习边动手按书中讲解编写程序，最后达到快速掌握LabVIEW软件编程的各种知识及技巧的目的。

2．技术全面，内容充实

笔者花费了2～3个月的时间进行前期准备，详细分析了现在LabVIEW软件编程的各种技术和工具的特点及实际应用。全书包含LabVIEW软件常用的各种方法和工具，如数据采集、机械控制、数据库调用等及这些技术的结合。

3．集中讲解，理解深刻

由于LabVIEW相关技术较多，很多读者无所适从，无从下手。本书通过集中讲解的方式，帮助读者解决这个问题。本书在第3章分别对LabVIEW软件的各个模块及操作方式等进行了讲解。同时也对它们之间的相似操作、相似控件及函数进行了对比说明，加深读者的理解。

4．案例丰富，深入剖析

根据笔者多年的学习及项目开发经验，每一个知识点都以实例的形式进行讲解和说明。每一个知识点的实例都是选取最典型的操作和使用方法。本书第2章就以LabVIEW的第一个实例引出怎样编写一个完整程序的过程，引导读者入门。然后集中讲解了软件控件及函数。再通过一个完整LabVIEW采集系统的编程过程为章节主线，从数据采集到最后的分析显示，这也是读者可以真正掌握系统开发的精髓。

5．配有多媒体光盘，加速学习

为了让初学者快速入门，本书配套光盘中包含所有实例的源文件及讲解。通过这些源程序及说明，读者可以更快地掌握LabVIEW编程。由于节省了一定篇幅，图书定价也相应降低，读者可以得到更多的实惠。

6．综合实例讲解

在最后章节中，对所有的LabVIEW操作以大型实例的形式讲解了编程的过程，这也是对实际工程应用和LabVIEW软件完整编程的使用。读者可以通过这些实例，学习到一个项目从开始到最后开发完成的整个过程，也可以学习到LabVIEW软件中多个控件及函数复杂编程的方法。

7．章节清晰

本书章节安排清晰，首先以第一个实例引读者认识LabVIEW软件，然后以基础操作进行讲解，同时以完成一个数据采集系统为主线，从采集到最后的处理显示，接着以提高训练为主旨，对一些编程技巧进行说明，最后以综合实例进行实例讲解。

本书的内容

第1章：本章将从什么是虚拟仪器入手，说明它有哪些特征和优势，把读者带到这门技术中来。

第2章：引入第一个LabVIEW实例，详细介绍了开发一个LabVIEW程序从开始到最后调试完成的整个编程过程，给读者一个完整的编程演示及程序调试、帮助资料的查找方法。

第3章：对LabVIEW的所有控件及操作进行了集中讲解，让读者熟悉LabVIEW编程环境及软件的各个控件、函数等操作。

第4章：详细介绍LabVIEW编程中用到的所有程序结构，对它们分别以对比、举例的方式进行讲解。

第5章：重点介绍数据采集的概念及技术，同时对LabVIEW中数据采集的方法和编程进行了讲解。

第6章：对数据传输进行讲解，主要对LabVIEW中怎么控制采集到的数据进行传输及接口配置进行讲解。

第7章：介绍在LabVIEW中对数据进行种类及大小的分解、计算等操作，主要是对信号分析和处理进行讲解。

第8章：主要对信号调理的概念及操作方法进行讲解，以及怎样用LabVIEW中的软件进行信号调理进行了详细阐述。

第9章：该章节主要对数学计算进行讲解，重点介绍高等数学中用到的各类算法及LabVIEW编程中的使用。

第10章：对数据的显示进行讲解，重点讲解字符、数值、波形图等的显示。

第11章：介绍文件I/O的操作方式，详细讲解文本文件、Office系列文件的操作。

第12章：主要介绍LabVIEW通信技术，对TCP/IP、DataSocket技术进行了详细的讲解并配以实例说明。

第13章：重点介绍与其他软件的配合使用和相互调用技术。

第14章：主要介绍子VI概念及编程技术，并对子VI的调用技术进行了讲解。

第15章：介绍LabVIEW编程中一些常用的其他技术与编程技巧，主要是对菜单设置、鼠标操作、文件打包等进行了讲解。这些技术是编程中经常用的且是比较方便的技术。

第16章：以智能车的开发为例，综合使用LabVIEW技术来实现系统的编程和控制技术。

第17章：以超市管理系统项目开发为例，讲解项目设计的方法及一些关键技术，如对数据库的操作、打印机的设置等。

第18章：对虚拟计算器的开发进行详细的说明，这也是对数据计算和暂存技术的讲解。综合应用了数据的处理、键盘的操作等。

适合的读者

q LabVIEW入门人员；

q LabVIEW编程爱好者；

q LabVIEW自学者；

q 虚拟仪器开发的工程技术人员；

q 大专院校的老师和学生；

q 相关培训学员。

本书作者

本书由郑对元编写。其他参与编写的人员有陈世琼、陈欣、陈智敏、董加强、范礼、郭秋滟、郝红英、蒋春蕾、黎华、刘建准、刘霄、刘亚军、刘仲义、柳刚、罗永峰、马奎林、马味、欧阳昉、蒲军、齐凤莲、王海涛、魏来科、伍生全、谢平。在此表示感谢！

编者

胡秋阳 · 2012-5-8 14:37:08

目录
第1篇  基础知识篇
第1章  认识虚拟仪器 2
1.1  什么是虚拟仪器 2
1.1.1  虚拟仪器简介 2
1.1.2  虚拟仪器的特征 3
1.1.3  虚拟仪器的发展过程 4
1.2  虚拟仪器软件开发环境 4
1.2.1  LabWindows/CVI的使用 4
1.2.2  LabVIEW的使用 5
1.3  LabVIEW简介 5
1.3.1  LabVIEW系统的构成及应用 5
1.3.2  LabVIEW软件的安装 6
1.3.3  LabVIEW的学习技巧 8
1.4  小结 9
1.5  练习题 9
第2章  第一个LabVIEW例子 10
2.1  LabVIEW编程环境 10
2.1.1  启动界面 10
2.1.2  界面说明 10
2.2  新建项目 11
2.2.1  前面板创建 11
2.2.2  程序框图 15
2.3  VI属性设置 17
2.4  LabVIEW 8.5的帮助系统 20
2.4.1  使用即时帮助 20
2.4.2  解释错误 20
2.4.3  使用网络资源在线帮助 21
2.4.4  查找LabVIEW范例 21
2.5  界面图标 22
2.6  程序的调试 22
2.6.1  连线编辑 22
2.6.2  错误查找 23
2.6.3  高亮运行 23
2.6.4  断点和探针设置 24
2.6.5  单步运行 24
2.6.6  常见程序的错误处理机制 25
2.6.7  调试 25
2.7  程序类型 26
2.8  程序编写、调试技巧 26
2.9  小结 27
2.10  练习题 27
第3章  基本元素 28
3.1  字符 28
3.1.1  字符串介绍 28
3.1.2  字符串连接 30
3.1.3  搜索替换字符串 31
3.1.4  组合框 32
3.1.5  字符串的格式化和解析 33
3.1.6  其他 34
3.2  数组 34
3.2.1  数组介绍 34
3.2.2  数组的建立 36
3.2.3  初始化数组 37
3.2.4  计算数组的大小 38
3.2.5  获取数组的最大值与最小值 38
3.2.6  索引数组 39
3.2.7  一维数组排序 40
3.2.8  数组至矩阵转换 40
3.2.9  搜索一维数组 41
3.3  簇 42
3.3.1  簇的概念 42
3.3.2  簇的创建 43
3.3.3  簇和数组转换 44
3.3.4  按名称解除捆绑 44
3.3.5  捆绑 45
3.3.6  索引与捆绑簇数组 46
3.4  矩阵 46
3.4.1  矩阵概述 46
3.4.2  矩阵转置 47
3.4.3  矩阵乘法 48
3.5  布尔量 48
3.5.1  按钮开关的动作 50
3.5.2  指示灯的操作 50
3.5.3  逻辑运算 51
3.5.4  布尔数组至数值转换 51
3.6  比较 52
3.6.1  比较与选择 52
3.6.2  判定范围并强制转换 53
3.6.3  比较 54
3.7  控件和数据类型 57
3.8  小结 57
3.9  练习题 57
第4章  程序结构 59
4.1  程序结构概念 59
4.2  While循环 60
4.2.1  While循环创建 60
4.2.2  While的自动索引 61
4.3  For循环 63
4.3.1  For循环的概念 63
4.3.2  循环次数的设置 64
4.3.3  用For循环产生数组 64
4.4 事件结构 65
4.4.1  事件结构的概念 65
4.4.2  事件结构的组成及建立 66
4.4.3  事件结构的设置 66
4.4.4  事件编程 67
4.5  条件结构 70
4.5.1  条件结构概念 70
4.5.2  分支设置 70
4.5.3  条件输入 71
4.5.4  条件结构的应用 71
4.6  定时结构 73
4.6.1  定时结构的概念 73
4.6.2  定时循环 74
4.6.3  定时顺序 76
4.6.4  定时操作 77
4.6.5  定时结构的编程 78
4.7  公式节点 78
4.7.1  公式节点的概念 79
4.7.2  公式节点的语法 79
4.8  顺序结构 79
4.8.1  顺序结构的建立 80
4.8.2  顺序结构的执行 80
4.9  移位寄存器 81
4.9.1  移位寄存器的建立 81
4.9.2  移位寄存器的初始化 82
4.9.3  移位寄存器的使用 82
4.10  其他结构 83
4.10.1  程序框图禁用结构 83
4.10.2  反馈节点 83
4.10.3  共享变量 84
4.10.4  局部变量 84
4.10.5  全局变量 85
4.11  小结 85
4.12  练习题 85
第2篇  数据采集篇
第5章  数据采集 88
5.1  数据采集概述 88
5.2  数据采集分类 89
5.3  数据采集性能指标 91
5.4  数据采集的过程 93
5.5  信号类型及调节 93
5.6  信号源设置 94
5.7  测量系统分类 95
5.7.1  参考地单端测量系统 95
5.7.2  非参考地单端测量系统 95
5.7.3  差分测量系统 96
5.8  数据采集的安装配置 96
5.9  数据采集程序编写 97
5.9.1  数据采集函数 97
5.9.2  数据采集通道 98
5.10  数据采集助手的使用 98
5.10.1  创建测试任务 98
5.10.2  DAQmx通道设置 100
5.11  波形采集 101
5.11.1  单通道采样 101
5.11.2  多通道采样 102
5.12  小结 102
5.13  练习题 102
第6章  数据传输及计算机接口 103
6.1  数据传输的方法 103
6.1.1  串口 103
6.1.2  USB 104
6.1.3  GPIB 104
6.1.4  网络 104
6.2  数据传输的协议设置 104
6.2.1  TCP传输协议 104
6.2.2  UDP数据报协议 106
6.2.3  蓝牙 107
6.2.4  其他 107
6.3  数据传输和计算机接口选择的技巧 108
6.4  小结 108
6.5  练习题 108
第7章  数据的分析及处理 109
7.1  数据分析概述 109
7.2  LabVIEW中信号的分析方法 110
7.3  滤波方法及编程 110
7.3.1  滤波原理及前面板 111
7.3.2  For循环设置 111
7.3.3  添加组件 113
7.3.4  整体完善 113
7.3.5  系统工具调用 114
7.3.6  其他滤波方法 114
7.4  信号的频域分析 118
7.4.1  傅立叶变换 118
7.4.2  谱分析 120
7.4.3  拉普拉斯变换分析 120
7.5  信号的时域分析 122
7.5.1  相关性分析 122
7.5.2  卷积分析 122
7.5.3  幅值及电平分析 123
7.5.4  谐波失真分析 124
7.6  波形生成 125
7.6.1  波形生成介绍 125
7.6.2  周期性随机噪声波形 127
7.6.3  公式波形 127
7.6.4  仿真信号 128
7.7  小结 129
7.8  练习题 130
第3篇  数据处理篇
第8章  LabVIEW的信号调理 132
8.1  LabVIEW信号调理概念 132
8.2  常用信号调理设备 133
8.2.1  SCXI信号调理平台 133
8.2.2  SCC信号调理系统 133
8.3  软件信号调理 134
8.3.1  线性放大 134
8.3.2  归一化缩放 135
8.3.3  dt缩放 136
8.3.4  各工程量转换 138
8.4  小结 142
8.5  练习题 143
第9章  分析处理中的数学计算 144
9.1  微积分学的计算 144
9.1.1  积分 144
9.1.2  微分 147
9.2  概率与统计 149
9.2.1  均值 151
9.2.2  直方图 152
9.2.3  相关系数 154
9.2.4  标准偏差和方差 154
9.2.5  统计计算 156
9.2.6  概率计算 157
9.3  线性代数 159
9.3.1  线性方程组 162
9.3.2  特征值及特征向量 163
9.3.3  矩阵的操作 164
9.4  拟合 168
9.4.1  线性拟合 169
9.4.2  曲线拟合 170
9.5  几何 172
9.5.1  二维坐标平移 174
9.5.2  三维坐标系变换 175
9.6  最优化 176
9.6.1  一元函数的所有最小值 177
9.6.2  线性规划单纯形法 179
9.6.3  带约束的非线性最优化 179
9.7  小结 180
9.8  练习题 181
第10章  数据的显示 182
10.1  数值显示 182
10.1.1  进度条 182
10.1.2  旋钮与量表 184
10.1.3  液罐和温度计 184
10.2  布尔显示 185
10.2.1  按钮及灯的应用 185
10.2.2  单选按钮 187
10.3  图形显示控件 188
10.3.1  波形图 189
10.3.2  强度图 192
10.3.3  数字波形图 194
10.3.4  三维图 195
10.3.5  三维场景配置光源 198
10.3.6  控件显示 198
10.3.7  自定义波形图 201
10.4  文本显示 201
10.4.1  字符串显示 201
10.4.2  Express表格 204
10.4.3  路径显示 204
10.5  小结 206
10.6  练习题 206
第11章  文件的I/O及保存 207
11.1  文件操作方式 207
11.2  文件I/O的格式 209
11.3  文本文件的操作 210
11.3.1  文本文件的I/O路径设置 210
11.3.2  文本文件的写入 211
11.3.3  文本文件的读取 212
11.4  二进制文件的操作 213
11.4.1  二进制文件的写入 213
11.4.2  二进制文件的读取 215
11.5  数据记录文件的操作 216
11.5.1  数据记录写入 217
11.5.2  数据记录读取 217
11.6  Office系列的操作 219
11.6.1  对Word 的操作 219
11.6.2  对Excel的操作 220
11.6.3  对数据库的操作 222
11.7  数据的打印 224
11.8  压缩文件 227
11.8.1  压缩函数 228
11.8.2  对文件压缩 228
11.9  高级文件操作 231
11.9.1  获取文件信息 233
11.9.2  删除文件 235
11.9.3  创建文件夹复制文件 236
11.9.4  文件对话框 238
11.10  小结 240
11.11  练习题 240
第12章  LabVIEW的通信 242
12.1  LabVIEW通信的概念 242
12.2  TCP/IP协议的应用 243
12.3  UDP协议的应用 244
12.3.1  UDP发送 245
12.3.2  UDP接收 246
12.4  DataSocket技术 248
12.4.1  DataSocket的特点 248
12.4.2  DataSocket数据传输方式 249
12.4.3  DataSocket Server配置 249
12.4.4  DataSocket的应用 251
12.5  发布LabVIEW 252
12.5.1  Web发布前面板 253
12.5.2  链接远程前面板 255
12.5.3  远程前面板连接管理器 256
12.6  共享变量 257
12.6.1  共享变量引擎 257
12.6.2  共享变量数据源 257
12.6.3  创建共享变量 258
12.6.4  适用共享变量 258
12.7  队列操作 259
12.8  小结 261
12.9  练习题 261
第13章  LabVIEW与其他软件的连接 262
13.1  LabVIEW中的ActiveX调用 262
13.1.1  ActiveX介绍 262
13.1.2  在ActiveX中插入控件 263
13.1.3  打开自动化 264
13.2  LabVIEW和MATLAB的接口 265
13.3  LabVIEW对Windows库函数的调用 266
13.4  LabVIEW和C的调用 269
13.4.1  公式节点 269
13.4.2  代码接口节点 270
13.5  LabVIEW调用DDE 274
13.6  小结 275
13.7  练习题 275
第14章  LabVIEW中子VI的设置及调用 276
14.1  子VI的概念 276
14.2  创建图标 276
14.3  子VI的设置 277
14.4  子VI节点设置对话框 278
14.5  保存与调用子VI 279
14.6  子程序优先级 280
14.7  VI调用 281
14.8  VI层次结构 282
14.9  小结 283
14.10  练习题 283
第15章  其他高级技巧 284
15.1  编辑菜单 284
15.1.1  菜单编辑器介绍 284
15.1.2  菜单编辑 286
15.1.3  菜单调用程序 286
15.2  鼠标编辑 288
15.2.1  鼠标属性 288
15.2.2  右键设置 289
15.3  VI执行速度 291
15.3.1  输入/输出 292
15.3.2  屏幕显示 292
15.3.3  在程序内传递数据 293
15.3.4  子VI系统开销 293
15.3.5  多线程对操作的影响 293
15.4  VI内存使用 294
15.4.1  虚拟内存 294
15.4.2  VI组件内存管理 294
15.4.3  高效使用内存的规则 295
15.5  LabVIEW中的多任务 295
15.5.1  基本执行系统 295
15.5.2  单线程中管理用户界面 296
15.5.3  在多线程应用程序中使用执行系统 296
15.6  工程打包 297
15.6.1  可执行文件的生成 297
15.6.2  安装文件的生成 301
15.7  光标的设置 304
15.8  控件的操作 307
15.9  小结 309
15.10  练习题 309
第4篇  实战案例篇
第16章  智能车控制系统 312
16.1  研发背景 312
16.2  设计方案 313
16.2.1  设计目标 313
16.2.2  整体设计方案 313
16.2.3  编程设计 313
16.2.4  编程步骤设计 315
16.3  模拟界面编写 315
16.3.1  道路行驶监控 315
16.3.2  智能车仪表仿真 318
16.4  用户界面的编写 324
16.4.1  界面整体结构 324
16.4.2  端口设置 324
16.4.3  参数设置 325
16.4.4  监视界面 327
16.4.5  记录操作和退出 330
16.5  用户管理界面 333
16.5.1  按钮控件制作 333
16.5.2  加密和解密 334
16.5.3  读取文件 336
16.5.4  用户操作界面 337
16.5.5  编辑组合 339
16.5.6  界面设置 341
16.6  管理界面 342
16.6.1  前面板设置 342
16.6.2  程序框图设置 342
16.7  登录界面 343
16.7.1  登录界面设置 343
16.7.2  主界面编辑 346
16.8  生成安装文件 349
16.9  小结 353
第17章  超市管理系统开发 354
17.1  实例内容说明 354
17.1.1  货物管理 354
17.1.2  人员管理 356
17.1.3  日常管理 356
17.2  开发思路分析 357
17.3  数据库操作 358
17.3.1  创建数据库 358
17.3.2  指定数据库 360
17.3.3  数据库操作 361
17.4  系统层次关系 363
17.4.1  主界面 363
17.4.2  菜单界面 363
17.5  主界面编程 364
17.5.1  用户管理 364
17.5.2  入货登记 370
17.5.3  出货登记 373
17.5.4  退换记录 375
17.5.5  库存记录 377
17.5.6  销售统计 377
17.6  菜单编程 380
17.6.1  菜单项目设置 380
17.6.2  菜单程序结构 381
17.6.3  工资管理 381
17.6.4  支出管理 384
17.6.5  数据备份与导入 385
17.7  实例总结 386
第18章  虚拟计算器 387
18.1  编程思路 387
18.1.1  总体设计 387
18.1.2  工作流程 387
18.2  删除无效0 388
18.3  删除和清除 391
18.4  判断键盘输入 392
18.5  特殊计算 396
18.6  计算结果 398
18.7  主界面 399
18.7.1  前面板 400
18.7.2  程序框图 400
18.8  菜单栏 404
18.9  程序打包 407
18.10  小结 411

胡秋阳 · 2012-5-8 14:38:00

第8章 LabVIEW的信号调理

LabVIEW的信号调理就是对采集到的数据进行隔离、滤波等各种日常处理。它对一个测试系统的运行有很重要的影响。完整的一个测试系统中当数据传输到计算机上分析处理后，就要对数据进行信号调理。调理有硬件和软件两种。本章将详细讲解信号调理的方法。

8.1 LabVIEW信号调理概念

LabVIEW中直接采集来的数据不一定能满足用户系统的要求，一般要经过信号调理对信号进行处理。这样做是为了能更好地适合数据采集系统的要求。信号调理主要是在硬件中完成，同时也需要一点软件配合。硬件中主要是对传感器采集来的电信号进行处理。这样做主要是对电信号进行放大，防止干扰。信号调理功能包括放大、隔离、滤波、激励、线性化等。由于不同传感器有不同的特性，因此，除了这些通用功能，还要根据具体传感器的特性和要求来设计特殊的信号调理功能。信号调理具体的几个过程如下所示。

1．放大

放大是最常见的一种信号调理方式。这样做最方便，效果也最明显。从传感器上传来的微弱信号，经过放大后提高分辨率并降低噪声，使调理后信号的电压范围和A/D的电压范围相匹配。因为大多数传感器的输出范围为mV，而A/D转换设备输入范围为V。信号调理模块的设置靠近传感器或信号源，这样可以使信号在传输信号的环境噪声叠加之前就把信号放大，使得信号源比干扰信号强，从而改善传输干扰。在数据传输过程中，尽量使用防干扰的电线，如双绞线、电线护套等。

2．隔离

在电子领域中，如果数据传输过程中突然产生一个高压信号或者脉冲时，会超过通常电子元件所承受的电压范围而被损坏，如数据采集卡、信号调理板和计算机等。从安全的角度考虑，要对这种高压信号进行隔离处理。

隔离是指使用光、电容耦合或者变压器等方法对数据进行传递。在被测系统和测试系统之间传递信号时避免直接的导线连接。使用隔离技术的主要好处有两个：从安全的角度考虑，避免了设备和人身的偶然伤害；另一个是采用隔离技术可使从数据采集卡读出来的数据，在不受地电位和输入模式的影响下传输。在实际测试系统中，如果数据采集卡的信号地与大地之间存在电位差，在不进行隔离的情况下，就会形成接地回路，使用测试系统存在误差。

3．滤波

滤波主要是从获得的信号中除去不需要的成分。通常情况下，信号调理中对慢变信号使用低通滤波器，用来消除高频噪声信号。实际应用中还需要使用抗混叠滤波器，消除信号中有用成分中最高频率以上的所有信号。有些高性能的数据采集卡设计中自身带有抗混叠滤波器，可以直接应用。

4．激励

信号调理过程中可以为某些设备提供所需的激励信号。例如热敏电阻、应变传感器等需要电流激励信号或者外界电源供电的元件。通常大多数信号调理模块都提供电压源和电流源，以方便给传感器这样有需要的元件提供驱动。

5．线性化

大多数传感器测量出来的信号是非线性量。为了应用方便需要对它的输出信号进行线性化处理，以消除传感器自身引发的误差。数据采集系统中可以应用利用LabVIEW软件在程序中解决这一问题。

胡秋阳 · 2012-5-8 14:38:25

8.2 常用信号调理设备

在数据的采集和分析处理中，信号调理是一种不可少的环节。对这种数据的处理可以通过专用的设备进行，在LabVIEW中常用的设备有如下几类。

8.2.1 SCXI信号调理平台

SCXI是用于自动化系统和测试系统的高性能信号调理平台。SCXI系统通常由多通道信号处理模块组成。它通常集成在一个固定的机箱内，这样在系统的运输和运行中起了很好的保护作用。它一般有多种输入/输出选择，能从模拟输入/输出、数字输入/输出或者一些开关模块中进行选择，以满足实际应用的各种需要。NI公司开发的数据采集卡带有很好的信号调理功能并且它的可扩展性好，最大的优点是速度快、运行性能高。其特点如下。

q 采用多路复用技术。

q 机箱选择灵活，方便用于多通道采集处理系统。

q 多类数字模拟调理方式可选择。

q 可进行的机架式和便携式的设计。

q 传感器可以直接连接, 便于系统设置和开发。

8.2.2 SCC信号调理系统

SCC是模块化的便携式信号调理系统，多与其他类型的数据采集设备配合使用。它可调理各种数字输入/输出和模拟输入信号，最大的好处在于其模块化设计中以通道为单位，这样可以很方便地选择单个信号调理。在LabVIEW编程中，对低层操作系统和设备控制可以方便地采用DAQ模块。它的优点是体积小，运输方便，低成本。其特点如下。

q 数字量和模拟量都可以调理。

q 可以选择单独对某一通道进行调理。

q 与传感器连接中，大多数可以直接连接。

q 携带方便，适合移动式应用。

胡秋阳 · 2012-5-8 14:41:28

8.3 软件信号调理

软件信号调理是指用软件对信号进行处理。这里可以用LabVIEW软件编程，进行信号放大、滤波、变形等操作。关键的软件操作就是对信号进行滤波在第7章中已经讲解过，这里不再说明。信号放大有多种方式，在硬件中可以用电路原理放大。同样，可以在计算机上用软件进行放大。下面主要讲解LabVIEW的信号放大。

8.3.1 线性放大

线性放大就是按一个比例对信号放大，这样最大的好处是保证了信号的特性不会在放大或变化的过程中变形。如在一条直线上不同地方绘制不同时刻的点，其方程式如，k为比例系数，c为常数。下面对这一线性放大公式以信号发生器产生的信号放大进行编程。

（1）先编写一个波形发生器，信号类型和各种量可以调节，这里调用“基本函数发生器”函数，如图8.1所示。

基本函数发生器有如下几个接线端口。

q 偏移量指定信号的直流偏移量。默认值为0.0。

q 重置信号如值为TRUE，相位将被重置为相位控件的值，时间标识将被重置为0。默认值为FALSE。

q 信号类型：要生成的波形的类型。0代表正弦波（Sine Wave ）（默认）。1代表三角波（Triangle Wave）。2代表方波（Square Wave）。3代表锯齿波（Sawtooth Wave）。

q 频率：波形频率，以Hz为单位。默认值为10。

q 幅值：波形的幅值。幅值也是峰值电压。默认值为1.0。

q 相位：波形的初始相位，以度为单位。默认值为0。如重置信号的值为FALSE，VI将忽略相位。

q 采样信息包含Fs和#s。Fs是每秒采样率，默认值为1000，#s是波形的采样数，默认值为1000。

q 方波占空比：方波在一个周期内高电平所占时间的百分比。仅当信号类型是方波时，VI使用该参数。默认值为50。

q 相位输出是波形的相位，以度为单位。

此函数会记住上个生成波形的时间标识，并从这一点开始继续递增时间标识。该函数将波形类型、采样数目、相位输入和即将生成的波形频率（以Hz为单位）作为输入端。

（2）再对这个信号乘一个系数。也就在前面板放置一个数值控件，用于改变系数。同时为了能对信号缩小，要把系数控件设置为0～100之间的放大率。完成后加上一个While循环，这样连续工作，程序前面板界面如图8.2所示。

图8.2 信号线性放大

信号放大的完整程序框图如图8.3 所示。

胡秋阳 · 2012-5-8 14:43:20

8.3.2 归一化缩放

归一化缩放就是在程序中，对所有的量都缩放到一定的范围内，主要用于一些有特定输入要求器件上。在LabVIEW中归一化缩放很简单。此函数位于“函数”|“信号处理”|“信号运算”|“缩放和映射”函数中。下面以波形信号的归一化为例进行编程。

（1）先设置一个波形发生器，要求能对波形进行调节设置，如图8.4所示。

图8.3 信号放大程序图

图8.4 波形的产生

（2）在程序中放置一个“缩放和映射”函数，当在程序框图中放置一个缩放和映射函数后，会自动弹出选项框，进行缩放种类选择。有归一化、线性化、对数、插值4种。这里选择归一化即可，如图8.5 所示。

（3）在前面板放置两个波形图，用于显示原来波形和归一化后的波形。同时把各端口的线按要求接好。整个编程结束后，运行程序，调试达到目的。整个程序界面如图8.6所示。

整个程序框图如图8.7所示。

在整个程序框图中，有一个控件是“转换至动态数据”，主要是对数值、布尔、波形和数组数据类型，转换成可与Express VI配合使用的动态数据类型。

图8.5 归一化设置

图8.6 归一化处理程序

图8.7 归一化程序图

胡秋阳 · 2012-5-8 14:53:04

8.3.3 dt缩放

dt缩放是将波形的dt乘以指定的缩放因子。通常，该操作会增加或降低波形的采样率。连接至波形输入/输出端的数据类型和模拟波形Y的数据类型决定使用哪个多态。其函数接口如图8.8所示。

q 波形输入：要缩放△t的波形。默认值为空。

q 缩放因子：与波形的△t相乘的数字。大于0小于1的值可以降低采样率。大于1的值可增大采样率。默认值为1000。

q 波形输出返回使用新△t值得到的波形。

下面将以一个波形的dt缩放为例讲解编程方法。

（1）先用波形生成函数产生一个波形，这个波形只要可以调节频率、幅值等参数就行，其他要求不多，如图8.9所示。

（2）放置dt缩放函数到所需的地方，再在前面板放置2个波形图、6个数值输入控件，分别用于波形的显示和缩放因子的调节。把所有端口按要求连接起来。整个程序界面如图8.10所示。

图8.9 波形产生

图8.10 dt缩放

其程序界面如图8.11所示。

图8.11 dt缩放程序

胡秋阳 · 2012-5-8 15:02:39

8.3.4 各工程量转换

在工程应用中，LabVIEW经常用于测量物理量，这时存在一些量的转换问题。如对温度传感器——热电偶测量来的信号分析，就要转换为温度波形。LabVIEW中有一些专门用来工程测量过程转换的函数。它们位于“函数”|“数学”|“数值”|“缩放”下拉列表中，如图8.12所示。

下面主要对这些函数及编程应用进行讲解。

1．转换RTD读数

转换RTD读数函数是将RTD读取的电压值转换为摄氏温度值，这样省去了在编程中对摄氏温度的电压之间的转换。因为它们不是完全线性的关系，要自己编程转换是比较麻烦的。函数接口如图8.13所示。

图8.12 “缩放”函数

图8.13 RTD函数

q Ro：0摄氏度时的RTD电阻。默认值为100Ω。

q RTDvolts：从RTD读取的电压。

q lex：用于RTD的激励电流。该参数默认的激励电流为0.15 mA。

q A：对应于RTD的Callendar Van-Dusen方程的系数。默认值为用于欧洲曲线（DIN 43760标准）的系数。

q B：对应于RTD的Callendar Van-Dusen方程的系数。方程的默认系数为用于欧洲曲线（DIN 43760标准）的系数。

q RTDtemp：返回的温度，以摄氏温度为单位。

下面以一个模拟的数据输入作为RTD输入电压，进行编程讲解。

（1）先在前面板放置所要用的元件，如一个摄氏温度输出显示控件、RTD的输入控件等。放置好后对其进行布局，如图8.14所示。

（2）在后面板中放置RTD函数到目标位置，然后把前面板上那些控件对应着和RTD函数相连接。加上一个循环就可以了，程序框图如图8.15所示。这只是一个电压到摄氏度的模拟，真正的采集中就是要把RTDvolts端口接到数据采集卡上。

图8.14 RTD前面板

图8.15 RTD程序框图

2．转换应变计读数

图8.16 “转换应变计读数”端口

转换应变计读数是将应变计的电压读数转换为应变单位。使用哪一个数据类型将由连接至Vsg输入端的数据类型决定。此函数的端口如图8.16所示。

q Rg：应变计的标称电阻值，以欧姆为单位。默认值为120Ω。

q GF：应变计的应变计因子。

q V：Poisson比。该参数仅在某些电桥配置中使用。

q Vsg：从应变计读取的电压。

q 电桥配置：表明已安装应变计的电桥配置类型。默认类型为半桥 II。

q Vex：使用的激励电压。默认值为3.333 V。

q Vinit：安装在电桥配置中的应变计的无应变电压。应在应用程序一开始便读取该电压值并将其保存和发送至该VI。

q Rl：铅电阻。Rl的默认值为0。多数情况下铅电阻可忽略而不连接该接线端。

q 应变：返回的应变值。

电桥种类有如下几种。

q 四分之一电桥I，电路图如图8.17所示。

q 四分之一电桥II，电路图如图8.18所示。

q 半桥I，电路图如图8.19所示。

q 半桥II，电路图如图8.20所示。

q 全桥I，电路图如图8.21所示。

q 全桥II，电路图如图8.22所示。

q 全桥III，电路图如图8.23所示。

图8.17 四分之一电桥 I

图8.18 四分之一电桥 II

图8.19 半桥 I

图8.20 半桥II

图8.21 全桥 I

图8.22 全桥 II

图8.23 全桥 III

下面以模拟输入为例讲解编程过程。

（1）在前面板放置几个输入控件和一个数值显示控件，它们主要用于控制转换应变计读数函数，显示控件作为信号的输出，然后使布局整齐，整个程序的前面板如图8.24所示。

（2）在后面板放置一个“转换应变计读数”函数，并把前面板上所涉及的控件端口相连接，完成整个程序的连接。加一个While循环，程序如图8.25所示。

3．转换热敏电阻读数

转换热敏电阻读数是将热敏电压转换为温度。该函数对于电压激励和电流激励两种热敏电阻具有不同的操作模式。输出是哪个类型将由连接至电压输入端的数据类型决定。它的详细端口接线图如图8.26所示。

图8.24 “转换应变计读数”界面

图8.25 “转换应变计读数”程序

图8.26 转换热敏电阻读数端口

q激励类型：用于区分VI的两种运行模式。VI默认使用参考电压模式。在该模式下，只能使用参考电压（VREF）和R1的值。而在激励电流模式下，只能使用参考电流（IREF）的值。该输入支持值为0和1，分别表示参考电压、参考电流。

q 电压：从热电阻读取的电压。

q 参考电压（VREF）：应用于值已知且与热电阻串联的电阻上的参考。默认值为2.5 V。只能在设置激励类型为参考电压时使用该输入。

q R1是与热电阻串联的电阻，以欧姆为单位。默认值为5 kΩ。只能在设置激励类型为参考电压时使用设置。

q 激励电流（IEX）：是当前应用于热电阻的电流激励。默认值为100µA。只能在设置激励类型为参考电流时使用该输入。

q 温度单位：VI输出的温度单位。该输入支持值为0、1、2、3，分别代表摄氏、华氏、开氏和兰氏4种。

q 温度：是返回的温度值，单位为温度指定的单位。

下面以一个数值控件模拟采集输入，进行编程讲解。

（1）在前面板放置所需要的控件，这里放了2个下拉菜单和5个数值控件，分别用于转换热敏电阻函数的控制和信号的输入/输出，程序前面板如图8.27所示。

（2）在后面板程序框图中，放置一个“转换热敏电阻”函数到目标位置，并对它们按相应的端口连线，最后加上一个While循环，完成整个程序编程，如图8.28所示。

图8.27 “转换热敏电阻读数”界面

图8.28 “转换热敏电阻读数”程序

图8.29 转换热电偶读数端口

4．转换热电偶读数

转换热电偶读数是把从热电偶读取的电压值转换为温度值。使用哪个多态实例将由连接至电压波形（波形）、电压数组（数组），或热电偶电压（标量）输入端的数据类型决定。它的端口接线图如图8.29所示。

q 温度单位：是VI输出的温度单位。和前面的转换热敏电阻读数一样有4种。分别是摄氏、华氏、开氏和兰氏。

q 电压波形：是从热电偶读取的电压波形。

q 热电偶类型：表示热电偶的具体种类，从0～7分别是B、E、J、K、R、S、T或N。

q CJC电压：是冷端补偿参考电压。CJC电压是CJC传感器指定的IC传感器或热电阻传感器。

q CJC传感器：是正在使用的冷端补偿传感器的类型。 CJC传感器的值为0时，将选择IC传感器。CJC传感器的值为1时，将选择热电阻传感器。

q 激励类型：是参考电压或参考电流。

q 温度波形：返回线性化的温度值，单位为温度单位指定的单位。

下面以模拟输入电压进行编程讲解。

（1）前面板上放置自己想要的控件，有4个下拉菜单，3个数值控件，分别用于转换热电偶函数的控制和模拟量的输入/输出。最后对布局进行调整，程序界面如图8.30所示。

（2）在后面板中放置一个转换热电偶读数函数，把前面板控件和此函数对应端口连接起来，添加一个循环，以连续工作。此时完成所有编程，调试无错误，并能达到目的，程序如图8.30 所示。若要进行实际采样，只要把输入电压变换为实际的采样输入就行，其他的不需要再做过多改动。

图8.30 “转换热电偶读数”界面

图8.31 “转换热电偶读数”程序

胡秋阳 · 2012-5-8 15:05:09

8.4 小结

本章对信号调理进行了整体讲解，然后通过在LabVIEW中编程的实例讲解了软件调理的过程。信号调理主要是对信号进行滤波、变换等处理，它是本章的重点和难点，读者在学习中应当结合硬件深入学习。后面将对数据分析中的数学运算方法和技巧进行说明。

8.5 练习题

1．什么是信号调理？它有什么作用？

2．信号调理有哪些过程？

3．信号调理由哪几种组成？对比它们分别有什么优缺点？

4．信号隔离有什么作用？它是怎样实现的？试画出电路图。

5．试着编写一个线性放大程序，它的方程式是。比例系数是定值6，截距是3c，c是一个可调节的变量。X是自变量，y是因变量。要求能用坐标显示出整个运算过程（每变一次x都能在坐标上接上一次的值显示）。

6．LabVIEW中工程量之间的转换常见的有哪几种？

7．试编写一个对数缩放的程序，输入不管是数值还是波形，只要是对数放大即可。

zhangjia5871688 · 2012-5-8 15:30:29

给工程师们带来方便的同时论坛活动真多，给力~{:soso_e179:}

1652893149.137600 · 2012-5-8 16:26:52

支持

胡秋阳 · 2012-5-8 16:53:37

471820555 发表于 2012-5-8 16:26
支持

下周记得关注labview论坛活动哈

月上枝头 · 2012-5-9 01:09:21

好好好

2012-5-9 08:09:26

关注，学习

2012-5-9 08:56:57

下一周是吧！！！呵呵呵！！！我一定来的！！！

于桂贤 · 2012-5-9 08:57:27

支持

2012-5-9 09:04:06

最近LabVIEW相关的活动不少啊！！！

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