贾俊[1]2008年在《基于Sagnac干涉仪光纤传感器干扰检测定位技术研究》文中研究指明Sagnac干涉型光纤传感器是光纤传感器中光相位调制型传感器,多用于物理旋转状态的测量,也用于时变信号的测量。基于Sagnac干涉仪设计的光纤陀螺仪已被广泛应用于军事及商业上。基于Sagnac干涉仪的光纤传感器在长距离、小泄露管道检测定位上有其明显的优势,同时也可应用在光纤围栏报警系统中,具有简单高效、安装便捷、维护简单、成本较低等优点。本文在介绍了光纤传感器理论及技术和数据采集系统知识的基础上,主要针对Sagnac干涉仪原理以及Sagnac干涉仪单点定位原理及实验进行研究,得到了一些有效的信号分析处理方法。获得的主要研究成果有:(1)研究了Sagnac干涉原理,推导出了光在折射率为n的光路中传播时,萨格纳克效应产生的相位差与旋转角速度间关系。(2)研究了基于虚拟仪器和PCI总线的数据采集系统。掌握了PCI-1714数据采集卡的使用方法,并利用LabVIEW语言进行了数据采集程序的编写。(3)进行了Sagnac干涉仪单点干扰实验研究,采集实验中的传感信号,并对所采集信号进行分析、处理,研究了其定位实现原理,并对定位误差进行分析。介绍了基于Sagnac干涉仪的传感系统在光纤围栏报警中的应用以及管道泄漏检测定位中的应用,对其存在的问题进行了分析及探讨。(4)研究了Sagnac干涉仪单点干扰实验数据的频谱处理方法。利用小波分析法获取频谱的近似部分,以获得零频点分辨率较好的频谱。(5)研究了从Sagnac干涉仪单点干扰实验数据中获取零频值的方法。提出了一种获取零频值的新方法,并进行编程实现,实现了干扰源定位的信号分析处理的关键步骤,该方法可推广到较广的应用范围。
杜秋姣[2]2004年在《基于虚拟仪器的高速数据采集系统的研究》文中研究表明目前,数据采集技术越来越广泛应用的同时,人们对数据采集的各项指标提出了更高的要求。现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡,存在安装麻烦、价格昂贵、可扩展性差,在一些电磁干扰性强的测试现场,无法专门对其做电磁屏蔽使数据失真等缺点。本文采用一种新型的通信标准USB,研制出一种高速数据采集卡,并成功地应用到虚拟仪器的开发上。硬件是一外置式的密封设备,软件具有很好的用户图形界面。整个系统功能齐全、操作简单,采样速度24MB/s达到国内先进水平。本文首先简单论述了数据采集的基本理论、数据采集的过程、两种采样方式(即实时采样和等效时间采样)。接着详细论述了高速数据采集系统的硬件设计方案,包括数据采集系统的组成、结构形式、系统的通道方案、接口方案和硬件设计;并且对系统所使用的主要芯片和相关技术做了说明;重点论述了USB体系结构、USB的传输方式和USB2.0的主要特点。本文对固件程序进行了开发。对框架程序和功能实现程序作了一定的说明和描述。在软件方面,本文还设计、调试通过了驱动和应用程序。并以LabVIEW软件平台展示了高速数据采集系统的测试结果。 本文研制的高速数据采集系统的硬件和软件均已达到设计的要求,并已安装在中国地质大学研制的虚拟仪器上实际运行。
周春艳[3]2008年在《基于LabVIEW的网络化虚拟仪器实验系统的设计》文中指出实验教学在高校工科教育中起着相当重要的作用,但是长期以来实验设备和实验教学方法的落后在很大程度上制约了实验教学质量的提高。随着微型计算机和软件技术的发展,虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格比、可操作性等方面与传统仪器相比都具有明显的技术优势,将虚拟仪器引入高校的实验教学不但可以提高测试效率和教学的质量,而且为降低实验仪器成本提供了有效的途径和方法。本论文的目的就是开发一个网络化的虚拟仪器实验教学系统,服务于工科实验教学,以提高实验教学水平和教学质量。本论文以Internet在远程监控上的应用为研究背景,以完成网络化的实验系统为目的展开了研究。首先,阐述了国内外相关课题的现状和发展趋势,然后介绍虚拟仪器开发平台LabVIEW,接着针对NI公司生产的数据采集卡成本高这一不足,确定采用通用串行总线USB技术进行本实验系统的数据采集。充分利用高速通用串行总线(USB)所具有的传输速度快、支持热插拔、即插即用、易于扩展、占用的系统资源少等优点,将其与传统的数据采集技术相结合,设计实现了一种基于USB的集数据采集、分析、显示为一体的数据采集系统。介绍了本数据采集系统的USB设备驱动程序的设计,并结合驱动程序完成了基于虚拟仪器LabVIEW的主机应用程序(包括虚拟示波及频谱分析仪、虚拟信号发生器、虚拟巴特沃斯滤波器、虚拟调幅波解调器、虚拟微分器和积分器、虚拟相关分析仪等)的设计。虚拟示波及频谱分析仪不但具有传统示波器的波形显示控制功能,而且还对传统示波器的功能进行了扩展,实现了参数自动测量显示、波形存储、打印和频谱分析等功能。本文详述了LabVIEW中使用DataSocket, Web Server及远程面板技术实现网络通信的方法。最后,对论文的研究工作进行了总结和展望。
胡琰[4]2008年在《汽油机参数采集分析系统的开发及应用研究》文中指出内燃机试验是内燃机的生产和研究过程中一个必不可少的环节,其中测试仪器在试验过程中起到了至关重要的作用。随着虚拟仪器技术的兴起,测试仪器向着柔性化的方向发展,用户可以根据自己的需要来组建合适的测试系统,并且可以很方便的实现系统的更改、扩充和升级,而不需要对硬件做很大的改变。与传统的内燃机测试仪器相比,基于虚拟仪器技术的内燃机试验数据采集系统具有灵活方便,成本低、效率高等特点。本文的是在工控机上完成基于LabVIEW软件对汽油机的振动、噪声、点火进行检测的功能,完成检测结果的数据库存储,并初步实现检测数据分析处理,同时完成对其配套的交、直流发电机进行检测的功能,振动、噪声检测具备功能扩展的能力。所检测的发动机参数包括振动、噪声、次级点火电压、初级点火电压、初级点火电流、交流发电机电压、交流发电机电流、直流发电机电压和直流发电机电流。本文首先介绍了汽油机参数采集分析系统的总体方案和基本工作原理。在此基础上,按照根据待检参数的不同特性选择了相应的传感器,并按照系统测试的需要搭建了硬件电路。同时为了实现发动机动态参数的综合测试、实时在线检测和故障诊断,提出了一种基于虚拟仪器技术的发动机综合参数检测系统软件设计。重点阐述了系统的硬件结构和软件框架设计,对系统各个信号的测量原理作了详细的介绍,并对系统实时数据的存储和离线分析进行了探讨。最后,以所开发的数据采集与分析系统为平台,进行了发动机的试验测试工作,对各个待测参数进行了采集、处理与分析,并完成了采集数据的存储。
贾士鹃[5]2008年在《基于USB2.0的综合虚拟测试仪的研究与开发》文中研究指明随着计算机科学和微电子技术的迅速发展和普及,在测量仪器领域出现了具有划时代意义的仪器概念——虚拟仪器。虚拟仪器功能强大,可以在当今的实验教学领域中弥补传统仪器的不足,发挥巨大的潜力。本文就是基于这一应用背景,研究和开发了基于USB2.0的综合虚拟测试仪。本系统主要实现五大功能:虚拟数字存储示波器、虚拟逻辑分析仪、虚拟信号发生器、虚拟频谱分析仪和虚拟数字电压表。本文首先介绍了系统的任务要求,在其基础上进行分析,提出了基于USB2.0接口,使用CPLD和带有单片机的USB芯片作为主要控制芯片,并采用四层电路板设计的研究方案。其次主要从硬件和软件两个方面分别采用模块化方法进行了设计。在硬件方面,结合具体要实现的功能,主要从虚拟数字存储示波器、虚拟逻辑分析仪、虚拟信号发生器和USB2.0接口这四个方面进行分析和设计,深入研究了具体的硬件组成和原理,在此基础上进行系统的原理图和PCB板设计。软件方面,根据系统的设计要求,重点研究了四部分内容,分别是:应用程序、驱动程序、USB固件程序和CPLD程序。本文从软件需求分析入手,详细介绍了各部分软件的具体设计思想,并给出了相应的程序流程图。最后,进行了系统的软硬件调试和联合调试,达到了预期的要求,为下一步的研究工作奠定了良好的基础。
吴明华[6]2004年在《基于虚拟仪器的自动测控系统设计与研究》文中研究说明本文在概述了虚拟仪器技术、自动测控系统历史和现状基础上，讨论了基于虚拟仪器的自动测控系统设计与实现。该系统的设计与实现包括叁个部分：(1)基于PCI总线的数据采集部分软硬件的设计与实现；(2)基于USB总线数据采集部分软硬件设计与实现。(3)研究讨论了基于LabVIEW软件平台远程数据采集技术；并给出了该技术的应用实例。
傅晓程[7]2007年在《虚拟技术在电工电子实验中的应用》文中进行了进一步梳理本课题改善了当前传统的封闭式教学模式，对实验教学模式进行了创新。电子实验室的逐步开放，用户信息、实验数据的急速增加，海量的数据信息已经使得传统管理模式不能胜任现有的实验管理工作。因此，必须建立开放式实验室，让学生根据自己的兴趣爱好选择自己擅长的实验，反复地进行电路测试和故障查询，通过选择最佳的实验方案，采用优越的实验手段使得实验结果达到最佳。应用计算机科学、仪器技术和网络技术给电工电子实验室的发展注入活力。网络技术在仪器领域的渗透日益加深，将信息系统和测量系统通过Internet或Intranet无缝地连接起来，将现有的电子实验室建设成虚拟网络实验室，最大限度地做到资源共享。本文分析了虚拟仪器的研究和开发，给EDA实验建设提供了新的思路。本文就开发的几款电工电子学常用的虚拟仪器，并自行搭建了一些小规模的实验平台，遵循电工电子实验的教学特点，结合电工电子实验的实例，将传统仪器和虚拟仪器的优缺点进行比较，分析已开发的虚拟仪器目前存在的一些优缺点。另外，还介绍了作者参与开发的实验管理系统平台，该平台为开放式虚拟网络实验室的搭建提供了基础；在文章的最后，对虚拟网络实验的功能、结构和实验方案作了详细的分析。开放式虚拟网络实验平台正在进一步建设和完善中，目的是让学生无论位于哪个地方，只要有网络和电脑，就能进行电工电子实验。本项目涉及电工电子实验的仪器设计以及实验管理系统的应用与开发。拟解决的工程设计技术问题难度较大，工作量较大，该项目的圆满完成，为实验教学的改革提供了有益的建设性经验，研究成果在高校中有实际应用价值和推广价值。
李隽[8]2005年在《基于超声波及虚拟仪器的油罐液位检测系统研究》文中研究指明虚拟仪器是测量仪器的主要发展方向。超声波测量液位是一种传统的、同时又非常具有发展潜力的方法。但超声波频率高对采集系统要求较高,利用虚拟仪器的代表软件 LabVIEW 设计的高速采集系统能很好解决超声波信号的采集问题。本文研究了基于超声波及虚拟仪器的油罐液位检测系统,给出发射接收硬件设计、高速数据采集及微弱信号检测的液位检测系统应用设计。首先,本文论述了虚拟仪器的发展和虚拟仪器的特点,液位检测技术的现状,指出了油罐超声波液位检测研究的重要性。并详细介绍了虚拟仪器及其代表性软件 LabVIEW,研究了虚拟仪器的构建方法。然后,讨论了超声波信号的传播特性,根据需要选择了合适的超声波传感器,给出了超声波发生和接收电路。并针对超声波信号高频的特点,研究了基于 LabVIEW 的采集卡驱动设计,开发了一种基于 PC 机的高速多通道数据采集系统及其软件设计。针对信号获取中噪声的影响,对混沌振子 Duffing 方程进行了研究,讨论了小信号摄动的受迫 Duffing 振子在非平衡相变临界点附近的行为,推导出振子发生相变的相位条件,提出了一种利用间歇混沌理论进行微弱信号检测的技术。实验证明本技术能明显区分环境干扰与有用信号,并可准确实现对回波信号的特征提取,具有较高的信噪比。最后,应用基于 LabVIEW 的虚拟仪器构建方法开发了油罐群超声波液位检测系统。本文给出了系统软硬件的设计方案,并对系统进行了误差分析,并给出了解决方案。
李亮[9]2007年在《基于虚拟仪器技术的柴油机智能故障诊断系统的研究》文中进行了进一步梳理柴油机具有燃料经济性好、工作可靠、耐久性好、功率范围广、排气污染小等一系列优点，不仅在重型汽车、工程机械上得到了广泛的应用，而且在中小型汽车、甚至轿车上的应用也日益增多。开展柴油机智能化故障诊断技术研究，可以保障生产的安全性，减少或避免因事故而造成的重大经济损失和人身伤害；能够帮助维修人员缩短检修时间，提高维修质量。人工神经网络特有的非线性适应性信息处理能力，克服了传统人工智能方法对于信息处理的缺陷，使之在神经专家系统、模式识别、智能控制、组合优化、预测等领域得到成功应用。而BP神经网络是前向网络的核心部分，体现了人工神经网络最精华的部分。随着微电子技术、计算机技术、软件技术和网络技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，测试技术在许多方面已经突破传统测试仪器的概念。以计算机软件技术为核心的虚拟仪器技术用计算机软件替代了传统仪器中的某些硬件，不仅可以节省硬件开支，而且缩短了研发时间，减小了设计难度，它的出现使测试技术进入了一个新的发展时代。本文利用NI公司开发的图形化编程语言LabVIEW，并且通过LabVIEW软件中的MATLAB脚本节点调用MATLAB程序，构建了一套基于虚拟仪器的发动机振动测试和分析系统，从而完成了发动机振动信号的数据采集、信号的降噪、信号的小波包特征提取及故障的智能诊断。文中通过对通用数据采集卡叁种接口驱动程序开发方法做比较，最后确定了利用调用动态链接库的方法来编写UA301数据采集卡的接口驱动程序，该方法简单易行，运行起来快捷稳定。智能化故障诊断的关键在于故障特征的提取，文中将信号样本进行小波包变换，而后计算各子频带所占总频带的能量比，得到8维特征向量。选取好特征向量后，构建四层BP神经网络，训练好后用其对样本进行故障识别，取得了良好的效果。从而说明基于小波包的特征提取可以有效提取故障信号的特征信息，并且利用BP神经网络进行故障诊断也是切实可行的。
叶伟[10]2012年在《基于虚拟仪器的宽频噪声检测系统实现与应用》文中认为电子器件中广泛存在着各种类别、各种频段的噪声。噪声信号看似杂乱无章，实则包含着与器件相关的丰富信息，电子器件噪声相关研究既具有科学意义，又有实用价值。以往对低频噪声的研究表明，电子器件中的低频噪声，尤其是1/f噪声能够用于诊断器件内部材料缺陷以及损伤状况，可以表征器件可靠性。近年来对纳米尺度电子器件散粒噪声的研究表明，散粒噪声与纳米器件内部结构信息和电子传输特性相关，可作为纳米光电材料和器件介观信息表征的新工具。上述对各频段噪声的研究与应用是建立在噪声检测技术的基础之上的，其中散粒噪声测试和提取需要在低频1/f噪声转折频率以上。传统的电子器件噪声检测方法仅能覆盖电子器件噪声频谱中较低的频段部分，适用于1/f噪声等低频噪声测试和分析，对于较高频段噪声（如散粒噪声）测试则不能适用。为了解决上述问题，本论文设计并实现了一种能同时覆盖噪声信号高低频段的检测系统，该系统能够实现宽频噪声采集与分析的功能，其中硬件部分使用NI公司的高速数据采集卡与低噪声宽频放大器等构建，软件部分使用Labview图形化开发平台编写。本文主要完成的工作如下：1，提出了基于虚拟仪器实现宽频噪声检测的思路，并在此基础上设计了系统总体构成方案。2，在上述结果的基础上，首先分析了实验室现有仪器的局限性，随后针对目标测量频段的范围，完成了新的数据采集卡和低噪声宽频带放大器的选型和调试工作，以此作为系统的硬件部分。利用Labview图形化开发平台编制了相应的软件，实现宽频噪声信号时间序列和频谱的采集及分析等功能。3，验证了系统测量的准确性、系统采集的频带宽度、放大器本底噪声的影响以及软件功能的实现性。验证结果表明该系统的各项指标均达到了设计目标。将该系统应用于基于低频噪声的电子器件可靠性筛选方案和雪崩光电二极管散粒噪声测试分析方案中，探究了该系统的实用价值。
参考文献：
[1]. 基于Sagnac干涉仪光纤传感器干扰检测定位技术研究[D]. 贾俊. 北京交通大学. 2008
[2]. 基于虚拟仪器的高速数据采集系统的研究[D]. 杜秋姣. 华中科技大学. 2004
[3]. 基于LabVIEW的网络化虚拟仪器实验系统的设计[D]. 周春艳. 广西师范大学. 2008
[4]. 汽油机参数采集分析系统的开发及应用研究[D]. 胡琰. 北京交通大学. 2008
[5]. 基于USB2.0的综合虚拟测试仪的研究与开发[D]. 贾士鹃. 南京理工大学. 2008
[6]. 基于虚拟仪器的自动测控系统设计与研究[D]. 吴明华. 南京理工大学. 2004
[7]. 虚拟技术在电工电子实验中的应用[D]. 傅晓程. 浙江大学. 2007
[8]. 基于超声波及虚拟仪器的油罐液位检测系统研究[D]. 李隽. 燕山大学. 2005
[9]. 基于虚拟仪器技术的柴油机智能故障诊断系统的研究[D]. 李亮. 南京农业大学. 2007
[10]. 基于虚拟仪器的宽频噪声检测系统实现与应用[D]. 叶伟. 西安电子科技大学. 2012
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