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关键词： 微波电磁辐射   测量系统   嵌入式技术   虚拟仪器技术   数据处理  

摘要： 作为微波技术的重要组成部分，微波测量技术是衡量微波技术发展的重要标志。传统的微波测量实验大多采用全手工的测量方式，操作繁琐，同时实验结果的误差容易受人为因素的影响。为了满足高校微波教学实验的需要，弥补现存实验设备的不足，本文根据几个经典的微波测量实验模型，结合嵌入式技术和虚拟仪器技术，设计了一个能够实现多个微波天线测量实验的自动测量系统。该测量系统能够快速地完成实验数据的采集和处理，通过观察系统界面上的波形显示，学生对微波电磁特性能够有一个更加直观的了解。　　本文设计的微波电磁辐射综合测量系统的控制核心采用三星公司的s3c44b0芯片，设计的硬件电路包括以下几个部分：I/V转换电路、增益系数自动调节放大电路、滤波电路、步进电机驱动电路以及直流电机驱动电路。由ARM7控制电机的转动来实现天线位置或方向的变化，当天线位置或方向改变时，就对接收天线产生的电流信号进行一次采集。采集的电流信号通过I/V转换和增益放大之后送入ARM7的AD转换通道进行AD转换，转换后的结果通过RS232串口送入上位机进行数据处理和波形显示。上位机采用NI公司的LABVIEW开发平台，该平台能够方便实现用户操作界面的编写以及数据波形显示，同时能够方便实现软件功能的扩展。　　从实验测量的结果来看，本系统能够快速地完成实验数据的采集和处理，减少了人为因素造成的误差，在极大地提高了实验效率;同时操作界面简单易懂，能够很好地完成实验测量的要求。该系统维护方便，并能够根据具体要求进行相关模块及功能的改进，满足小型天线测量和教学实验要求。

关键词： 虚拟仪器   实践   教学   创新能力   培养  

摘要： 现代计算机和通信网络技术与测量技术的融合引发了传统测量仪器产业的重大变革,"虚拟仪器"的概念得到越来越广泛的认可,虚拟仪器产品在众多行业中得到越来越广泛应用。高等教育与虚拟仪器技术应用发展和社会需求相适应的一个重要方面,就是通过各种方式的虚拟仪器技术教学,培养学生的实践创新能力。本文介绍我们结合虚拟仪器教学,在学生实践创新能力培养方面的若干举措和成效,以期有关领域的专家学者交流指导。

关键词： 北京市环境保护监测中心   柱浓度   重点实验室   环境光学   检测中心   国字号   环境物理学   大气微量气体   大气痕量气体   虚拟仪器技术   环境监测技术   空气质量监测  

摘要： 二恶英检测技术已较成熟人们熟悉的生活垃圾焚烧发电,公众有所担忧的主要理由便是垃圾焚烧会产生二恶英,这种被称为"世纪之毒"的物质的毒性比砒霜还要毒大约900倍。不久前,被视为国内二恶英研究权威的中科院研究员郑明辉表示,全国每年排放到大气环境中的二恶英大约5 kg左右,其中来自生活垃圾

关键词： 火灾自动报警系统   ZigBee无线网络   BP神经网络算法   LabVIEW虚拟仪器   火灾识别模型  

摘要： 火灾自动报警系统是能够及时发现火情，并联动其它灭火设备，并实现监测、报警和灭火自动化控制的消防设备，在现代建筑中起着极其重要的安全保障作用。随着传感器技术、无线通信技术、人工智能技术和计算机测控技术的飞速发展，火灾自动报警系统也迎来了良好的发展前景。本研究旨在提高火灾自动报警系统的智能化水平，降低误报率和漏报率。 首先分析了国内外无线监测网络的研究与应用情况，选择了适用于火灾自动报警系统的ZigBee无线监测网络，在天津理工大学17号楼3层设计并构建了无线火灾自动报警系统通信网络。接下来对火灾特征模型进行了分析，选择了具有较强非线性映射能力、自学习能力、并行信息处理能力和容错能力的BP神经网络算法作为火灾探测算法，该算法先对多种火灾参数进行处理，而后判断火灾情况。然后介绍了虚拟仪器的技术背景和LabVIEW的特点，应用LabVIEW虚拟仪器开发了BP神经网络算法，同时设计并开发了一套基于神经网络的智能火灾自动报警虚拟仪器系统。最后基于BP神经网络算法提出了两种火灾识别模型，并且对其进行了仿真实验和火灾模拟实验，实验结果表明，BP神经网络算法能够有效解决火灾探测灵敏度与误报率之间的矛盾，达到了预期的效果。 应用LabVIEW开发的无线智能火灾自动报警系统具有可靠性高、智能化水平高等特点，但是还是存在一些有待完善的地方，所以文章的最后对该系统提出了一些改善的方法，并对它的发展作出了展望。

关键词： 太阳能电池   LabVIEW   自动测试系统   虚拟仪器技术  

摘要： 由于太阳能电池生产时使用的材料多样，生产工艺较为复杂，往往会导致电池组件性能参数上的大幅差异，因此，如何测定不同材料的电池组件的工作特性参数就成了重要的问题。 本文以虚拟仪器技术为基础，结合对各种硬件设备的相关了解以及软件工程的相关知识，设计出了一套适用于国家光伏组件鉴定标准IEC61215中热循环测试的自动化测试系统。 在总体架构方面，本文根据自动测试系统的设计方法，通过硬件选型和软件自行编写设计的协调配合，研究得到一套了包括硬件和软件架构设计的实现办法。 硬件选型方面，通过大量阅读相关测试系统研究文献，熟悉他人在搭建类似测试系统时的硬件选型，并通过查阅资料了解了系统中各类硬件不同选型的优劣。最后设计了一套适用于太阳能电池组件热循环测试的硬件选型方案，并进行了实现。 软件编写方面，依照软件开发的瀑布过程模型制定了开发流程，之后采用模块化的思想对软件划分了功能模块，并进行了每个功能模块的编写实现。最后将个部分功能模块进行了整合，实现了软件功能。 测试部分，测试系统在交付客户使用之前进行了为期6小时的一次热循环测试，测试样品为客户提供的合格与不合格电池组件各一块。经过测试表明，本系统能够完成热循环测试，鉴别出不合格的电池组件，并生成报表。 经实际使用，本文设计的自动测试系统具有装置简单、步骤简洁、界面友好、使用方便的特点，能够完成循环次数为50次和200次的热循环测试，达到了设计目标和要求。

关键词： 虚拟仪器   LabVIEW   软件开发   灰分检测  

摘要： 虚拟仪器是计算机技术与仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破，“软件即仪器”的思想，深刻影响了测试、测量仪器的发展变化。LabVIEW是由美国国家仪器公司推出的一种图形化编程语言，具有易学习、开发效率高、内置函数库丰富、调试方法多样等优点，被誉为工程师和科学家的编程语言，使用LabVIEW开发虚拟仪器，近些年得到了广泛的应用，在航空航天、电子、兵器、自动化、半导体测试等领域都有大量的应用案例。 使用双能量γ射线透射法检测煤炭灰分，是清华大学工程物理系在20世纪80年代开展研究的一项测量方法，90年代初通过了技术鉴定，基于该方法的检测仪器-ZZ-89型双能γ射线灰分检测仪-被批准列入为“九五”国家级科技成果重点推广计划项目，现广泛应用于煤炭开采、发电、钢铁生产等重要行业，提高了煤炭资源开发和利用的效率，为提高企业效益和能源的高效利用都创造了很大的价值。但随着计算机技术和仪器技术的飞速发展，ZZ-89型双能γ射线灰分检测仪在测量技术上有所落后，尤以ZZ-89B型离线式灰分检测仪的上位机软件最为突出，该软件是使用汇编语言和C语言编写运行在DOS系统下的，编程思想和技术更新以及产品集成等多方面的需求，为ZZ-89B型离线式灰分检测仪重新开发上位机软件的工作已经势在必行。 本课题是使用虚拟仪器技术，以LabVIEW作为开发语言，将原来运行于DOS系统下的ZZ-89型双能γ射线灰分检测仪的上位机软件进行重新开发，新版本软件运行于WINDOWS操作系统下，改善了旧版本上位机软件增加功能模块难度大、实现功能难、兼容性差、与其他仪器组合难等不足。基于虚拟仪器技术的新版本上位机软件，采用了模块化开发思想，各个功能模块相对独立又通过队列传输方式将它们结合在一起，本课题广泛使用了被美国国家仪器公司推荐的LabVIEW的开发模型，如生产者/消费者模式、状态机等，使得整个软件既结构清晰，又具有较好的运行效率和健壮性，新版本的上位机软件主要包含数据采集、计算、存储、用户管理、运动控制、参数设定、数据查询等功能模块。

关键词： LabVIEW   虚拟仪器技术   环境监测   远程监测  

摘要： 论文根据实际监测环境，基于传感器及数据采集卡等硬件设备，以LabVIEW虚拟仪器软件为开发平台设计了远程环境监测系统，实现了对环境参数的实时显示、记录、存储和远程监测等功能。该系统包括硬件和软件两部分。在硬件方面，本文利用PCI-6251数据采集卡对AMT2001温湿度传感器和CDM4161 CO2气体浓度测试模块的输出信号进行采集并转换为数字信号。在软件方面，通过LabVIEW8.6软件前面板和程序框图编程，完成了温度、湿度和CO2浓度的数据处理、实时显示，回读数据等程序的模块化设计，借助共享变量技术通过互联网实现数据共享与发布，达到远程监测的目的。 通过程序调试、实验证明：该监测系统能够满足环境监测的要求。系统具有扩展性好、实用性强等优点，为虚拟仪器技术的实际应用进行了有益的探索。

关键词： 虚拟仪器   汽车工程领域   现实应用   发展前景  

摘要： 虚拟仪器是计算机技术和测量技术相结合而产生的一种全新的产品,发展前景广阔,功能好,灵活性强,成本低,在汽车工程领域中引起了一场技术革命的变革。本文分析了虚拟技术在汽车设计、生产、维修等方面的应用,并展望了其发展前景。

关键词： 粒子探测   闪烁探测器   LabVIEW   模数转换(ADC)   多道分析器(MCA)   光衰减长度  

摘要： 虚拟仪器技术在高能物理与核物理实验中有着广泛的应用,其具有直观简便、功能强大以及与各个实验仪器良好匹配等优点。本文将虚拟仪器技术与LabVIEW应用于高能物理与核物理的具体实验设计中,搭建了宇宙线触发系统和液体闪烁体的光衰减长度测量系统。 在高能物理与核物理实验中,触发系统是必不可少的部分,它直接影响到本底的排除、时间起点的给定以及对探测器行为的约束。本论文利用塑料闪烁体与光电倍增管直接耦合的方式搭建了宇宙线触发探测器,并基于VME和NIM系统搭建了宇宙线触发系统的电子学模块,包括甄别器、放大器以及电荷模拟数字转换器(QADC)。基于LabVIEW平台设计了从VME总线上读取相应的宇宙线信号,并能够实时地控制VME系统各类电子学的行为,包括实时数据显示、清除以及保存；并对VME系统中QADC各个寄存器的读取和状态判断进行编程。 LabVIEW程序将数字信号通过多道脉冲幅度分析的方式给出其幅度谱曲线。基于VME与LabVIEW的虚拟多道分析器实现了对脉冲信号的4096道脉冲幅度分析,分辨率达到200fC。最终,该系统测量得到的宇宙线电荷量为22.84pC。此外,论文对该测试结果与高性能采样示波器的测试结果进行了对比研究,发现利用该套系统与高性能采样示波器所测量的结果较为一致,从而验证了采用不同测量方法所获得的实验测量结果。 本文还介绍了液体闪烁体光衰减长度测量系统。在所设计的一米管光衰减长度测量系统中,采用了NIPCI-6221数据采集卡作为仪器控制和信号读取模块,基于LabVIEW平台开发了相应的控制与数据处理程序。实现了LED与光路系统的调节与控制,闪烁体液位测量与控制,光信号的测量与后数据处理等功能。

关键词： 万能试验机   传感器   虚拟仪器   LabWindows/CVI  

摘要： 随着工业控制技术的飞速发展,各行各业对新材料的应用需求越来越广泛,解决材料的力学性能测定成为急需解决的问题。万能试验机作为一种广泛使用的标准测试设备,在各类材料的质量检验、材料科学研究和实验教学环节都需要用它进行材料的力学性能测试。我国目生产的试验机大部分属于低档试验机,测试精度不够高,而且不能做较复杂的测试。在试验机的控制系统方面,由于控制方法的落后,在试验的过程中达不到各种控制速率的平滑切换以及控制器参数的自适应调整。随着科学技术的快速发展,新材料、新设备不断涌现,科研、企业、技术监督等单位部门对材料的性能指标和设备安全可靠性的要求越来越高,这对试验机的测控系统性能提出更高的要求,市场需要越来越多的控制性能优良的万能试验机。 本系统将在掌握大量试验机的动态信息的基础上,采用虚拟仪器技术,进行静态万能材料试验机数控化系统的硬件搭建及软件设计。硬件上分析各种元件的工作原理,利用压力传感器、变形传感器(又称引伸计)和位移传感器检测各试验数据,实现试验数据的自动实时采集;利用计算机强大的存储功能和快速的计算逻辑分析功能,实现试验数据的自动处理;软件上在虚拟仪器开发平台LabWindows/CVI强大功能的支持下,采用模块化设计方法,实现信号的采集、动态显示、试验数据的分析处理。 本课题以电子万能试验机测控系统为研究对象,研究基于虚拟仪器的万能试验机测控系统。该测控软件用于控制电子式万能试验机进行各种金属及非金属的试验,按照相应的国家标准完成实时测量与显示、实时控制及数据处理、结果输出及报表打印等各种功能。此课题的研究能够适应万能试验机的发展趋势,因此,具有较强的实践意义。