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关键词： 虚拟仪器技术   LabVIEW   集成电路   FPGA  

摘要： 科技水平随着时间在永无止境的创新发展,电子行业在经过长时间的发展,各型各样的电子产品层出不穷,对于电子产品的心脏集成电路来说,其应用越来越广,无论是家用电器还是军用雷达,都离不开集成芯片的控制。在不断满足各类电子产品发展需要的同时,集成电路也在不断创新,集成度越来越大,功能越来越全,这对集成电路的制造商来说挑战也越来越大,为了提高竞争力。集成电路制造厂商必须在产品性能和生产成本上做出提高。而在集成电路制造领域,生产成本在不断降低,测试成本却在不断提高,制造商在提高产品性能的同时,越来越重视集成电路的测试环节,从而达到为公司提高竞争力的目的。在集成电路生产过程中,经过测试合格后的产品才能进行大批量的投入市场,为集成电路制造商带来收益。集成电路的测试需要涵盖集成电路的各项参数和各种功能。所以在测量的时候肯定会涉及到大规模的数据的采集和处理,这就要求测试系统能够对高精度的数据采集和后期数据的分析能力、操控能力有着很强的要求。现在测试领域已经在朝着自动化方向发展,而自动化测试设备的数据采集精度和分析能力成为了一个瓶颈。本文的主要目的是针对这个问题提出了一种基于LabVIEW的自动集成电路测试系统的设计与实现。本文主要采用的方法是虚拟仪器技术来代替传统仪器进行测量。虚拟仪器在进一步提高测试自动化程度的同时,对数据的采集和分析能力进一步加强了控制。主要技术创新在于虚拟仪器与硬件采集技术相结合。弥补以往测试系统对数据采集和数据分析、操作能力的不足。本文以对存储器芯片的测试来进行测试系统设计,所设计的测试系统采用Verilog HDL语言实现FPGA算法测试模块,采用LabVIEW图形化编程来设计和编写控制界面程序。利用虚拟仪器技术与FPGA算法相结合来提高测试系统的自动化程度。利用LabVIEW开发系统提高了测试精度和数据的可分析性、可操作性。本文成功实现虚拟仪器与硬件采集系统相结合的自动化测试系统的设计。虚拟仪器技术和LabVIEW都具有非常强大的灵活性和扩展性。测试系统只需添加所需外围硬件已经对计算机上的程序进行小部分修改就能满足多数集成电路测试的要求。

关键词： 温室环境检测   虚拟仪器   LabWindows/CVI   无线传输  

摘要： 农业是人类赖以生存和现代文明的基础保障,同时也是我国国民经济的基础。我国作为农业大国,人口总量持续增长,耕地面积却不断减少,人均耕地资源日渐紧缺,如何高效地利用有限的资源提高农作物的产量是当今农业主要的发展方向。温室大棚先进的科学技术和生产管理方式,可通过人工改变植物的生长环境,并根据不同农作物的生长规律,对温室内的环境因子进行调节,而提高农作物产值。农作物在生长的过程中受到温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等多方面环境因子的影响,适宜的环境能够缩短其生长周期,获得优质、高产的农业产物。环境控制的根本在于环境数据的采集和传输,通过及时的数据信息反馈,对温室内的环境进行相应的调节,但传统的参数采集需要进行大量布线,且在传输过程中易受到干扰和损耗,不利于及时实时准确的掌握温室内环境的变化。本课题在传统温室检测系统的基础上,引入基于虚拟仪器开发平台Lab Windows/ CVI的集成开发环境和丰富的图形化人机交互界面,结合以ICC AVR为开发环境的单片机控制技术,实现对温室环境的检测和远程控制。系统硬件方面,选用合适环境检测传感器(空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器)、单片机及其外围芯片,并进行相应的电路控制设计。系统软件方面,包括上位机和下位机软件两部分。下位机以单片机为核心,采用C语言编程,可独立完成环境参数的采集、数据处理、液晶显示以及输出控制等功能。上位机采用虚拟仪器LabWindows/CVI开发平台进行编程,实现参数设置、通信方式的选择、信息提示、数据显示与保存等功能。系统采用无线通信技术,通过无线收发模块进行上位机与下位机之间的通信,实现温室环境的远程控制。

关键词： 虚拟仪器   检测系统   测速算法   无刷直流电机  

摘要： 虚拟仪器技术作为信息技术的重要组成部分,具有较高的研究价值。虚拟仪器技术在很大程度上突破了传统仪器技术在数据、采集处理等方面的诸多限制,因此在实际工程技术应用中如何很好地利用虚拟仪器技术是一个值得持续研究的课题。本论文将虚拟仪器技术与电机检测技术相结合,研究、开发了一套基于虚拟仪器技术的无刷直流电机转速检测系统,能够对电机的转速参数实现宽范围、高精度的实时数据采集以及对实验数据进行分析、处理和保存等功能。本文主要研究内容如下:首先,详细介绍了虚拟仪器的硬件构成方案,分析了构成虚拟仪器硬件平台的基础以及各种软件开发平台的特点;从分析系统应该达到的预定功能的角度入手,提出了基于虚拟仪器技术的检测系统的基本硬件结构和总体软件层次构成。其次,详细全面的介绍了数字式转速测量的方法——M法、T法、M/T法各自的工作原理、适用范围及优点。然后根据系统的调速范围宽、高精度要求高的特点,分析了现有测速算法的优缺点,并在此基础上提出了一种改进的测速算法——双模式组合测速算法。最后,根据前述提出的设计方案,搭建了一个实际的试验平台。通过对实验结果的分析来看,证明了本系统设计的准确性,本检测系统达到了预定的设计要求。提出的改进测速算法得到了初步的实验验证,表明其是合理和可行的。

关键词： ARM-CortexM3   光纤   LabVIEW   图像识别   字符提取  

摘要： 针对铁路运输安全和管理系统中对动车信息的需求,设计了基于虚拟仪器技术的动车车号识别与传输系统,为安全和管理系统提供当前列车的车速、车节、经过时间、车号和图像等详细信息。在具体的实现过程中,硬件方面由车位识别系统、CameraLink光端机、线阵相机等组成了动车车号识别系统的数据采集部分。车位识别系统采用了以ARM-CortexM3为内核的微控制器STM32F103ZET6作为CPU,并通过两个车轮传感器采集车轮经过传感器时产生的信号,信号经过信号放大和滤波电路传递给CPU。经过与时间系统的配合,计算出动车车速,通过对已知车型的轴距数据库的搜索匹配和未知车型双转向架轴对称算法的结合计算出车节结束时间。同时根据车速计算出线阵相机的扫描频率,输出相应的脉冲信号为线阵相机提供心跳；将动车的速度、经过时间等信息通过RS485接口发送出去。数据传输采用了光纤作为传输介质,有效地解决了大数据和远距离实时通信的难题。车位识别系统将RS485发送的数据经过开关量光端机发送给远距离的控制室的光接收机,线阵相机将采集到的图像信息通过CameraLink接口发送给CameraLink光端机,光端机通过光纤将图像信息发送给控制室的CameraLink光接收机,通过PC机上的数据采集卡完成图像的采集。图像采集的软件部分充分利用了虚拟仪器技术的开发方便、迅速、便捷的特点,运用LabVIEW和IMAQ VISION模块对图像进行采集、图像的处理及字符识别。对图像的采集过程中包括图像格式的转化、去噪、拼接,并且对图像进行了图像增强处理。运用其强大的图像处理函数通过图像二值化、去除大面积和小面积图像、膨胀运算、侵蚀运算等方法完成了车号部分的提取；运用内置的OCR光学字符识别工具建立出庞大的字符数据库,运用内置的字符识别函数完成字符识别功能。通过Database Connection Toolkit模块完成了相关信息的保存,方便安全和管理系统的调用。

关键词： 虚拟仪器   涡流式传感器   轮辋   圆跳动量   自动化  

摘要： 轮辋是车辆行驶系统中支撑轮胎的主要部件,其质量将直接影响车辆驾驶的平稳性、安全性以及车辆的使用寿命。随着国民经济的发展,人们的生活水平逐步提高,轮辋制造商越来越来重视车辆轮辋的质量,轮辋检测设备正向多功能、高精度、高效率的方向发展。为此,本文提出了一种基于虚拟仪器技术的轮辋圆跳动非接触式在线检测方案,利用目前先进的虚拟仪器技术,选择涡流式位移传感器作为位移测量元件,由LabVIEW编程完成检测数据的采集、处理、显示和存储,实现轮辋圆跳动在线检测。在涡流式位移传感器测距方法上,本文提出一种涡流式位移传感器标定曲线新的拟合方法,能有效减小检测误差,从而满足轮辋检测的各项指标要求。此外,该检测系统的功能可根据用户需求进行丰富和扩展,具有一定的应用价值。本检测系统的技术基础——虚拟仪器技术,是基于计算机技术,利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件完成各种测量和自动控制的应用。如今,虚拟仪器技术已广泛应用于测试行业、工业自动化等领域,具有性能高、扩展性强、无缝集成等优点。NI公司的LabVIEW是一种使用图形化编程语言的虚拟仪器开发软件,开发周期短,具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。本论文首先介绍了课题来源、研究背景和国内外轮辋跳动检测设备的研究现状;其次结合轮辋圆跳动检测系统的功能要求,确立总体检测方案,对检测装置的关键机构进行设计;在此基础上阐述检测系统硬件、软件的实现方案,包括涡流式位移传感器测距方法的研究、数据采集卡和伺服电机的选型、电气控制方案设计、软件功能模块设计。其中,软件功能模块由参数设置模块、数据采集模块、数据处理模块、界面显示模块、电气控制模块和标定校准模块组成。最后对本课题的工作进行总结和展望,并提出新的研究目标。

关键词： 海绵钛   机械破碎工艺   压缩实验   剪切破碎实验   虚拟仪器技术   Abaqus  

摘要： 克劳尔法制备的海绵钛呈坨状,体积很大,需将其机械破碎成粒度在几毫米至十几毫米之间的小颗粒才能用于后续加工。国内的海绵钛机械破碎工艺较为落后,一级品产出率仅为40%。金达公司制备的MHT-90级海绵钛坨在破碎过程中受机械破碎工艺的影响,破碎后海绵钛颗粒的质量较差。为了改善金达公司海绵钛坨的机械破碎问题,本文在辽宁省博士科研启动基金资助项目的支持下,将研究课题定位于海绵钛机械破碎工艺的研究。本文借助多种设备观察MHT-90级海绵钛的细观和微观结构,进行海绵钛的压缩实验,以此研究海绵钛压缩的机械性质：基于“体积学说”破碎理论研究海绵钛的机械破碎模型,利用分析软件数值模拟其破碎过程,设计海绵钛剪切破碎实验的数据采集系统和实验装置,进行破碎实验将结果与数值模拟结果对比分析,并进一步研究破碎过程中破碎力和温度的问题。压缩实验的结果表明：海绵钛材料具有韧性,仅靠单纯的挤压作用不易使其破碎,海绵钛的压缩强度随着孔隙率的增大而减小。剪切破碎实验数据和仿真结果比较表明：本文建立的海绵钛机械破碎模型完全适用于海绵钛破碎工艺研究。并在剪切破碎实验中进一步研究得到：破碎过程中随着破碎切深增加,刀齿破碎力和破碎温度均增加；在同一破碎切深的条件下,破碎力的大小与切削速度无关,而随着切削速度的增加,海绵钛破碎过程温升较快；同一切削速度和破碎切深条件下,三角形刀齿的破碎力明显小于其他两种刀齿,而金字塔形刀齿和三角形刀齿的温升较小。

关键词： 数字示波器   自动测试   虚拟仪器技术   自动校准  

摘要： 现代的科研生产中,示波器一直占有非常重要的地位,它能够把电信号转换成人肉眼可以看见的图像,方便人们去研究电信号的各种变化过程。示波器的发展经过了模拟示波器和数字示波器两个阶段。相较模拟示波器,数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点,因而越来越被广泛的应用于科研生产中,逐渐代替了模拟示波器的角色。由于数字示波器的重要功能和它日益的普及,确保它的计量准确性就成了一个被提上日程的课题。仪器的校准技术最开始源于军方的需要,随着民用市场的发展,仪器校准开始普及,并经历了从手动校准到自动校准的发展,这些都归功于自动测试技术的进步,特别是虚拟仪器的提出和应用。要实现示波器的自动校准,需要对系统中的标准仪器以及示波器进行程序控制,而不同仪器的程控接口不同对这一目标造成难度,本系统利用虚拟仪器技术中的VISA技术,通过提供统一的I/O接口函数,实现了接口无关性。同时,不同厂家示波器的驱动函数不一样,对于系统而言,上位软件需要适应多种示波器的控制接口函数非常困难,这里采用可互换的IVI技术,通过定义类驱动以及对于示波器驱动的规范化,实现本系统对于不同示波器的校准。通过分析示波器的发展历程、计量准确重要性,研究国内外在数字示波器校准方面的成就,结合自己所学智能仪器的知识,提出一套数字示波器自动校准系统方案,实现不同示波器从校准到证书打印的全过程,研究其可行性并最终实现。本文分三个方面进行论述,第一:研究已有的技术发展并由此提出自己的方案,着重介绍示波器校准的技术背景,第二:本文所阐述的系统的搭建过程,包括系统的总体方案,以及其中最重要的接口技术,第三:软件的开发,是本文的重点,因为整个系统实现的自动校准过程,主要是由软件实现的,本文着重论述IVI驱动程序的开发,这也是我的主要工作。

关键词： 钢丝帘布裁断机   虚拟仪器技术   测控系统   故障诊断   LabVIEW  

摘要： 轮胎制造业是橡胶工业中最重要的经济产业,随着我国汽车保有量的不断增长,轮胎作为汽车配套产品,其需求量也日趋旺盛,各大轮胎厂家也不断增加投资,新增生产线扩大产能。根据我国经济产业结构转型的要求,作为传统制造业的轮胎工业也进入了转型调整期。橡塑装备是轮胎生产的关键,其智能化、网络化、集成化发展将是轮胎产业转型调整的重点方案。带束层是子午线轮胎的关键部件,论文针对带束层生产设备—钢丝帘布裁断机开展研究。针对设备的工艺需求,研究基于虚拟仪器技术以及罗克韦尔ControlLogix集成架构,采用‘’IPC+PLC"结构研发了具备钢丝帘布裁断机运行控制、状态实时监控、智能故障诊断、生产信息存储与远传的开放式、综合型的测控系统。在系统数据通信与控制网络方面,分析了主流网络通信方案和构建策略,确定了工业以太网的通信方式和“星形+环形”的网络拓扑结构。根据轮胎制造的工艺需求和钢丝帘布裁断机的运行流程,从帘布导开、裁切、拼接、卷取以及动力辊装置和物料纠偏等几个关键环节,研究其控制策略和算法,并通过罗克韦尔ControlLogix集成架构软硬件平台实现。监控系统方面,通过分析和研究通信接口、人机界面设计要求以及故障诊断专家系统的理论算法,采用虚拟仪器技术的软件开发平台Lab VIEW开发了实时监控与故障诊断专家系统。经过在厂测试和客户现场的调试,研发的基于虚拟仪器技术的钢丝帘布裁断机测控系统运行稳定,对于常见的设符故障诊断快速准确,系统有效提高了生产效率和设备利用率。本研究对于虚拟仪器技术和故障诊断专家系统在大型机械设备中的应用都具有现实参考意义。

关键词： 虚拟仪器技术   医学电子仪器   LabVIEW平台  

摘要： 本文介绍了虚拟仪器技术的基本概念和特性，典型的虚拟仪器技术可视化开发平台LabVIEW以及虚拟仪器技术在医学电子仪器领域中逐渐凸显的优势。并且分析了现今医学电子领域的真实情况，通过医疗装备、医疗信息采集和远程医疗三个方面的虚拟仪器技术医学电子仪器与传统普通医学仪器的对比，展现运用虚拟仪器技术的医学电子仪器给医学领域带来的益处。

关键词： LabVIEW   无线通讯采集系统   UDP   虚拟仪器技术  

摘要： 论述了运用虚拟仪器技术实现远程无线通讯采集系统的过程,建立了基于UDP通信的LabVIEW远程网络采集系统,实现了人机交互、数据采集和数据存储分析的过程监控功能。该系统基于模块化设计思路,采用PXI总线技术,集成多数据源形式的采集板卡,并经过长期的实际测试,系统工作稳定可靠,达到了预期设计效果。