虚拟仪器开发与应用教程 习题及答案（沙晶晶）.docx

虚拟仪器开发与应用教程 思考与习题答案 第1章 1. 电子测量仪器的发展大体经历了从模拟仪器到数字仪器到智能仪器再到虚拟仪器四个阶段。模拟仪器是以被测量值的连续函数输出或显示的测量仪器仪表；数字仪器是以提供数字化输出或数字显示的测量仪器仪表；智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。虚拟仪器是以计算机硬件资源、模块化仪器硬件，以及用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统。电子测量仪器呈现数字化、自动化、综合化、模块化、虚拟化、智能化、网络化的发展趋势。 2. = 1 \* GB3 ①虚拟仪器就是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件，以及用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。 = 2 \* GB3 ②组成架构中主要包括硬件、软件两个部分。硬件由计算机和模块化I/O组成，用来准确地获取被测信号，并转变为可供软件处理的数据。软件包括VISA、仪器驱动程序和应用软件，用来对系统中的模块化仪器/分立仪器进行配置(通过驱动程序完成)，对通过总线获取的原始数据进行信号处理等计算操作，编写用户界面，实现数据存储等。 3. 虚拟仪器软件结构包括VISA、仪器驱动程序和应用软件。虚拟仪器系统中通过软件对系统中的模块化仪器/分立仪器进行配置(通过驱动程序完成)，对通过总线获取的原始数据进行信号处理等计算操作，编写用户界面，实现数据存储等。 4. 虚拟仪器根据其所选用的硬件不同，大致分为以下几种：数据采集型仪器（DAQ）、仪器控制型的虚拟仪器、模块化的虚拟仪器。 5. 略 第2章 1. 数据采集系统由传感器、信号调理电路、多功能数据采集卡、计算机及测试软件等部分组成。 2. 常用的信号调理类型有：放大、传感器激励、线性化、隔离、滤波等。放大主要是提高分辨率和降低噪声，使调理后信号的电压范围和A/D转换的电压范围相匹配。隔离一方面保护工作人员也保护昂贵的测量设备另一方面可使从数据采集卡出来的数据不受地电位和输入模式的影响。滤波用于在一定的频率范围内去除不希望的噪声。激励用来给一些转换器提供所需要的电压或者电流激励信号，比如应变传感器、热敏电阻等。 3. = 1 \* GB3 ①模拟交流信号，它是小幅值的浮地信号。对这些信号的采样率应该是多少？需要信号调理吗，为什么？ = 2 \* GB3 ②差分测量系统 = 3 \* GB3 ③信号最高频率=1/2ms=500Hz,在高于1000Hz频率下进行采样。 = 4 \* GB3 ④需要信号调理。因为是微弱的小信号，要进行放大，同时需要隔离措施，确保人体安全，并且需要抗混叠滤波，去除噪声。 4. 在选择数据采集卡时，应该提前了解系统的需求，比如系统所采用的操作系统和软件平台、总线和连接器类型、模拟输入和输出端口数量、数字输入/输出端口数量、模拟输入电压电流信号的范围、计数或定时信号、信号调理功能、每个通道要求的最低采样率、所有通道要求的最低扫描速率、精度、分辨率等。综合考虑系统需求以及价格、便携性、兼容性、扩展性等因素为测量系统选择合适的采集卡。 第3章 一、单选题 1. B 2.B 3.C 4.B 5.A 6.A 7.A 二、操作题 1. 2. 3. 第4章 一、选择题 1. D 2. C 3. C 4. B 5.C 6.B 7.D 8.C 9.D 10.A 二、操作题 1、 2、略 3、 4、 5、 6、 其余子框图略。 7. 略 8. 略 9. 10. 略 第5章 1. 略 2. 使用前应熟悉电源开关、量程选择开关、各种插孔的作用，然后打开电源开关，并选择适当量程档位进行测量。如果无法预先估计被测电压或电流的大小，则应先将量程开关旋转至最高量程测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕后应将量程选择开关置于OFF，并关闭电源。如LCD仅在最高位显示数字“1”，其他位均消失，表明已超过量程范围，须将量程选择开关转至较高档位；测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联，测电流时应将数字万用表应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。当误用交流电压档去测量直流电压，或者误用直流电压档去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时更换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。当显示“BATT”或“LOW BAT”时，表示电池电压低于工作电压。数字万用表的红表笔为正，被表笔为负，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。 3. 将DMM的红色表棒一端插入NI myDAQ上的HI-V接口，黑色表棒