LabVIEW主导的虚拟仪器实验与技术解析

"虚拟仪器实验，基于LabVIEW和数据采集卡，使用可替换的原型板，集成多种仪器功能，包括NI ELVIS工作台、PC以及外部DAQ设备，利用Software如NI ELVIS II和NI ELVIS II+进行实验操作。" 虚拟仪器实验主要探讨的是如何将传统仪器的功能与计算机技术相结合，形成一种用户自定义功能的新型仪器系统。在这个过程中，LabVIEW作为一种图形化编程语言，扮演了至关重要的角色。 LabVIEW，全称为Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，其核心理念是“软件即是仪器”。通过使用图形化的程序框图和数据流编程模式，LabVIEW使得用户能够快速构建定制化的虚拟仪器，而不受传统编程语言的限制。在程序框图中，每个图标代表一个函数，而连线则表示数据的传递路径，简化了编程过程。由于这种特性，LabVIEW在测试、测量和自动化领域有着广泛的应用，涵盖了汽车、通信、航空航天、半导体、电子设计生产、过程控制和生物医学等多个行业。 使用LabVIEW，用户可以在短时间内建立一个完整的测试测量系统，包括仪器连接、数据采集、分析、显示和存储等功能。不论是对简单系统还是复杂的分布式数据采集与控制系统，LabVIEW都能够胜任。例如，美国Lawrence Livermore国家实验室的飞秒激光切割系统，以及北京正负电子对撞机二期工程中的北京谱仪慢控制系统，都成功地运用了LabVIEW。 在虚拟仪器实验的硬件部分，通常会使用像美国NI公司的ELVIS II平台这样的虚拟仪器主机，它们与PC和外部DAQ设备结合，提供了一个灵活的实验环境。此外，还会配备多台计算机，以及实验所需的基础电子元件如电阻、电容等，以供学生进行实际操作和学习。 通过这样的实验，学生不仅可以掌握虚拟仪器的基本概念，还能深入了解LabVIEW编程，提高动手能力和解决实际问题的能力。虚拟仪器技术不仅简化了传统实验的复杂性，也为科研和工业应用提供了更高效、更经济的解决方案。