对智能仪器的认识与感想

第一篇：对智能仪器的认识与感想

对智能仪器的认识与感想

认识简介

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。

科学技术的发展对现代仪器提出了越来越高的要求,以现代科学仪器(如扫描电镜、光谱仪、能谱仪等)为例。人们不仅要求及时、精密、可靠地获得有关物质成分的结构与数据，还要求对物质的价态、结构、表面、成分及其赋存的状态灯进行纵深分析。近年来，通信科技、Internet网络、多媒体技术及相关服务业的剧增，也进一步推动了智能仪表的发展。

智能仪器仪表的发展概况

一、80年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，测量系统常通过ieee488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展。

二、90年代，仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深刻地影响仪器仪表的设计;dsp芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强;微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力;图像处理功能的增加十分普遍;vxi总线得到广泛的应用。

三、近年来，智能化测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表，例如，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够进行程序控温的智能多段温度控制仪，能够实现数字pid和各种复杂控制规律的智能式调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。

智能仪器仪表发展趋势

一、微型化

二、多功能化

三、人工智能化

四、融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表系统的Internet接入(网络化)

五、虚拟仪器是智能仪器发展的新阶段

智能仪器的应用举例

一、智能配电器

在有智能仪表之前，大家都是用抄表的方式来计量使用水的多少，自从有了智能仪表，从根本上改变了这种方式，在节省人力物力的基础上，给能源部门带来了经济效益和社会效益。智能化仪表在工业生产、日常生活中带给我们很大的便利。

(一)、对能源供应部门来说：

1、节省了大量的抄表、录入、收费等人力和财力。

2、解决了抄表难、收费难等长期存在的问题。既能保证用户使用，也能对恶意拖欠实施彻底的关阀。

3、管路有跑漏，能及时发现，不浪费宝贵资源。

4、表计数字随时掌握，为科学调度提供科学依据。

(二)、对用户来说：

1、不再受抄表和表的维护所打扰。

2、不再为缴费、刷卡而来回跑，交了钱，阀门就立刻开通。经济能力允许的话，一次可交足一年的钱，省得月月交费而烦恼。

3、当家里忘了关龙头时，可借助抄表网络平台，远程关掉自家的阀门。

4、可低成本扩充增值服务：如家庭防火、防盗的报警。

(三)、对仪表制造企业来说

1、生产适销对路的产品，显然是企业的初衷。

2、研发各种公用事业管理平台，为公用事业管理方提供便利。

3、根据数据报表，进行市场决策和产品调整。

二、医学智能仪器

随着现代工程技术尤其是电子技术,微型计算机技术应用于医学领域,出现了不少智能医学仪器。所谓的“智能医学仪器”实际上就是指带微机的医学仪器。与以往的仪器不同,它本身具有一定的逻辑判断能力,有力的医学仪测到人体断层放射出来的微弱核磁共振信号送计算机处理成象，从而准确判别人体各器官的健康情况，对疾病的预防起到了举足轻重的作用。医学上使用的智能仪器功能齐全，种类繁多，如：(一)、微型心电图机

心血管疾病是一种较为普遍的疾病，随着生活节奏的加快，生活水平和健康意识的提高，人们需要随时对心脏进行健康监护并且能在比较危急的情况下进行及时的诊治。心电图机是诊断心脏病的重要仪器之一，目前市场上有多种心电图机，心电图机具有强大的功能：显示监测、存储、回放、打印、记录管理、电源报警、电话或者互联网络传输。大大方便了人们预防疾病，也减轻了了医务人员的负担，同时也能做到准确判断疾病并提前处理。(二)、SH-A16智能SPA太空舱

SH-A16智能控制系统SPA太空舱是用于美容美体的专业spa养生设备，五合一美体敷体舱是SPA养生馆、美容休闲会所应具配的现代科技产品，适用于蒸汽、护肤的疗法，使人全身放松，再现青春活力，达到美体、塑身的效果(三)、核磁共振CT扫描仪

医疗上使用CT机非常方便：一张带有软垫的检查床宛如一辆推车，按动电钮，检查床就会缓慢向前或向后移动。在CT机身的一旁还有一个装有电子计算机的柜式控制台，上边安装着大大小小的按钮和开关。控制台顶上竖放着一架电视显示器。在控制台的操纵下，CT机开始工作，显示器屏幕上便会显示出检查结果的图像。检查工作完毕后，医生还可以从CT机里取出拍摄好的X线照片，照片上的图像与检查过程中显示器屏幕上显示的一模一样。核磁共振成像技术使医学革命更向前推进了一步，因而被誉为20世纪医学诊断领域所取得的最重大的突破之一。

三、LabVIEW智能虚拟仪器仿真中的应用

在虚拟仪器的基础上开发虚拟仪器实验室,与传统的实验室相比,虚拟仪器实验室可以大大减少实验设备资金的投入。并且在一台计算机上可以实现诸如示波器、函数发生器、电压表、频谱分析仪等仪器的功能,节约了仪器成本,虚拟仪器基于软件的体系结构大大节省了开发和维护的费用。在大学教学中通过引入基于LabVIEW虚拟仪器的教学,便于开放式管理,扩大教学规模,也可以促进虚拟仪器在教学、实验和工程领域的推广。

总结

智能仪器已经应用于我们生活的方方面面，大到工、农业生产，航空、航天等领域，小到个人家居生活，智能仪器都渐渐取代了人工劳作，为我们的生活带来了很多便捷，智能仪器的发展，将使我们的生活变得更简单美好。

第二篇：智能仪器学习心得

《智能仪器》学习心得

首先，非常荣幸《智能仪器》这门课程由我们的周老师授课。现在我将学习这门课程的心得、所获得的知识介绍如下。

随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。在信息技术的高速发展和人工智能应用的推动下，智能仪器必将有更大的进展。测试仪器的智能化已是现代仪器发展的主流方向。因此，学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。

了解教材的特点对我们学习的课程是相当关键的，所以我了解到本教材的特点是：

1、结构合理，章节安排、重点与难点分布符合教学要求，内容系统、新颖、翔实，可教性和可实践性强；

2、紧密结合科研实践，融入了DSP、FPGA/CPLD、∑-△型24位A/D、USB接口、触摸屏、条图显示、非线性决策滤波算法、智能传感器、网络仪器等当今智能仪器的先进技术；

3、较强了软件设计方法、课测试性实践、可靠性设计；

4、有利于授课教师灵活选材，可以选取不同章节，构成深度和学时有区别的课程；

5、通过附录介绍了实验设备和实验项目，形成了完整的教学方案。

下面我就我们学到的知识做一个简单的概况。

本书第一章概述，简要介绍了仪器仪表的分类、重要性及智能仪器的发展概况，重点论述了智能仪器的概念、智能化层次、基本结构

与特点，综述了推动智能仪器的发展的七方面主要介绍和智能仪器微型化技术。

第二章数据采集技术，介绍了集中式和分布式采集系统结构、模拟信号调理，重点论述了普通型和∑-△型A/D转换器原理、接口技术，通过实例深入讨论了采集系统设计、误差分析等问题。智能仪器的数据采集系统简称DAS，是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后，以便有计算机进行存储、处理、显示或打印的装置。传统的A/D转换技术在实现极高精度的A/D转换时，在性能、代价等方面搜到了极限性的挑战，而且由于难以与数字电路系统实现单片集成，因而不适应VL-SI技术的发展。近年来∑-△型A/D转换器以其分辨率高、线性度好、成本低等特点得到越来越广泛的应用，特别是在既有模拟又有数字的混合信号处理场合更是如此。过采样∑-△型A/D转换器由于采用了过采样技术和∑-△调制技术，增加了系统总数字的电路的比例，减少了模拟电路的比例，并且易于与数字系统实现单片集成，因而能够以较低成本实现高精度的A/D转换器，适应了VLSI技术发展的要求。过采样技术使得量化噪音功率平均分配到更宽的频带范围中，从而减低了基带内的量化噪声功率。∑-△型A/D转换器一很低的采样分辨率和很高的才艺速率将模拟信号数字化，通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增加有效分辨率，然后对A/D转换器输出进行采样抽取处理以降低有效采样速率。

第三章人机对话与数据通信，既介绍键盘、LCD显示、RS-232C

标准串行总线通信等基本信息，又重点增加了条图显示、触摸屏、USB通用串行总线、PTR系列模块和基于移动通信网的无线数据传输等内容。

测量精度和可靠性是仪器的重要指标。所以第四章，主要介绍了基本数据的处理算法，重点讲述克服随机误差的数字滤波算法和消除系统误差的几种校正算法，简要介绍了标度变换。引入数据处理算法后，使许多原来考硬件电路难以实现的信号处理问题得以解决，从而克服和弥补了包括传感器在内的各个测量环节中硬件本身的缺陷或弱点，提高了仪器的综合性能。

高级智能仪器是应用了人工智能的力量、方法和技术，具有拟人智能特性或功能的一起。为了实现这种特性或功能，智能仪器中一般都使用嵌入微处理器的片上系统芯片、数字信号处理及专用信号处理电路，一起内部带有处理能力很强的智能软件。仪器仪表一不再是简单是硬件实体，而是硬件、软件相结合，软件决定仪器智能高低的新型仪器。软件设计成为智能仪器设计中工作量大任务最繁重、最复杂的工作。因此，只有按照软件工程的思想，掌握软件的设计方法，才能够高效率、高质量地完成智能仪器软件设计的任务。第五章软件设计，在介绍软件工程方法的基础上，重点论述基于裸机和嵌入式操作系统的软件设计方法，对软件测试问题作了讨论，新增加软件文档、监控程序设计等内容。

可靠性和抗干扰能力是评价仪器系统质量优劣的重要技术指标。第六章可靠性设计与干扰技术，介绍了可靠性基本的知识，重点论述

硬件和软件可靠性设计方法与技术，对一直电磁干扰的主要技术措施进行了较详细的分析。

第七章可测性设计，介绍了可测试性的基本知识、测试性通用设计原则和机内测试技术——BIT，结合RAM测试、A/D与D/A测试实例，讨论了可测试性设计方法。可测试性是系统和设备的一种便于测试和诊断的重要设计特性，对各种复杂系统尤其是对电子系统和设备的维修性、可靠性和可用性有很大影响。可测试性设计要求在设计研制过程中使系统具有自检测和为诊断提高方便的设计特性。具有良好的可测试性的系统和设备，可用及时、快速、准确地检测与隔离故障，提高执行任务的可靠性与安全性，缩短故障检测与看来时间，进而减少维修时间，提高系统可用性，降低系统的使用维护费用。

第八章智能仪器设计实例，论述了智能仪器的设计原则和研制步骤，比较完整地给出了基于单片机和DSP研制的两种仪器实例。

第九章智能仪器的新发展，简要介绍了虚拟仪器的特点、体系结构、硬件和软件及应用，从基于Web的虚拟仪器、嵌入internet的网络话智能传感器和IEEE1451标准等方面讨论了网络话仪器。

以上是我对我们课程每一章学习到的知识的一些概况。我也认识到只是在我们的课堂要学好一门课程是不够的，要把知识学通、学精，还是需要我们花大量的精力、时间继续努力的。所以，我会努力的！

第三篇：对智能运输系统的认识

对智能运输系统的认识

1.概述

八十年代以来，在各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家公路网，但随着 社会经济的发展，路网通过能力日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤、阻塞现象日趋严重，交通污染与事故越来越引起社会普遍的关注。经过长期和广泛的研究，这些国家已从主要依靠修建更多的公路，扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，而转移到用高新技术来改造现有公路运输系统及其管理体系，从而达到大幅度提高路网通行能力和服务质量的目的。日本、美国和西欧等发达国家竞相投入大量资金和人力，开始大规模地进行公路交通运输智能化的研究试验。起初，称为“智能车辆道路系统（IVHS）”，进行道路功能和车辆智能化的研究。随着研究的不断深入，系统功能扩展到公路交通运输的全过程及其有关服务部门，发展成为带动整个公路交通运输现代化的“智能运输系统（ITS）。目前，智能运输系统已经”成为世界运输领域中高新技术开发和应用的最热门的方向。同样在中国近几年也开始跟踪国际上的这种技术发展趋势，但是我们的跟踪同以前的技术跟踪一样，又可能要走到技术模仿的老路上去了。其根本的原因就是没有从社会的、哲学的以及技术的各个层次和角度全面观察国外的这个技术发展，而仅仅是从技术和应用的角度出发，这就有可能使得我国在不远的将来会发现，这个技术我们还没有真正的用上，而发达国家又推出了新的东西，我们又要去跟踪别的了。2.交通控制的目的

那么对于智能运输系统的深层次的含义是什么呢？探讨哲学问题，离不开对历史的回顾，任何系统不论是物理的、非物理的还是混合的，都是一定时期社会与经济发展的产物，或者说是与当时的社会和经济相适应的。交通运输系统也不例外，当道路和车辆发展到一定的水平时，人们需要通过适当的控制，使系统的无序走向有序，根本的目的是提高效率，但是永

远不可能达到完全有序，实际上，总是有新的车辆加入系统，同时又有离开的，使得系统总是不完全平衡，这实际是系统的活力所在。此时的技术和设备应用是建立在以下假设基础上的，首先，假设人是理性的，即每一个交通的参与者（包括驾驶员、乘客、行人等）都会在交通规则的指导下运动，社会教育他们这样他们可以得到最大的利益（时间、费用、安全等），其次，交通的管理者将交通系统假设成符合某种物理系统模型，它的输入符合某种概率分布，在这里使用的是经典的数学方法，微积分和概率论（即便是后来使用的一些新的数学方法，如模糊数学等，也没有脱离原来的假设）来求系统的最优解，能够达到（或接近）这个最优解的前提是交通的参与者会按照求解者的假定去做，这种假定往往是在对交通参与者的抽样统计基础上作出的。这就是信息革命以前交通控制和管理的基本思路。

实际上交通的参与者不会是完全按照这种假设来运动的，因为人的趋利性往往超过其理性 的一面，同时人还有非理性的一面（即非系统性），这表现在交通活动中虽然车辆是机械的，但是它的运行仍然表现为人的行为特点，因此整个交通系统并不是按照事先的设计和约定行的，这就使按照一定的概率统计设计的控制系统的作用大打折扣。只是由于路网资源较丰富，车辆数目与路网资源相比还不是很多时，没有表现出来罢了。但是随着车辆数目的增加，无论是发达国家还是发展中国家，车和路的矛盾越来越突出，其表现就是塞车、事故多、染严重。用数学的语言来描述就是在以前的假设条件和约束条件下，系统输出与系统的目标偏离越来越大，实际上最后系统的输出是发散的，系统崩溃了。这种系统控制的方法已经不适用了，它走过了由量变到质变的一个过程。那么能否通过大量的修筑道路来挽救呢？根据世界各国几十年的统计，道路的增长率总是低于汽车的增长率，在发达国家，道路的增长已经接近于停滞，而1995年世界汽车的增长率仍然有3.5％（汽车的保有量超过8亿辆）。在中国，1996年与1978年相比，机动车增加了27倍，而公路通车里程仅增加了0.32倍。因此仅靠兴建新的道路是不可能解决问题的。

3.智能运输系统的实质

世界上的事物发展是无止境的，运动的过程是永远不会完结的，经济是要发展的，汽车仍 然会增长的，人总是要找出解决问题的办法。尽管道路的增长比汽车的增长慢，但是现有路网是否得到了充分的利用了呢？没有，我们实际的经验也可以证明这一点，如果我们能够全面的充分的了解路网上的交通信息，无疑将会有利于我们的出行。因此美国前运输部长谈到将来的发展时说：“这个国家（指美国，引用者注）将还会修建更多的公路，但是我们仅想到水泥和钢材，我们将错过全球的通信革命”（引自U.S.Department of Transportation News Release , Jan.10, 1996）。世界上的事物发展也有许多水到渠成的例子，信息技术、通信技术的革命性突破使得交通系统的发展沿着信息革命和通信革命的方向走了出来。首先，计算机技术的高度发展，已经使它从高深的科学走向了平民百姓；其次，我们今天已经有可能在任何的时间和地点都方便地得到所需的信息；第三，今天的技术发展，使得信息的逻辑中心与物理中心分离，甚至物理的中心已经不明显了，信息资源及其物质的载体分布在网络的各个节点上，单单看一个节点，它已经形不成中心了。由此出发，可以重新考虑我们的交通系统，这里我们仍然假定人是理性的而且其价值取向是基本稳定的，即用尽量短的时间，安全的达到目的地。但是人还有非理性的一面，人有冲动和下意识的行为，因此交通参与者的行为是千变万化的，我们无法也没有必要一定要用数学模型来描述。智能运输系统在系统框架的哲学层面设计中，从体制层和运输层出发，加上一个通信层，将信息及智能处理按照分布结构布置，甚至将信息的接收、处理和存储分散到每一个车辆或交通参与者可以使用的信息终端中，使得整个系统的运行有可能比传统的集中式控制更符合人的本性，这时交通参与者在综合考虑交通基础设施和交通状况信息的基础上按照利益最大的取向来决定自己的运动，在有足够资源的条件下，系统的运行可以向最优接近，这个最优是交通基础设施（包括道路、车辆、服务设施等）资源得到充分的利用，而交通参

与者的总体平均旅行时间接近最小值。可以看到，这种系统的运行方式与以前的有本质上的区别，传统的交通控制和管理系统运用传统的技术和经典数学，以假设条件和约束条件下的数学模型和公式为基础，以管理者的角度出发，按照集中管理的方式对道路使用者进行控制和规范，在这里管理者是主动的，而道路的使用者是被动的，各种交通工程设施是在物理上迫使使用者这样做或不那样做。而智能运输系统，更加重视人的能动性，它不是力图将带有较多社会和人类行为特点的交通系统描述成某种数学的模型，而是向道路的使用者提供各种各样的信息，让道路的使用者从不同的方案中选择自己所认可的那一种，以诱导为主，而不是以强迫为主，在人的理性与价值取向基础上，使人们的出行得到满足，可以说智能运输系统是将当今世界上最新的科技发展成果和人的本性的研究相结合，加在以前的交通系统之上而形成的一种反映了21世纪方向的系统。

事物的发展是不断走向高级阶段的，在以上所论及的系统之后又会发展到什么方向去如果我们不能在较高的层次上有所探索，我们将永远在后面。事物的发展有时会走向反面，有 时似乎会回到原来的位置，如果路网的资源也没有多余的可以利用怎么办？有人已经提出自动公路的设计而且正在进行试验，在这种公路上汽车是不受驾驶员的控制的，车上的计算通过路边和路面下的以及车上的传感器和通信装置进行信息的交换，从而控制车辆的运行，这样在自动公路上各种车辆均以同一速度行驶，车辆间的距离可以缩短（100km/h时，间距以小于1m），车辆不用超车，就象火车运行一样，这样道路的通行能力又可以大大的提高。可以看出，这种控制的方法又回到了纯物理系统的控制，但是这个系统又有了质的变化，此时每一个运动的单元都要有大量的信息交换，其复杂程度是你现在还可能想象不出来的。

第四篇：对智能材料的感想

对智能材料的感想与认识

随着科学技术的发展，材料学科在近些年来也有非常大的发展，其中最典型，最具有发展潜力的就是：智能材料。但并不是所有的材料都叫智能材料，智能材料的材料：智能材料，是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。具体来说，智能材料需具备以下内涵：具有感知功能，能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度，如电，光，热，应力，应变，化学，核辐射等；具有驱动功能，能够响应外界变化；能够按照设定的方式选择和控制响应；反应比较灵敏,及时和恰当；当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。

一般来说智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。基体材料担负着承载的作用，一般宜选用轻质材料。一般基体材料首选高分子材料，因为其重量轻、耐腐蚀，尤其具有粘弹性的非线性特征。其次也可选用金属材料，以轻质有色合金为主。敏感材料担负着传感的任务，其主要作用是感知环境变化（包括压力、应力、温度、电磁场、PH值等）。常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等。因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力，所以它担负着响应和控制的任务。常用有效驱动材料如形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等。可以看出，这些材料既是驱动材料又是敏感材料，显然起到了身兼二职的作用，这也是智能材料设计时可采用的一种思路。其它功能材料包括导电材料、磁性材料、光纤和半导体材料等。

现如今，智能材料的应用十分的广泛。如在建筑方面，科学家正集中力量研制使桥梁、高大的建筑设施以及地下管道等能自诊其“健康”状况，并 能自行“医治疾病”的材料。在医疗方面，智能材料和结构可用来制造无需马达控制并有触觉响应的假肢。这些假肢可模仿人体肌肉的平滑运动，利用其可控的形状回复作用力，灵巧地抓起易碎物体，如盛满水的纸杯等。因为智能材料结构不仅象一般功能材料一样可以承受载荷，而且它还具有了其他功能材料所不具备的功能，即能感知所处的内外部环境变化，并能通过改变其物理性能或形状等做出响应，借此实现自诊断、自适应、自修复等功能。所以，智能材料在军事应用中具有很大潜力，它的研究、开发和利用，对未来武器装备的发展将产生重大影响。智能材料的军事应用主要涉及到以下几个方面：智能蒙皮，结构监测和寿命预测减振降噪，环境自适应结构。美国的一项研究表明，在机翼结构中使用磁致伸缩致动器，可使机翼阻力降低85%。美国波音公司和麻省理工学院联合研究在桨叶中嵌入智能纤维，电致流变体时可使桨叶扭转变形达几度。美国陆军在开发直升机旋翼主动控制技术，将用于RAH-66武装直升机。美国防部和航空航天局也在研究自适应结构，包括翼片弯曲、弯曲造型/控制面造型等。

相信，随着以后材料科学的发展以及智能材料的突破，我们的医疗设备，住宅，马路，大桥，各类发电站，各类电器都会广泛的使用智能材料。相信到时候我们将会生活在一个智能化与信息化结合的新时代，这也意味着我们的生活会越来越美好，越来越舒适，越来越安全。

何小伟

2012国际贸易

第五篇：智能仪器实习报告

智能仪器实习报告

课题名称 虚拟数字电压表的设计 院（系）电气工程与控制科学学院专 业 测控技术与仪器 姓 名 _____________ 学 号 _____________ 起止日期 2017/5/10-2017/5/18 指导教师 蒋 书 波

2017 年 5 月 18 日

一、实训要求

在LabVIEW平台下，掌握虚拟数字电压表的前面板设计和框图程序设计。了解被测信号的种类，保证电压测量的精确度。

二、实训目的

1、数字电压表的功能。

2、虚拟数字电压表的前面板设计。

3、虚拟数字电压表的框图程序设计。

4、软件调试及误差分析。

5、电压测量值的存储。

三、实验原理

电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表，但常用的是模拟电压表。模拟电压表根据检波方式的不同。分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时，必须根据测量要求选择仪表。另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波时，必须经过换算才能得到正确的测量结果，从而给实际工作带来不便。

采用虚拟电压表，可将表征交流电压特征的峰值、平均值和有效值集中显示在一块面板上，测量时可根据波形在面板上选择仪表，用户仅通过面板指示值就能对测量结果进行分析比较，大大简化了测量步骤

四、实验内容及说明

1、前面板的界面友好，操作方便。设计一个数据显示窗口，一个交流/直流选择按钮，一个交流电压测量多选框（PEAK/VIRTUAL VALUE/AVERAGE），一个直流电压输入框，一个启动/停止测量按钮，一个退出系统按钮。

2、显示窗口由三个部分构成，第一个为显示电压值的，第二个是显示AC或DC的，第三个为显示V或mV的。

3、交流/直流选择按钮用于选择测量输入信号的交流成分或者直流成分。

4、交流电压测量多选框在（3）中交流选择情况下可用，分别对应于电压的有效值、峰值和平均值测量，以满足不同场合下测量的需求。

5、直流电压输入值控制器在（3）中直流选择情况下可用，可在其内输入任意直流电压值，单位为V。

6、程序框图由数据采集、数据处理、数据显示和数据存储四个部分组成。作为虚拟数字电压表来说，其交流电压信号由Express VI 仿真信号生成。在数据处理中用到交、直流提取；有效值提取；峰值提取；平均值提取。

7、数据显示主要用于显示数值、AC/DC、V/mV，后面两个布尔型指示器根据测量的不同、数值范围的变化而发生变化。主程序包括一个while循环结构（用于控制启动或者停止测量）和两个case选择结构（一个是进行峰值测量、有效值测量还是平均值测量，另一个是对测量结果是以V还是mV来表示）。

8、数据存储，以文本或数据记录形式，将电压测量日期、测量时间、测量值、测量种类（交流/直流）、交流电压测量选择（若是直流电压，此项为0）、电压值的单位等有效信息，存储到文件中。且此文件用文本处理软件可方便浏览。

9、软件调试中主要由以下几种调试技术：

（1）找出错误：利用查看错误清单，点击任何一个所列错误，再选用Find功能，则出错的对象或窗口就会变成高亮。

（2）设置执行程序高亮：这种执行方式一般用于单步模式，来跟踪框图中的数据流动。

（3）VI程序的单步执行：设置单步执行模式，将要执行的节点就会闪烁，指示将被执行。在次点击单步按钮，程序将会变成连续方式。

（4）探针：利用工具模板中的探针工具，放置于某根连线上，用来指示当前数据上流动的数值。

（5）断点：工具模板中的断点工具，用探针或者单步方式查看数据，点击希望设置或者清除断点的地方。

10、对于虚拟数字电压表来说，其误差分析部分就可以省略了。而如果为实际数字电压表的设计，需要多次重复测量某一电压，考虑重复性和精确性。

五、设计思路

1、前面板的设计

前面板模拟真实电压表的前面板，用于设置输入数值和观察输出量。由于虚拟面板直接面向用户，是虚拟电压表控制软件的核心。设计这部分时，主要考虑界面美观、操作简洁，用户能通过面板上的各种按钮、开关等控件来控制虚拟电压表进行测量工作。根据传统电压表面板控件的功能，利用LabVIEW中的控制模板，分别在设计面板上放入模拟实际电压表控件的数据显示窗口，一个交流/直流选择按钮，一个交流电压测量多选框（PEAK/VIRTUAL VALUE/AVERAGE），一个直流电压输入框，一个启动/停止测量按钮，一个退出系统按钮

2、程序框图的设计

（1）、数据采集部分

整个电压表分为交流和直流两个部分，为了方便交直流的选择，此处采用一个case选择结构作为交直流的切换。其中，直流电压的输入采用了一个double型的数值输入控件，交流电压的输入采用了添加均匀噪声的正弦仿真信号,如图：

（2）、数据处理部分

数据处理过程中，在交流部分再次使用case选择结构来选择交流电压峰值、平均值和有效值的输出，此外还通过电压值与数值1的比较来选择电压的单位为V还是Mv。

（3）、数据显示部分

由于根据实验要求输出电压值，在数据显示部分只需要输出电压数值，提供单位V或者mV以及交流直流的显示，比较简单。

（4）、数据存储部分

这部分首先创建文件，之后设计了一个连接字符串，将需要存储的电压值，电压单位以及交直流说明连接起来，写入文本。为了使存储的数据简单易懂，添加了存储数据产生时间；为了使产生的文本美观，使用了行结束符、制表符等来换行换列。

六、实训感悟

通过这次实训，我收获了很多，一方面学习到了许多以前没学过的专业知识与知识的应用，另一方面还提高了自己动手做项目的能力。本次实训，是对我能力的进一步锻炼，也是一种考验。从中获得的诸多收获，也是很可贵的，是非常有意义的。在实训中我学到了许多新的知识。是一个让我把书本上的理论知识运用于实践中的好机会，原来，学的时候感叹学的内容太难懂，现在想来，有些其实并不难，关键在于理解。在这次实训中还锻炼了我其他方面的能力，提高了我的综合素质。首先，它锻炼了我做项目的能力，提高了独立思考问题、自己动手操作的能力，在工作的过程中，复习了以前学习过的知识，并掌握了一些应用知识的技巧等。

实训过程中，我同时也深深的感觉到自己所学的知识的肤浅和在实践运用中知识的匮乏，刚开始的一段时间里，对一些东西无从下手，茫然不知所措，这让我感到非常的难过。在学校总以为自己学的不错，一旦接触到实践，才发现自己知道的是多么少，这才真正领悟到学无止境的含义。平时在学习中不能够透彻理解的知识，通过动手，会有更好的认知。我意识到自己的操作能力的不足，在理论上还存在很多缺陷。所以在以后的学习生活中，我会更加努力地加强理论联系实践的学习，在努力学好专业知识的同时努力加强自己的专业技能方面的能力，使自己的知识在实践中不断增长，在实践中锻炼自己，培养自己各方面的能力，不断提高自己的能力。