虚拟振动测试分析仪的设计

　　1　LabVIEW简介

　　LabVIEW是一种程序开发环境,类似于C和BASIC开发环境。它与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行,面LabVIEW使用图形化编程语言G语言编写程序,产生的程序是框图形式。LabVIEW也是一种通用的编程系统,它既可用于与GPIB,VXI,PXI,S-232,RS-485及数据采集板卡等硬件进行通讯,也可以同TCP/IP网络和Activex等标准软件进行接口,利用LabVIEW建立的32位程序,能满足数据采集、测试等所需的执行速度。这是一种不需要很多编程经验而功能强大的编程工具,与其他语言开发工具相比,LabVIEW编程具有以下特点:

　　(1)LabVIEW的基本编程单元是图标,不同的图标表示不同的功能模块。用LabVIEW开发的程序又称为虚拟仪表程序(VIS),包括前面板和框图程序。前面板是用于设置输入量和输出量的用户图形界面,包含如开关、按钮、图表、图形等多种图标;框图程序用图形语言编写,相当于传统程序的源代码,完成对前面板中输入量和输出量的控制。

　　(2)LabVIEW继承和发展了结构化和模块化程序设计的概念,使虚拟仪器是分层次和模块化的。它既可以把任意一个虚拟仪器当作顶层程序,也可将其当作其他虚拟仪器或自身的子程序,这样用户就可以把一个复杂的应用任务分解为一系列多层次的子任务,通过为每个子任务设置1个子虚拟仪器,并运用方框图原理把这些子虚拟仪器进行组合、修改、交叉和合并等处理,最后建成的顶层虚拟仪器就成为1个包括所有应用功能的子虚拟仪器的集合。

　　(3)LabVIEW是一个带有扩展功能库和子程序的通用程序设计系统,在其开发环境下提供的应用程序有180多种,大致可分为高级分析函数库、工具箱库、综合时频分析控制箱、仪器驱动函数库、演示程序库、开发工具库和应用程序生成器等方面。帮助用户迅速组建自己的应用系统。LabVIEW还提供了数百种仪器的源码级驱动程序(其中包括GPIB(IEEE488)仪器、VXI仪器、RS232仪器),还可通过动态链接库(DLL)开发自己的函数库,进一步扩展功能。

　　2　虚拟测试分析仪的系统结构

　　开发的虚拟振动测试分析仪是基于数据采集卡的PC-DAQ系统。其构成如图1所示,主要由硬件平台和应用软件两大部分构成。硬件平台的核心是一台PC机,I/O接口设备采用阿尔泰的USB2008数据采集卡。数据采集卡是高性能高集成度的16通道、12位USB输出数据采集系统。它提供了伪同步采样方式,减少通道间的采样时差,采用12 bit A/D分辨率保证转换精度,32 kB FIFO存储器保证AD数据的完整性。另外USB型数据采集卡具有高速、方便、灵活,独立供电,支持多媒体等多种优点,很好地解决了以往各种总线形式在安装、速度以及接口数量限制等方面存在冲突的问题。