1.7 掌握虚拟仪器技术需具备的条件和相关知识
如果想更好地掌握并会运用虚拟仪器技术,构建一个基于计算机即PC的虚拟仪器则是最现实的选择。为此,需要具备的条件是:一块数据采集卡、一台计算机,计算机上应装有虚拟仪器编程软件LabVIEW,并装有数据采集卡的驱动程序(关于LabVIEW软件和驱动程序的安装说明请见附录A)。专业的数据采集卡,需要从一些仪器厂商处购买(比如NI公司)。使用者应根据自己经常面对的实际测量任务需求去选择相应的数据采集卡。如果要测量的信号频率是音频范围的,且对测量准确度的要求并不高的话,则可以使用计算机上自带的声卡,而无须再购置另外的数据采集卡。
从图1.3可以看出,要构建一台虚拟仪器去测量实际的物理量,首先要选取传感器并搭建信号调理电路。实际中,要根据被测对象的不同来选择合适的传感器,再根据传感器输出信号的大小去设计合适的调理电路。对于这两部分内容,本书不进行具体介绍。本书主要讲授信号调理后的相关知识。按这种划分来考虑,要构建一台虚拟仪器的主要工作,就是要完成以下两方面的内容:①利用LabVIEW控制仪器硬件(数据采集卡等),获取测量数据;②利用LabVIEW编写应用算法,以对采集的测量数据进行分析、计算及处理,并将结果按需要的形式显示出来。
首先,LabVIEW作为一门图形化编程语言,学习者需要掌握以下基本知识:①什么是LabVIEW;②基本数据类型;③程序结构;④复合数据类型(数组、簇和波形等);⑤文件I/O;⑥图形显示。
然后,要掌握如何利用LabVIEW控制仪器硬件实现数据采集。本教材会根据学习者可能使用到的硬件,从以下5方面进行介绍:①利用专业的数据采集卡进行数据采集;②利用计算机自带的声卡进行数据采集;③利用摄像头进行图像采集;④利用LabVIEW控制实际的仪器;⑤利用LabVIEW控制单片机。