實(shí)驗(yàn)報(bào)告5-虛擬儀器在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)五虛擬儀器在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用【實(shí)驗(yàn)簡介】虛擬儀器實(shí)際上就是一種基于計(jì)算機(jī)的自動化測試儀器系統(tǒng)。它利用通用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算處理功能, 通過傳感器和接口卡實(shí)現(xiàn)信號輸入，用鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等計(jì)算機(jī)外設(shè)實(shí)現(xiàn)控制和顯示功能。虛擬儀器 設(shè)計(jì)過程主要包括選擇適當(dāng)?shù)挠布脚_、傳感器、接口卡以及編制應(yīng)用軟件。虛擬儀器相比較于傳統(tǒng)儀器， 其功能更加靈活多變、易于擴(kuò)展，而且由于和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，它還能夠與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操 作。因此，虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)成為自動化測量的主流技術(shù)?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 了解虛擬儀器的概念：2. 了解圖形化編程語言LabVIEW,學(xué)習(xí)簡單的LabVIEW編程：3. 完成伏

2、安法測電阻的虛擬儀器設(shè)計(jì)?！緦?shí)驗(yàn)儀器與用具】計(jì)算機(jī)（含操作系統(tǒng)），LabVIEW 2014, NI ELVIS H+,導(dǎo)線若干,元件盒一個（包括100Q標(biāo)準(zhǔn)電 阻一個，待測電阻IkQ和51 Q各一個，穩(wěn)壓二極管一個。）【實(shí)驗(yàn)原理】1.虛擬儀器的硬件本實(shí)驗(yàn)使用的硬件平臺是個人電腦（PC機(jī)），美國國家儀器公司（National Instruments）的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室 虛擬儀器套件（Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite） 11+ （縮寫為 NI ELVIS II +）和自帶的原 型板。圖7-2 NI ELVIS II功能說明。1. N

3、I ELVIS H系列原型板；2.數(shù)字萬用表保險絲：3.數(shù)字萬用及接口； 4.示波器接口： 5.函數(shù) 發(fā)生器輸出/數(shù)字觸發(fā)輸入接口； 6.原型板安裝螺絲孔；7.原型板接口： 8.原型板電源開關(guān)：9.狀 態(tài)燈：10.可變電源手動控制旋鈕；II.函數(shù)發(fā)生器手動控制旋鈕。虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)平臺ELVIS II+,如圖7-2所示，集成8路差分輸入（或16路單端輸入）模擬數(shù)據(jù) 采集通道、24路數(shù)字I/O通道，以及多款常用的儀器（包括示波器、數(shù)字方用表、函數(shù)發(fā)生器、動態(tài)信號 分析儀、二線電流電壓分析儀、三線電流電壓分析儀、阻抗分析儀、VPS電源等）。平臺通過USB連接PC。 虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)平臺是開源的，可

4、以在LabVIEW中進(jìn)行定制，同時可以使用LabVIEW Express VI和LabVIEW Signal Express的步驟對設(shè)備進(jìn)行編程。7壬生一由mRmmm一事jilE三|.=三三三1=圖7-3原型板功能說明。1 .模擬信號輸入和可編程函數(shù)信號I/O陣列：2.工作站交互接口； 3.數(shù)字信號I/O陣列；4.用戶 可配置LED； 5.用戶可配置D-SUB接口： 6.計(jì)數(shù)器/計(jì)時版用戶可配置I/O,直流電源陣列：7.數(shù) 字萬用衣，函數(shù)發(fā)生滿，用戶可配置I/O,可變電源和直流電源陣列：8.直流電源指示燈：9.用戶 可配置接線柱；10.用戶可配置BNC接口； 11.用戶可配置Banana接口：

5、 12.固定螺絲。2 .虛擬儀器的軟件本實(shí)驗(yàn)使用的用于虛擬儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)平臺是LabVIEW (laboratory virtual instrument engineering workbench) .它將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析和顯示能力與儀器驅(qū)動程序整合在一起，為針對儀器的編 程提供了很大的便利。而且，LabVIEW是一種圖形化編程語言，編程過程也就是設(shè)計(jì)流程圖，即使初學(xué) 者也能很快入門。用LabVIEW開發(fā)平臺編制的虛擬儀器程序簡稱為VI。VI包括三個部分：前面板(front panel),程序 框圖(Blockdiagram)和圖標(biāo)/連線板。前而板用于設(shè)置輸入數(shù)值和顯示輸出量，相當(dāng)于真

6、實(shí)儀表的前而板.前而板上的圖標(biāo)，分為兩類：輸 入類(Controls,用于輸入)和顯示類(Indicators,用于輸出)，具體可以是開關(guān)、旋鈕、按鈕、圖形、 圖表等表現(xiàn)形式。程序框圖相當(dāng)于儀器的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，其中的端口用來和前面板的輸入對象和顯示對象 傳遞數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)用來實(shí)現(xiàn)函數(shù)和功能子程序調(diào)用，圖框用來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序控制命令，連線則代表程序執(zhí) 行過程中的數(shù)據(jù)流。LabVIEW編程簡介(1)前面板窗口(Front Panel)和控件選板(Controls Palette)前面板窗口是用戶界而，也就是VI的虛擬儀器面板。前面板上面有兩類控件：輸入控件(Controls) 和顯示控件(Indica

7、tors)。輸入控件有開關(guān)、旋鈕、數(shù)字或文本輸入框等，用來讓用戶進(jìn)行輸入或控 制操作。顯示控件有圖形、數(shù)字或文本輸出框等，用來顯示測量或計(jì)算結(jié)果。所有控件都要通過控件選板進(jìn)行選擇，再添加到前面板上。控件選板可以用兩種方法打開：一是 在前而板空白處點(diǎn)擊右鍵，二是選擇菜單查看一控件選板?？丶x板上的控件主要按照數(shù)據(jù)類型分組。尋找控件有兩種方式：根據(jù)所屬類型找到其分組， 再在該分組中查找；如果知道控件名稱，還可以利用控件選板上的搜索欄直接搜索。雙擊搜索結(jié)果 可高亮顯示其在選板中的位置。向前面板添加控件的方法：鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)一下控件圖標(biāo)并松開，控件就黏附在光標(biāo)上了；將光標(biāo)移 到要放控件的位置，再點(diǎn)一下鼠標(biāo)

8、左鍵，就將控件釋放了。對于某些數(shù)據(jù)類型的輸入(或顯示)控件，可以在控件上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇轉(zhuǎn)換為顯示(或輸 入)控件，將其改變?yōu)橥粩?shù)據(jù)類型的顯示(或輸入)控件。(2)程序框圖(Block Diagram)和函數(shù)選板(Functions Palette)創(chuàng)建前面板窗口后，需要在程序框圖中編寫圖形化代碼，用來控制前面板對象。前面板和程序框 圖之間的切換，可以利用快捷鍵。+£來實(shí)現(xiàn)。在程序框圖中，可以看到添加在前面板上的控件在 程序框圖中已經(jīng)生成了相應(yīng)的輸入、輸出端。此外，可能還需要添加一些子VI、函數(shù)、常量、結(jié)構(gòu) 和連線（用來在其他對象間傳遞數(shù)據(jù)），才能實(shí)現(xiàn)儀器的輸入和輸出功能。在程序

9、框圖中，我們可以看到輸入控件和顯示控件的圖標(biāo)有兩個顯著區(qū)別：輸入控件的邊框較 粗，顯示控件的邊框較細(xì)：它們的圖標(biāo)上都有一個表示數(shù)據(jù)流向的接線端箭頭，輸入控件的箭頭向 外，而顯示控件的箭頭向內(nèi)。向程序框圖中添加子VI、函數(shù)、常量、結(jié)構(gòu)，需要通過函數(shù)選板來選擇和添加。打開函數(shù)選板也 有兩種方法：在前面板空白處點(diǎn)擊右鍵；選擇菜單查看一函數(shù)選板。如果知道對象名稱，可以使用函數(shù)選板上的搜索功能查找對象。雙擊搜索結(jié)果可高亮顯示其在選 板中的位置。如果要查看函數(shù)或VI的功能，可將鼠標(biāo)移到控件上，按快捷鍵：皿+14,打開即時幫助查看說明。（3）數(shù)據(jù)流、連線和數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)流工作方式LabVIEW按照數(shù)據(jù)流模式運(yùn)

10、行程序，只有當(dāng)模塊要求的輸入數(shù)據(jù)完全到達(dá)這個模塊時才能執(zhí)行, 然后向其所有的輸出端口輸出數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)再沿?cái)?shù)據(jù)線流向其他模塊。數(shù)據(jù)流經(jīng)節(jié)點(diǎn)的過程決定 了程序框圖上VI和函數(shù)的執(zhí)行順序。在數(shù)據(jù)流模式下，兩個彼此沒有數(shù)據(jù)依賴的程序塊可能會同時運(yùn)行，如果要強(qiáng)制它們的運(yùn)行順 序，可以使用順序結(jié)構(gòu)或錯誤簇等編程技術(shù)。連線表7-1常用連線類型類型標(biāo)量一維數(shù)組二維數(shù)組顏色整型藍(lán)色浮點(diǎn)型梃色布爾型IBBIBIOOIOISBIBIOOIO綠色字符型WWVWWVWVOMMHKKHOCRMWHRfSA粉色連線用于在程序?qū)ο笾g傳遞數(shù)據(jù)。連線上數(shù)據(jù)的傳遞是有方向的。輸入端子、常量、函數(shù)或 子VI的輸出端都可以作為數(shù)據(jù)

11、源。數(shù)據(jù)接收端可以是顯示端子、函數(shù)或VI的輸入端。一條連線只 有一個數(shù)據(jù)源，但可以連接多個數(shù)據(jù)接收端。此外，連線上傳遞的數(shù)據(jù)具有一定的類型和維數(shù)，其數(shù) 據(jù)源和數(shù)據(jù)接收端的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)維數(shù)必須相同。因此，正確的連線必須保證兩點(diǎn)：a.連線方向 正確；b.連線輸入和輸出端必須與連線上傳遞的數(shù)據(jù)兼容。表7-1顯示了最常見的連線類型。當(dāng)連線錯誤時，連線會表示成斷線，它是一條中間帶小紅叉的黑色虛線。這時可將連線工具移動到它 上而。LabVIEW會給出兩端的數(shù)據(jù)類型和流向信息。添加新的模塊和連線可能會對已設(shè)置好的部分有影響，而且原來的錯誤連線也可能對新添加的連線有 影響。如果已經(jīng)連了一個接線端，想取消連續(xù)

12、，可單擊鼠標(biāo)右鍵。如果想刪除連線，用定位工具選中它，即 可刪除。連線結(jié)束后，右鍵單擊連線，從快捷菜單中選擇“整理連線”，可使LabVIEW自動選擇連線路徑。按快 捷鍵Ctrl + B可刪除在程序框圖中的所有斷線。數(shù)據(jù)類型LabVIEW的基本數(shù)據(jù)類型有五種：數(shù)值（Numeric）,布爾（Boolean）,字符串（String）,枚舉（Enum）, 還有一種叫環(huán)型枚舉（Ring）,和Enum很類似，可以循環(huán)枚舉。數(shù)值類型的數(shù)據(jù)按精度又分若干種類型，與標(biāo)準(zhǔn)C+的數(shù)據(jù)類型基本是一致的。其代表符號直觀的表 現(xiàn)其類型?？梢栽跀?shù)值對象上點(diǎn)右鍵，通過彈出菜單中“表示法''修改。在程序框圖中，不

13、同數(shù)據(jù)類型的對 象有不同顏色，其顏色和數(shù)據(jù)類型的對應(yīng)關(guān)系與連線相同。（4）工具選板功能介紹在前面板窗口和程序框圖中都可以使用工具選板，可以通過點(diǎn)擊查看一工具選板打開和關(guān)閉它。它提 供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI程序的工具。當(dāng)從選項(xiàng)板內(nèi)選擇了任一種工具后，鼠標(biāo)箭頭就會變成該 工具相應(yīng)的形狀。工具選板上的最上端部分為自動選擇工具。當(dāng)點(diǎn)擊它燈亮?xí)r，當(dāng)鼠標(biāo)移到模塊上時，程 序會自動選擇工具，方便操作。常用工具按鈕的功能：*1：操作工具，用于操作前面板的控制和顯示，比如按下開關(guān)、扭動旋鈕等；或者用于改變程序框 圖中布爾常量的值。當(dāng)使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時，工具會變成標(biāo)簽工具。公一：定位工具：

14、用于選擇、移動或改變對象的大小。選擇對象：點(diǎn)擊一個控件，就可選中它: 如果想選擇多個控件，可以用鼠標(biāo)在屏幕上拉一個框，這時框中的控件同時都被選中。選中對象后，可以 移動、復(fù)制或刪除該對象。移動對象：左鍵點(diǎn)擊對象并一直按住，待移動到目標(biāo)位置之后再松開。改 變對象大?。哼x擇對象后，將光標(biāo)移動到邊框上，此時矩形邊框四角和四邊中央會出現(xiàn)小方塊，將光標(biāo)移 到小方塊上時，光標(biāo)會變成相應(yīng)的雙箭頭形狀，此時可以沿所需的方向?qū)ο罄旎驂嚎s。A：標(biāo)簽工具，用于向輸入控件中輸入文本、編輯文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。不：連線工具，用于在程序框圖中連接對象。連線方法：將連線工具移至接線端，此時將出現(xiàn)含有 接線端名稱的提示框

15、，而且圖標(biāo)上的接線端將會閃爍。由于有的函數(shù)或VI有多個接線端，因此要注意選對 所需的接線端，當(dāng)所需接線端閃爍時，單擊鼠標(biāo)即可。將連線工具在兩個對象的接線端上各單擊一次，就 可在這兩個對象之間創(chuàng)建連線。如果已經(jīng)連了一個接線端，想取消連線，可單擊鼠標(biāo)右鍵取消。®l：斷點(diǎn)工具，用于在VI、函數(shù)、節(jié).點(diǎn)、連續(xù)和結(jié)構(gòu)中設(shè)置斷點(diǎn)，斷點(diǎn)位置將暫停運(yùn)行。探針工具，用于在程序框圖的連線上創(chuàng)建探針。使用探針工具可查看VI運(yùn)行中連線上傳遞的數(shù) 據(jù)值。（5）快捷菜單和屬性對話框所有的LabVIEW對象都有快捷菜單，右鍵單擊對象，即可呼出快捷菜單。通過快捷菜單，可以改變 對象的外觀或運(yùn)行方式。比如，選擇可見的

16、項(xiàng)目（顯示項(xiàng)）、為某個輸入端創(chuàng)建常量（創(chuàng)建）、改變數(shù) 據(jù)精度類型（表示法）、設(shè)置屬性等。（6）前面板窗口、程序框圖工具欄和程序調(diào)試工具前面板窗口和程序框圖上方都會出現(xiàn)一條工具欄，上而有運(yùn)行、中止、調(diào)試程序的工具按鈕，它們 的用法如下：:運(yùn)行。如果VI有編譯錯誤，此按鈕將變成唾：此時單擊該斷箭頭按鈕，會顯示錯誤列表， 雙擊錯誤列表中的項(xiàng)目，程序中出錯的地方會高亮顯示出來。包：連續(xù)運(yùn)行。再次單擊此按鈕可停止連續(xù)運(yùn)行。®!：異常中止執(zhí)行。也J：暫停。單擊此按鈕后，程序暫停，按鈕變成紅色；再次單擊后，程序繼續(xù)運(yùn)行。高亮顯示執(zhí)行過程，只出現(xiàn)在程序框圖工具欄中單擊此按鈕，按鈕會變成窿，此時，可以

17、 看到每個步驟的數(shù)據(jù)值以及數(shù)據(jù)在連線上的流動情況。注意，在高亮顯示執(zhí)行過程狀態(tài)下，程序執(zhí)行 速度會顯著降低。小結(jié)一下調(diào)試程序的常用方法：程序編譯出錯時可單擊噲按鈕找到錯誤之處并修正；調(diào)試 程序時，可以用高亮顯示執(zhí)行過程按鈕宣檢測程序運(yùn)行情況：對于特別關(guān)注的某些數(shù)據(jù)值，可以 使用探針工具其他還有設(shè)置斷點(diǎn)和單步運(yùn)行等方法，具體請查閱軟件幫助文檔。（7）快捷鍵和編程小技巧<Ctrl+S>：保存文件。<Ctrl+E>：切換前面板窗口和程序框圖。<Ctrl+H>：打開幫助窗口，當(dāng)把鼠標(biāo)放到任何感興趣的模塊對象上時，就會在幫助窗口中顯示 相應(yīng)的幫助信息。TAB或Spac

18、ebar：切換選擇工具。多按幾下直到鼠標(biāo)變成你想要的工具的形狀。<Ctrl+Z>：撤銷前一操作。<Ctrl+B>：去除所有錯誤的連線。如果要觀察或改變模塊或控件的各種屬性，在其圖標(biāo)上按右鍵。雙擊某個控件/模塊可以看到與它對應(yīng)的模塊/控件端。3.利用虛擬儀器測量伏安特性本實(shí)驗(yàn)中利用一個模擬輸出通道為整個測量電路供電，利用兩個模擬輸入通道分別測量總電壓和標(biāo)準(zhǔn) 電阻上的電壓：利用測量得到的電壓數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)電阻數(shù)值就可以得到電路中的電流以及待測電阻上的電壓。 在程序控制下，電路電壓由0V開始逐漸增加到設(shè)定電壓，電壓每改變一次，測得一組電壓電流值，最后 得到一個數(shù)組，經(jīng)過線性擬合后

19、就可以得到待測電阻值。測量原理見圖7-4。使用單端輸入方式時，各個輸 入通道共用地線，各通道測量的都是對地的電壓，連線時要加以注意。也可使用差分輸入。ELV1S輸出端供電測總電壓標(biāo)準(zhǔn)電阻待測電阻izn4m測電壓算電流圖7-4用虛擬儀器測量伏安特性原理圖【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟】1 .初步熟悉LabVIEW開發(fā)環(huán)境的基本操作和編程方法啟動LabVIEW程序。選擇文件-新建VI進(jìn)入LabVIEW環(huán)境。熟悉一下各選板上的圖標(biāo)和名稱，學(xué)習(xí) 選擇并放置控件、點(diǎn)擊右鍵查看快捷菜單，學(xué)習(xí)使用標(biāo)簽工具、定位工具、連線工具和各種快捷鍵。2 .創(chuàng)建一個模擬溫度測量程序假設(shè)傳感器的輸出電壓和溫度成正比。同時希望程序中可

20、以用開關(guān)切換攝氏溫度值和華氏溫度值的顯 示。用一個輸入控件來代替數(shù)據(jù)采集卡對傳感器的測量結(jié)果。再將電壓讀數(shù)乘以100轉(zhuǎn)換成華氏溫度讀數(shù)， 或者再把華氏溫度轉(zhuǎn)換成攝氏溫度。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）創(chuàng)建前面板新建一個空白VI。打開前面板窗口。在空白處點(diǎn)右鍵，彈出控件選板，在控件選板中選擇溫度計(jì)、 垂直滑動桿開關(guān)、數(shù)值顯示控件、數(shù)值輸入控件，放在前面板上，添加各控件的名稱以及開關(guān)狀態(tài)的標(biāo) 識。（2）創(chuàng)建程序框圖打開程序框圖。在函數(shù)選板中找到乘法函數(shù)、減法函數(shù)、除法函數(shù)和選擇函數(shù)并將其放入程序 框圖中。把圖標(biāo)用連線工具連接起來，并在需要的地方創(chuàng)建數(shù)值常量（用連線工具，右鍵單擊你希望連一個 常量的對象連線端子，

21、在快捷菜單中選擇創(chuàng)建一常量，即可創(chuàng)建一個與端口數(shù)據(jù)類型相匹配的常數(shù)。也 可以先放入一個數(shù)值常量再連線。整個程序創(chuàng)建完畢c最后可以整理一下圖標(biāo)位置和連線（在需要整理的連線上單擊右鍵，在快捷菜單 中選擇整理連線）。（3）運(yùn)行程序選擇前面板窗口，運(yùn)行VI程序。點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，使程序運(yùn)行于連續(xù)運(yùn)行模式。改變“采集的電壓” 控件輸入值（比如在0.52之間的任意值）和溫度值單位，觀察程序運(yùn)行情況，并解釋程序每部分的功能。 再點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，停止程序運(yùn)行。（4）關(guān)閉程序混皮I- 100- 80-eI 溫度值母位60-：15也會值前面板3 .創(chuàng)建一個電壓輸出和采集的程序（1）編寫輸出電壓程序新建一個空白的

22、VI,在程序框圖中創(chuàng)建虛擬通道。創(chuàng)建一個While循環(huán)，并加入一些控件，用連線工 具將相應(yīng)的端口連接起來。（如圖）（2）編寫采集電壓程序用類似的方法創(chuàng)建電壓采集程序。整理各圖標(biāo)和連線。（3）運(yùn)行程序打開ELVIS電源和原型板電源。在前面板上設(shè)置輸出通道為Dev3/aoO,輸入通道為Dev3/ai0o在原型板上用導(dǎo)線連接模擬輸出(Analog Outputs) “AOO”端和模擬輸入(Analog Input Signals) “AI0+”端,將，AI 0 端和接地端“AIGND”用導(dǎo)線連接°在前面板窗口，運(yùn)行VI程序。改變輸出電壓，觀察測量電壓的變化?？牲c(diǎn)擊停止按鈕，觀察程序運(yùn) 行情

23、況。停止程序運(yùn)行。保存上述文件,(4)關(guān)閉程序程序框圖4 .用虛擬儀器測量伏安特性（1）編寫程序，包括前面板和程序框圖創(chuàng)建前而板放上一個Express XY圖，用于顯示電壓一電流圖，選“點(diǎn)+線”模式。放入四個數(shù)值型輸入控件和一個數(shù)值型顯示控件，添加各控件的名稱以及開關(guān)狀態(tài)的標(biāo)識。加入一個二維數(shù)組顯示控件，用于顯示測量的電壓和電流。放入一個開關(guān)按鈕（控件一布爾一開關(guān)按鈕），用于控制程序進(jìn)程。創(chuàng)建程序框圖根據(jù)實(shí)驗(yàn)思路，先輸出一個電壓，等到穩(wěn)定后測量?？刂瞥绦驁?zhí)行順序可以通過順序結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 在程序框圖中放入一個順序結(jié)構(gòu)，并使順序結(jié)構(gòu)有5幀。把需要的圖標(biāo)移動到順序結(jié)構(gòu)各幀之中。首先，讓ELVIS輸出

24、電壓。在第0幀中放入一個“DAQ助手工然后，讓程序等待一段時間。在第1幀中放入一個“等待（ms） “用于等待電阻上的電流達(dá)到穩(wěn)定；再 放入一個“單位轉(zhuǎn)換”，在模塊中鍵入“ms”，用于將單位s轉(zhuǎn)換成ms,將“單位轉(zhuǎn)換''的輸入端和“時間間隔” 相連，輸出端和“等待（ms） ”端相聯(lián)。然后，用ELVIS采集總電壓和標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，計(jì)算待測電阻上的電壓、電流值。在第2幀中放入 一個“DAQ助手”，在彈出窗口中選擇“采集信號”一 “模擬輸入”一 “電壓”，在彈出的DAQ助手窗口中的左 下角“生成模式''項(xiàng)目下選”1采樣（按要求）“，這用來測量總電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓

25、。接下來在第2 幀中放入兩個索引數(shù)組。用連線工具將DAQ中的數(shù)據(jù)輸出端和數(shù)組中的數(shù)據(jù)端相連，在“索引數(shù)組”左下 角的索引端創(chuàng)建常量，分別將上下兩個索引常量設(shè)為0和葭再在第2幀中放入“減”和“除”的節(jié)點(diǎn)。按照圖 中所示將它們用連線工具連接。用總電壓減去標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓得出待測電阻上的電壓，再把標(biāo)準(zhǔn)電阻 上的電壓除以標(biāo)準(zhǔn)電阻，求出電流。然后，再讓程序等待一段時間，以減少對數(shù)據(jù)測量過程的影響。在第3幀中放入“等待（ms） “，在輸 入端點(diǎn)右鍵創(chuàng)建常量，將常量數(shù)值改為100 （表示100 ms） .在第4幀中放入一個“DAQ助手”，使順序結(jié)構(gòu)結(jié)束時電壓輸出為0。通過While循環(huán)來實(shí)現(xiàn)電壓的改變。放入

26、的While循環(huán)要包含先前的順序結(jié)構(gòu)、“數(shù)據(jù)”和“電阻的伏安曲 線圖希望ELVIS輸出電壓從0V開始到5 V,每隔0.25 V測一次。對于較小的待測電阻，這些值要用更 小的值，以保證電流不超過限制?？梢园裌hile循環(huán)框左下角的循環(huán)變量i和數(shù)值型控件”輸出電壓步長”相 乘，將其乘積和順序結(jié)構(gòu)第0幀中的DAQ助手的數(shù)據(jù)端相連?？梢园裌hile循環(huán)的i和輸入型控件“測量數(shù)據(jù) 點(diǎn)數(shù)”中的值作比較，在和開關(guān)作邏輯"與''運(yùn)算（"與”函數(shù)，在函數(shù)一布爾一與）后和While框內(nèi)右下角 的循環(huán)條件端子相連，并把循環(huán)條件改為“真時繼續(xù)”，用于控制循環(huán)。用移位寄存器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的

27、實(shí)時顯示，移位寄存器的功能是在相鄰兩次循環(huán)之間傳遞數(shù)據(jù)。在While循 環(huán)左邊框（或右邊框）上點(diǎn)右鍵選擇“添加移位寄存器”加上兩個移位寄存器，分別用來存儲并傳遞電壓 和電流的測量數(shù)據(jù)。在循環(huán)中放入兩個“創(chuàng)建數(shù)組”，向下拖放其圖標(biāo)使其有兩個輸入端，將上方的“元素” 端口和左邊的移位寄存器相連、下方“元素”端口和電壓（或是電流）相連，輸出端“添加的數(shù)組”和右端 的移位寄存器相連。此處創(chuàng)建數(shù)組的作用是將來自元素輸入端的新測量數(shù)據(jù)與數(shù)組輸入端的原來一維數(shù) 組中的數(shù)據(jù)串成一個新的一維數(shù)組。創(chuàng)建兩個空的數(shù)組，用于初始化數(shù)據(jù)。顯示測量數(shù)據(jù)。在程序框圖放入一個“創(chuàng)建數(shù)組”，拖放其圖標(biāo)使其有兩個輸入端，把連到移位寄存 器上的電壓和電流分別和“創(chuàng)建數(shù)組”的輸入端相連，把“創(chuàng)建數(shù)組”的輸出和名為“數(shù)據(jù)”的數(shù)組顯示控件相 連。顯示伏安曲線。把電壓數(shù)組和“創(chuàng)建XY圖”的X輸入相連，電流數(shù)組和Y輸入相連。由于顯示數(shù)組控 件“數(shù)據(jù)”和顯示圖形控件“電阻的伏安曲線圖”都在While循環(huán)以內(nèi)，因此每次循環(huán)“數(shù)據(jù)”和r包阻的伏安曲 線圖”都會更新一次。計(jì)算電阻值。在循環(huán)外面放入一個“線性擬合”打點(diǎn)（函數(shù)一數(shù)學(xué)一擬合一線性擬合），將