基于虚拟仿真的扫描电子显微分析实验教学系统的开发与实践

为克服高等院校大型仪器测试中扫描电镜实体教学存在的教学资源不足、成本高、教授方式受限以及仪器生均占有率低等问题,运用虚拟仿真技术开发了集学、练、考于一体的扫描电子显微分析实验教学模拟交互平台。学生无需进入实验室,利用课余碎片化时间就能自主学习扫描电镜分析测试相关理论知识,完成样品准备、测试分析等模拟交互操作,为实体操作奠定良好基础,通过在线测试检验相关知识点的掌握程度,汇总反馈数据进行分析评价,便于课程的持续改进。通过教学实践表明:扫描电子显微分析虚拟仿真实验教学系统与实体实验教学相结合,突破传统实验教学局限性,调动学生学习兴趣和自主学习积极性,教学过程更加安全高效,教学质量得到提升。本虚拟仿真实验教学系统助力提高学生主观能动性和实践创新能力,为功能材料研发行业创新型人才培养提供一种新的实践教学模式。

基于机器学习的信号扰动自动识别系统

为及时检测交流信号的扰动和故障,避免扰动给负载电路带来损害,在虚拟仪器平台上,基于机器学习方法实现了信号扰动自动识别系统。系统以随机森林算法构建分类器,对原始信号进行频谱分析实现了信号扰动自动识别。功能验证表明,系统对常见的信号中断、幅值升高、幅值降低扰动可以达到98%以上的识别率,可以用于实际电路保护和辅助调试。

基于虚拟仪器的定子匝间短路故障检测系统

为了及时发现异步电机的轻微绝缘故障,设计了一套定子匝间短路故障在线检测系统,包括硬件电路和软件设计。硬件包括电流互感器、信号调理电路、数据采集卡和计算机;软件以LabView为平台实现改进的EMD和Hilbert包络解调,对电机电流信号进行在线数据采集和分析,提取故障特征频率。以YL8012电机为实验对象,在不同故障程度和不同负载情况下对电机进行检测,系统检测速度快、效率高,能在轻微绝缘故障发展为严重故障之前及时发现故障,有较高的实际应用价值。检测系统简化了硬件电路,以LabView设计软件平台,可以完成对多台电机的检测工作,方便高效。

基于LabVIEW的数据采集与信号处理

介绍了LabVIEW 7 Express开发环境下数据采集与信号处理的实现方式。以计算机和USB2002数据采集卡为主要硬件,LabVIEW为软件开发平台,构建了用于实现信号的采集与信号分析的多功能虚拟仪器系统。系统可实现单通道、多通道数据的采集,信号分析,以及数据的存储和对历史数据的复现。在降低设备成本的同时,该系统还具有友好的人机界面,并且方便进行维护和实现功能扩充。该系统已应用在电力系统试验中,充分体现了方便、快捷、实用等诸多优势。

基于LabVIEW的虚拟振动测试分析系统

针对传统振动测试手段所需仪器繁多而复杂的缺点,基于虚拟仪器技术构建了虚拟振动测试分析系统．采用图形化编程语言进行模块化程序设计,由计算机完成其功能．文中通过对汽车座椅处振动的实际测试,验证了系统的可行性与有效性．

虚拟实验技术的研究现状及发展趋势

在综合大量有关虚拟实验技术文献的基础上,归纳总结了虚拟实验室的概念、结构组成及其性质特点。论述了虚拟实验室的分类以及目前在国内外的研究现状,提出虚拟实验室将会在自适应性、协作性和虚实结合等方面拥有良好的发展前景,因此,利用虚拟实验技术大力构建虚拟实验室将成为现代实验教学发展的必然趋势,具有很高的实用价值和重要的现实意义。

基于LabVIEW数据采集系统的设计

介绍一种基于虚拟仪器的数据采集和处理的实现方法。以LabVIEW7.1为软件开发平台,重点介绍了对数据采集与分析处理的虚拟仪器系统;在此基础上,简单介绍了波形采集和测量的基本思想,以及将其应用到现代电机调速系统中。系统可以实现对输入数据进行采集、分析、显示、储存、打印和历史数据回放等功能。系统具有良好的人机交互界面,易于维护和系统扩展。实际应用表明,该系统操作简单,满足试验系统技术指标。

基于LabVIEW传感器实验平台的开发

利用LabVIEW图形化编程语言,辅以多参量数据采集卡,开发了基于微机的传感器技术实验平台。论述了实验平台的硬件基本结构及关键技术问题,软件设计及应用。使用表明:该平台具有交互性好、可扩充性强、频带宽、使用灵活方便等特点。该平台不仅可作为实验教学仪器,还可用于多参量实时信号虚拟分析系统,为多传感器信号的实时数据采集、信号分析与处理提供了良好的工作平台和方便的测试工具。

基于虚拟仪器的信号采集与分析系统

介绍了在Windows环境下 ,利用虚拟仪器开发工具LabWindows CVI开发的信号采集与分析系统的软件结构、功能和特点。实验表明 ,应用虚拟仪器技术开发测试与分析系统 ,界面友好 ,并可大大提高开发效率。

基于虚拟仪器的电视测角仪测试系统

本文介绍了虚拟仪器在电视测角仪测试中的应用,分析了电视测角仪的精度、抗干扰性和灵敏度等主要性能参数的测试原理。在此基础上,使用PXI总线模块构建了系统的硬件平台,设计了相应的适配电路以及友好的测试操作界面。采用面向信号测试思想组织测试流程,有利于软硬件的重复利用。

虚拟仪器技术及其应用初探

将虚拟仪器技术应用于"机械工程测试技术基础"及"机械故障诊断"的实验中去,并用其技术作了信号分析实验、机械振动实验及噪声实验。SDAS 信号采集与分析系统在软件设计采用了"虚拟仪器",硬件设计,采用EDA设计方法,硬件可靠性高,功能稳定。硬件接口采用了ISA总线,用中断方式和查询方式实现了数据采集,通过虚拟机驱动程序实现了与上位机的接口,成功地实现了对自行设计的AD/DA卡、信号预处理器的控制。

一种虚拟信号分析仪器的设计

本文介绍了基于ＶＸＩ总线基本硬件和图形化编程语言ＨＰＶＥＥ设计的一种虚拟信号分析仪器。文中详细阐述了该仪器的设计思路和设计方法，以及仪器的功能特点。该虚拟仪器硬件配置简单，汉化软面板界面友好，不仅实现了一台信号分析仪器的功能，而且还可以实现对信号的频率、周期、脉宽、上升和下降时间的测量。

应用LabVIEW检测与分析焊接过程

介绍了虚拟仪器编程工具LabVIEW,利用LabVIEW开发了焊接过程信号检测与分析系统实际程序与最后效果。

虚拟振动测试分析仪的设计

介绍了一种自行开发的虚拟振动测试分析仪。首先利用笔记本式计算机和USB2008型数据采集卡搭建了PC-DAQ系统的通用硬件平台,然后通过软件编程定义了虚拟仪器的各种功能,并以信号分析功能为例着重介绍了仪器功能的具体设计过程。虚拟仪器界面友好,实现了信号发生、信号采集、信号分析处理以及模态分析等功能。最后进行了实验测试,得到的仪器分析结果与理论分析结果完全一致,表明虚拟振动分析仪的功能已经实现,各种分析结果正确可靠。

基于虚拟仪器技术的振动台模型试验98通道动态信号采集系统研制

土工结构振动台模型试验除了需采集常规的加速度、位移、应变信号外,还需采集模型场地土中振动孔隙水压力、动土压力等信号,由于同步采集的动态信号的多样性和复杂性,一般的振动台信号采集系统难以满足这样的多种动态信号同步采集要求。基于传感器融合技术和虚拟仪器技术,研发了一套适用于多种类型信号输入的动态信号同步采集系统,可实现80通道动态信号、18通道数字信号的同步采集、回放和频谱分析等功能,并具有界面友好、使用维护方便等特点。

基于虚拟仪器的电力暂态信号小波分析仪

电力设备出现绝缘老化、绝缘电阻降低、局部放电等异常现象会破坏电力系统原正常状态,出现暂态现象,产生暂态信号。因此,电力系统迫切需要用于暂态信号分析的装置,基于虚拟仪器设计了一套电力暂态小波分析仪。分析仪硬件由信号调理板、NIPCI-6143数据采集卡及计算机组成。软件主要完成对所采集的暂态信号的显示、小波变换、后处理及应用分析等功能。利用EMTDC(ElectromagneticTransientsincludingDC)仿真数据对系统软件的功能进行了演示,结果表明,设计的分析仪是可行的。

基于虚拟仪器的高速混合信号自动测试系统设计

传统半导体测试系统有两种组成形式,一种是基于台式分立仪器组建,通过GPIB等仪器控制总线连接,这种架构的好处是结构简单、组合与分拆方便,既可合起组成系统又可分立完成独立测试,但缺点是构架稳定性差、测量通道资源少、不易维护、不利于生产线大批量测试用;另一种形式是自动测试系统(ATE),如爱德万93000等,ATE系统资源丰富、功能强大,是目前集成电路量产测试的主要设备,主要用在封测生产线上,其缺点是成本高、专用性强、维护保养难度大。介绍了一种基于NI公司的虚拟仪器系统自动测试系统,此系统由多通道PMU、高速LVDS I/O、电源、SMU等多种模块化仪器组成,结合自行设计的高性能信号路由、机箱,配以必要的外部仪器、DUT LoardBoard板,组成功能全面的混合信号自动测试系统。测试系统采用LabVIEW和TestStand编程,界面友善、通用性强。该系统现已完成14位2GSPS D/A转换器测试开发,指标满足要求。

基于虚拟仪器的便携式振动测试系统开发

为提高学生对测试设备的使用能力和对振动测试知识的工程应用能力,利用虚拟仪器平台开发了一个具有开放、综合等特点的既能用于实验又能工程应用的便携式振动测试系统。选用工程上常用传感器和采集卡并配备笔记本电脑设计制作了一套便携式振动测试设备,编写了能二次开发的振动信号采集和分析的软件。可方便到实训中心和机械厂对实际振动源进行信号的采集、分析和存储。该系统能培养学生从传感器安装、信号采集参数设置、软件的二次开发到振动信号分析和设备故障诊断等方面的能力。通过对两届学生的实际实验教学试用,结果表明,该实验对于提高学生学习兴趣和工程应用能力的培养有明显的帮助。

Labwindows/CVI虚拟仪器软件在测试领域中的应用

结合一个虚拟信号发生器的设计与实现,介绍了虚拟仪器技术的基本概念、发展现状及其主要特点,并与传统仪器在使用性能、维护等方面进行了比较。通过开发某一虚拟信号发生器的流程,重点阐述了基于美国NI公司的软件开发平台Labwindows/CVI的设计方法和实现技术。最后,论述了虚拟仪器技术在测试领域中的应用,并展望其良好的发展前景。

基于虚拟仪器的液压综合试验台测控系统研究

针对液压测试台所面临问题,研发了一套基于虚拟仪器的液压测控系统。首先对液压试验台整体结构进行了设计,在此基础上开发了测控系统的硬件和软件部分。该测控系统以工控机、PXI数据总线与LabVIEW为核心,现场各类传感器、执行机构与工控机进行通信,并实现数据高速采集、分析与处理。进行了液压马达元件的性能试验和泵控马达系统的动态性能试验,该液压测控系统达到了设计要求。