基于LabVIEW的虛擬電壓表設計

　　3 流程圖的設計

　　每一個(gè)前面板都對應一個(gè)流程圖程序。前面板的設計完成后，可對流程圖程序進(jìn)行設計。打開(kāi)LabVIEW設計環(huán)境中的窗口→顯示程序框圖，進(jìn)入流程圖編輯窗口，與前面板各控件對應的端口圖標自動(dòng)出現在流程圖編輯窗口中。利用LabVIEW中的功能模塊，根據虛擬示波器前面板各控件的作用和聯(lián)系，虛擬示波器運作后數據流的控制，分別在流程圖設計面板中放置各個(gè)功能模塊，合理擺放后，在用連線(xiàn)工具依次連接，以實(shí)現虛擬示波器的功能。數據流的編輯主要是對端口圖標的連接。用連線(xiàn)工具進(jìn)行連線(xiàn)時(shí)，如果端口閃爍，說(shuō)明相連的數據類(lèi)型匹配，否則不能連接。

　　3.1 虛擬信號發(fā)生器的實(shí)現

　　由于虛擬電壓表主要用于演示，所以為了方便，可直接利用LabVIEW軟件產(chǎn)生仿真信號。在該設計中，設置了正弦波、方波和三角波以及由公式確定的任意波形。在程序設計框圖中，使用一個(gè)Case(選擇)語(yǔ)句對四種波形進(jìn)行選擇。Case語(yǔ)句中，每一個(gè)數字(0，1，2，3，4)都代表一種波形，與前面板控件中5種狀態(tài)相對應。至于Case語(yǔ)句的制作，只需將4個(gè)圖標中的一個(gè)，例如正弦波發(fā)生程序，用Case框起來(lái)，然后在上面的空白處寫(xiě)上相應的數字，例如1;然后點(diǎn)擊箭頭，可以設置第二個(gè)圖標，如果要添加一個(gè)Case的話(huà)，可以點(diǎn)擊鼠標右鍵，直接添加，編輯相應的基本信號發(fā)生器VI中相應的節點(diǎn)即可。在添加公式波時(shí)，要把基本信號發(fā)生器VI換成公式波形VI，0代表默認狀態(tài)，表示無(wú)任何波形輸入。本文給出了Case結構的一個(gè)分支，公式波形的流程圖如圖2所示。該子Ⅵ可使用指定時(shí)間函數的公式字符串生成一個(gè)函數波形，它要求公式的自變量必須是t，它所支持的運算符和常用的函數。

　　另外，在模擬狀態(tài)下，信號頻率以赫茲或者每秒周期數為單位。但是在數字系統中，通常使用數字頻率，它是信號頻率與采樣頻率的比值，被稱(chēng)為標準頻率。所以，在框圖程序中，應當在信號頻率與采樣頻率之間加載一個(gè)除法器。

　　在波形發(fā)生程序按照規定的參數產(chǎn)生波形后，如果將波形直接輸入波形顯示控件，那將是錯誤的。因為波形顯示控件，并不像數據顯示控件那樣只需要一個(gè)或一組數據，因此波形能否按規定顯示出來(lái)，取決于輸入的幾組不同且具有決定性的數據，例如周期、相位等。在該設計中，將z軸起始坐標、周期、波形捆綁成一個(gè)數組，同時(shí)輸入到波形顯示控件中。

　　3.2 數據處理部分

　　數據處理部分的作用，就是將產(chǎn)生出的信號通過(guò)不同形式的檢波、計算，得出規定的不同的結果。在該設計中同時(shí)顯示交流有效值、峰值和平均值。對于一個(gè)純粹的交流電壓，正半周期信號與負半周期信號對稱(chēng)，U的平均值等于零，所以一般不直接測量平均值。在設計時(shí)，按函數→數值→絕對值取交流電壓的絕對值，然后求平均值，取全波平均值。交流電壓中的最大值，即為峰值?？梢酝ㄟ^(guò)比較數據求出最大值，這需要使用波形最大、最小子虛擬儀器來(lái)處理框圖。有效值顯示：在函數→信號處理→波形測量中選擇基本平均直流均方根。其框圖符號如圖3所示。

　　圖3中，DC value為測量的直流分量;RMS為value測量有效值;reset用于重啟過(guò)去記錄的時(shí)間信號、平均測量的參數;averaging type是測量中的平均類(lèi)型，在單個(gè)模塊VI中，可依據輸入記錄長(cháng)度自動(dòng)設置平均時(shí)間;Window是在DC/RMS計算之前，用于記錄時(shí)間的窗;erroe in是在該VI運行之前描述錯誤環(huán)境，默認值為no error。如果錯誤已經(jīng)發(fā)生，該VI在errorout端返回錯誤代碼，子VI在無(wú)錯誤時(shí)才正常運行。