虚拟仪器系统集成与工程应用

第1章 绪论 1.1 仪器技术发展概况 1.2 虚拟仪器基本概念 1.2.1 虚拟仪器面板 1.2.2 由软件编程来实现仪器功能 1.3 虚拟仪器的系统构成 1.4 虚拟仪器系统集成的基本概念及意义 习题 第2章 虚拟仪器系统的硬件集成技术 2.1 虚拟仪器硬件 2.2 虚拟仪器系统总线 2.2.1 总线的分类 2.2.2 总线的基本规范内容 2.2.3 总线的性能指标 2.2.4 总线系统的优越性 2.2.5 虚拟仪器与测控系统总线 2.2.6 虚拟仪器应用总线的选型 2.3 虚拟仪器系统硬件集成 2.3.1 影响虚拟仪器系统硬件集成的主要因素 2.3.2 虚拟仪器系统硬件集成过程 2.3.3 虚拟仪器系统硬件集成策略 2.4 主控计算机(控制器)的选择与配置 2.4.1 外置式控制器 2.4.2 嵌入式控制器 2.5 信号接口装置设计 2.5.1 信号接口装置的类型 2.5.2 通用信号接口装置机械结构 2.6 可靠性与安全性设计 2.6.1 可靠性设计 2.6.2 抗干扰设计 2.6.3 安全性设计 小结 习题 第3章 虚拟仪器控制软件技术 3.1 可编程仪器标准指令SCPI 3.1.1 SCPI仪器模型 3.1.2 SCPI命令分类 3.1.3 SCPI命令规范 3.1.4 工作流程 3.1.5 SCPI命令系统集成案例 3.2 VISA 3.2.1 VISA概述 3.2.2 VISA资源管理器 3.2.3 VISA资源模板 3.2.4 VISA资源类 3.2.5 VISA在编程中应用 3.2.6 虚拟仪器的软面板 3.2.7 NI VISA软件的安装及VXI系统硬件互连 3.3 VPP 3.3.1 仪器驱动程序 3.3.2 VPP在编程中的应用 3.4 IVI 3.4.1 IVI技术的特点 3.4.2 IVI驱动器的类型及互换性的实现原理 3.4.3 IVI驱动器的工作原理 3.4.4 IVI仪器驱动器的开发流程 3.4.5 仪器驱动器属性的设置 3.4.6 IVI软件的安装与应用 小结 习题 第4章 VXI总线技术规范与系统集成 4.1 概述 4.1.1 VXI总线的产生背景 4.1.2 VXI总线的特点 4.1.3 VXI总线技术规范文本 4.2 VXI总线的机械规范 4.2.1 VXI总线模块结构 4.2.2 VXI总线仪器的主机箱 4.3 VXI总线的电气规范 4.3.1 VXI子总线 4.3.2 系统管理控制(零槽资源控制器) 4.3.3 VXI总线仪器的环境适应性要求 4.4 MXI接口总线 4.4.1 MXI总线的结构 4.4.2 MXI的连接方式 4.4.3 MXI总线的应用 4.5 VXI总线的系统结构 4.5.1 系统结构概述 4.5.2 VXI总线系统器件及其操作 4.6 VXI总线虚拟仪器系统集成 4.6.1 VXI系统方案设计步骤 4.6.2 VXI总线系统控制器的选择 4.6.3 VXI总线系统主机箱的选择 4.6.4 VXI总线系统仪器模块的选择 小结 习题 第5章 PXI总线技术规范与系统构建 5.1 概述 5.1.1 PXI总线的发展历程 5.1.2 PXI总线结构特点 5.2 PXI机械规范 5.2.1 模块尺寸与连接器 5.2.2 机箱与系统槽 5.2.3 PXI徽标和兼容性标志 5.2.4 环境测试 5.2.5 制冷规范 5.2.6 机箱和模块的接地需求和EMI指导方针 5.3 PXI电气规范 5.3.1 PXI连接器引脚定义 5.3.2 PXI信号 5.3.3 机箱电源规范 5.4 PXI软件规范 5.4.1 系统软件框架标准 5.4.2 对已有仪器标准的支持 5.4.3 系统实现的其他问题 5.5.PXI系统构成与特点 5.5.1 机箱 5.5.2 控制器 5.5.3 PXI接口模块 5.5.4 PXI设备／模块 5.6 PXI仪器系统的组建与应用 5.6.1 PXI仪器系统的组建 5.6.2 PXI系统应用中需要注意的问题 5.6.3 PXI系统的应用 小结 习题 第6章 基于数据采集系统的虚拟仪器及其集成 6.1 数据采集系统概述 6.2 数据采集系统的组成 6.2.1 数据采集系统的基本组成 6.2.2 数据采集传感器 6.2.3 信号调理设备 6.2.4 数据采集与分析硬件 6.2.5 计算机与软件 6.3 数据采集(DAQ)设备 6.3.1 数据采集(DAQ)硬件关键特性参数 6.3.2 基于USB总线的DAQ设备 6.3.3 PCI数据采集卡 6.3.4 CompactDAQ 6.4 数据采集系统构建与集成 6.4.1 数据采集系统构建方法 6.4.2 传感器的选型 6.4.3 数据采集设备的设计与选型 6.4.4 数据采集系统总线的选择 6.4.5 数据采集系统主控计算机的选型 6.4.6 驱动软件的选择 6.4.7 为测量系统选择合适的应用开发软件 6.4.8 数据采集系统集成 6.5 数据采集系统构建典型案例 6.5.1 力、载荷与扭矩 6.5.2 测压元件的工作原理 6.5.3 测压元件的选择 6.5.4 扭矩传感器的工作原理 6.5.5 如何选择扭矩传感器 6.5.6 载荷和扭矩传感器的信号调理 小结 习题 第7章 工程装备故障检测系统设计 7.1 概述 7.1.1 虚拟仪器的通用设计流程 7.1.2 故障检测系统的设计原则与设计依据 7.2 故障检测虚拟仪器系统的总体设计 7.2.1 被测对象检测需求分析 7.2.2 总体结构设计 7.3 PXI模块化仪器(现场检测诊断平台)构建 7.3.1 虚拟仪器主控计算机选型 7.3.2 数据采集(DAQ)模块的选型 7.3.3 多路开关模块的选型 7.3.4 串口通讯模块的选型 7.3.5 PXI机箱的选型 7.3.6 嵌入式控制器的选型 7.3.7 显示控制单元的设计与选型 7.4 适配器设计 7.4.1 适配器简介 7.4.2 上装电子设备检测板 7.4.3 底盘仪表检测板 7.4.4 接口设备 7.4.5 信号接口电缆 7.5 故障检测系统软件设计 7.5.1 软件开发环境特点与选择 7.5.2 总体设计 7.5.3 软件功能 7.5.4 软件方案 7.5.5 程序设计说明 7.5.6 主要程序模块开发 7.6 用户界面设计 7.6.1 入口界面 7.6.2 检测界面 7.6.3 记录界面 7.6.4 维修指导界面 7.7 硬件集成与检测步骤 小结 习题 参考文献