基于DAQ及LabVIEW的虛擬數字電壓表的設計

1．2 電壓表設計原理
基于DAQ及LabVIEW的數字電壓表包括直流電壓表和交流電壓表的功能，直流電壓表的設計原理如圖3所示，采用電壓-時間變換型原理。
電壓-時間變換型原理是指測量時將被測電壓值轉換為時間間隔△t，電壓越大，△t越大，然后按△t大小控制定時脈沖進行計數，其計數值即為電壓值。電壓-時間變換型又稱為V-T型或斜坡電壓式。

傳統(tǒng)的交流電壓表按對波形響應的輸出量分為峰值電壓表、均值電壓表和有效值電壓表，它們的工作原理類似，只是檢波電路的參數有所不同：峰值電壓表采用二極管峰值檢波器，表頭的偏轉正比于被測電壓(任意波形)的峰值；均值電壓表一般都采用二極管全波或橋式整流電路作為檢波器，表頭偏轉正比于被測電壓的平均值；有效值經常采用熱電變換和模擬計算電路兩種方法實現測量，因此，對不同的測量對象必須選用不同的測量儀表。

2 基于LabVJEW的軟件程序設計
2．1 虛擬儀器的軟件系統(tǒng)
在系統(tǒng)設計中，傳統(tǒng)儀器的關鍵在硬件，而虛擬儀器的關鍵是軟件。其最核心的思想是利用計算機的硬／軟件資源，使本來需要硬件實現的技術軟件化(虛擬化)，以便最大限度地降低系統(tǒng)成本，增強系統(tǒng)的功能與靈活性。因此要完成虛擬儀器的測試功能，軟件的設計是關鍵。
LabVIEW是一種圖形化的編程語言，主要用來開發(fā)數據采集、儀器控制及數據處理分析等軟件，目前在國際測試、測控行業(yè)比較流行，在國內的測控領域也得到廣泛應用。它大大降低了程序設計的難度，使得測試工程師可以專注于實現儀器功能，而不是跟程序文本代碼做艱苦斗爭。基于LabVIEW的虛擬儀器測試軟件設計包括前面板的設計及后臺圖形化控制程序的設計。
2．2 基于虛擬儀器技術的電壓表的軟件實現
根據前面分析的數字電壓表的原理及測試方法，系統(tǒng)能完成直流和交流電壓的測試功能，本文設計的電壓表主要用于實驗室教學設備，主要是讓學生掌握電壓表的電路構成、電壓表的工作原理、電壓表的測試方法以及交流電壓表對正弦波形和非正弦波形的不同響應。則虛擬電壓表應具有電源開關控制、輸入參數控制、波形顯示、峰值、有效值和平均值三種結果顯示，且輸入信號的采樣可調節(jié)等功能。