虚拟仪器考试知识点资格考试教师资格考试_资格考试-教师资格考试.pdf

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1、 虚拟仪器考试知识点 162902 王建余 第一章：1，虚拟仪器是一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板，以及由计算机所完成的仪器功能，都可由用户软件来定义的计算机仪器。2.虚拟仪器定义的阐述：（1）虚拟仪器的硬件是通用的。虚拟仪器硬件是由计算机和测试模块构的。（2）虚拟仪器的面板是虚拟的。虚拟仪器的面板是计算机屏幕上虚拟出来的。（3）虚拟仪器的功能是由用户软件定义的。3.虚拟仪器的三个基本功能：（1）完成信号的采集与产生（2）数据分析与处理（3）结果表达与输出 4.传统仪器的特点：（1）从外观看，传统仪器一般是一台独立的装置（2）

2、从功能看，三个基本功能都是通过硬件电路或固化软件实现的，其功能和规模一般都是固定的。5.与虚拟仪器相比，虚拟仪器的特点：（1）仪器功能方面，其功能可由用户软件定义，柔性结构，灵活组态;多功能于一体；数据处理实时快捷；（2）用户界面方面，友好的人机交互界面，功能复杂的仪器面板可划分为分面板，使布置简洁；软面板上的器件操作具有极大的灵活性和创新性。（3）系统集成方面，系统开放灵活，开发周期短效率高；硬件实现了模块化、系列化；虚拟仪器网络化。6.虚拟仪器由硬件和软件两部分构成，硬件是虚拟仪器的基础，软件是虚拟仪器的核心。虚拟仪器的硬件通常包括基础硬件平台和外围测试硬件设备，它们共同组成了通用仪器硬件

3、平台。虚拟仪器的软件包括操作系统，仪器驱动器和应用软件三个层次。7.通用仪器硬件平台是以计算机为基础，以各种测量设备或仪器模块作为外围 I/O 接口硬件设备组成的，它主要完成被测信号的采集和测试信号的产生，基本的 I/O 功能是模数转换和数模转换。其基本模块包括高速数据采集模块、信号前端调理模块、模拟信号产生模块、大容量存储器阵列模块和数字信号输入输出模块。8.虚拟仪器的总线有：PCI总线、GPIB总线、VXI总线、PXI总线、LXI 总线 9.虚拟仪器的软件层次结构由 I/O 接口层、仪器驱动层和应用软件层构成。10.虚拟仪器软件系统标准化规范：VPP规范、IVI 规范。硬件总线标准化包括

4、PC标准、GPIB标准、VXI标准、PXI 标准。11.一个虚拟仪器系统性能的优劣和大程度取决于软件平台的选择和应用软件设计。第二章 1.虚拟仪器软件设计包括仪器驱动程序设计和应用程序设计，应用程序设计包含虚拟仪器面板的软件，仪器测试功能的软件设计。软件开发平台有文本式编程语言和图形化编程语言。2.LABVIEW 的特点：（1）图形化的仪器编程环境（2）内置高效的程序编译器（3）灵活的程序调试手段（4）支持各种数据采集和仪器控制（5）功能强大的数据处理和分析函数库（6）支持多种系统平台（7）开放式的开发平台（8）网络功能 3.LABVIEW 程序包括：前面板，框图程序，以及图标/连接端口三部分

5、组成。(1)前面板中的两类控件：控制型控件和指示型控件（2）框图程序由节点、端口、和数据连线组成。4.程序创建的 LABVIEW 模板：工具模板、控件模板和函数模板。（1）工具模板提供了用于创建、编辑和修改前面板和框图程序中的对象所需的各种工具。（2）控件模板提供各种控制控件和指示控件。（3）函数模板提供可直接调用的库函数。5.LABVIEW 的数据类型：数值数据类型（浮点数、整数、复数）、非数值数据型。6.LABVIEW 编程程序的步骤：前面板设计、框图程序设计、程序运行。7.LABVIEW 程序结构：循环、选择、顺序、事件等。8.LABVIEW 程序调试的基本方法：（1）设置执行程序为高亮

6、显示执行方式。（2）单步执行。（3）探针（4）断电 第四章 1.数据采集是指将模拟量采集转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或输出地过程。用于数据采集的成套设备称为数据采集系统。2.数据采集系统 DAS的基本组成：计算机是数据采集系统的核心，数据采集系统包括硬件和软件两大部分。硬件部分又分为模拟部分和数字部分。3.DAS的基本结构：数据输入/输出通道、模拟输入开关、采样保持器、A/D转换器、D/A转换器。4.数据采集系统的主要性能指标：（1）系统分辨率（2）系统精度（3）采集速率（4）动态范围（5）非线性失真 5.信号获取方法：（1）通过敏感元件拾取被测信号（2）通过传感器拾取被测信

7、号（3）通过接口直接拾取被测信号（4）通过测量仪表拾取被测信号。6.信号调理功能：（1）放大功能放大是最为普遍的信号调理功能（2）隔离功能为的并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板以及由计算机所完成的仪器功能都可由用户软件来定义的计算机仪器虚拟仪器定义的阐述虚拟仪器的硬件是通用的虚拟仪器硬件是由计算机和测试模块构的虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪集与产生数据分析与处理结果表达与输出传统仪器的特点从外观看传统仪器一般是一台独立的装置从功能看三个基本功能都是通过硬件电路或固化软件实现的其功能和规模一般都是固定的与虚拟仪器相比虚拟仪器的特点仪器功能方功能复杂的仪器面板可划分为分面板使布置简软面板上的器件操

8、作具有极大的灵活性和创新性系统集成方面系统开放灵活开发周期短效率高硬件实现了模块化系列化虚拟仪器网络化虚拟仪器由硬件和软件两部分构成硬件是虚拟仪器了安全目的把传感器的信号和计算机相隔离。（3）多路复用功能多路复用是使用单个测量设备来测量多个信号的常用技术。（4）滤波功能在所测量的信号中滤除不需要的信号（5）激励功能对于某些传感器信号调理需要提供激励源。（6）线性化功能 7.模拟开关的主要技术指标：（1）通道数量（2）泄露电流 Is（3）导通电阻 Ron（4）导通电阻的平坦度Ron（5）切换速度（6）电源电压范围 8.模拟多通道的组件方案：（1）不带采样/保持器的 A/D转换通道（2）带采样/保

9、持器的 A/D转换通道(a)多通道共享带采样/保持器与 A/D转换器(b)多通道共享 A/D转换器（c）多通道并行 A/D转换 9.测量放大器其功能是把传感器输出的微弱信号放大到 ADC的输入范围；能够较好的抑制包括静电和电磁耦合等共模干扰。10.测量放大器的主要技术指标：（1）共模抑制比（2）温度漂移（3）非线性度（4）建立时间（5）回复时间（6）电源引起的失调 11.PCI 总线数据采集卡硬件系统的四大模块：信号调理电路、高速 AD转换模块、PCI总线接口模块、CPLD时序控制模块。12.PCI 局部总线具有的特点：（1）高性能（2）线性突发传输（3）采用总线主控和同步操作（4）不受处理器

10、限制（5）兼容性强，适合于各种机型 第七章 1.总线就是连接有若干设备并进行信号传送的一条信号线或一组信号线，或者说，总线是实现将信号从一个源或多个源送至一个目的地的一条或多条导线。2.总线的基本功能是信号传输，是实现数据传输的一条公共路径。总线就是一种符合某些标准的通信连接线路及其接口的总称。“公用”和“标准”是总线的两大特点。3.总线分类：（1）按传送数据的方式：串行总线和并行总线（2）按应用层次：片内总线、片间总线、内部总线、外部总线、现场总线及网络总线等（3）按标准化程度：标准总线和非标准总线（4）按总线传送信号种类：地址总线、数据总线、控制总线、电源总线、模拟信号总线等（5）按用途分

11、：计算机总线、测控总线、外设总线。4.总线规范（特性）：（1）机械规范（特性）（2）电气规范（特性）（3）功能规范（特性）（4）过程规范（特性）5.采用标准总线的优点：（1）具有开放性，简化系统上设计;简化系统结构，提高系统可靠性（2）具有互换性，便于系统的扩展和更新；便于生产和维修，经济性好。6.测控总线是指以组成测量和控制系统为主要目标而开发的总线。的并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板以及由计算机所完成的仪器功能都可由用户软件来定义的计算机仪器虚拟仪器定义的阐述虚拟仪器的硬件是通用的虚拟仪器硬件是由计算机和测试模块构的虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪集与产生数据分析与处理结果表达与输出传统仪

12、器的特点从外观看传统仪器一般是一台独立的装置从功能看三个基本功能都是通过硬件电路或固化软件实现的其功能和规模一般都是固定的与虚拟仪器相比虚拟仪器的特点仪器功能方功能复杂的仪器面板可划分为分面板使布置简软面板上的器件操作具有极大的灵活性和创新性系统集成方面系统开放灵活开发周期短效率高硬件实现了模块化系列化虚拟仪器网络化虚拟仪器由硬件和软件两部分构成硬件是虚拟仪器7.目前用于测控系统设计的总线有 CPCI、GPIB、VME、VXI、PXI和 LXI等总线。8.测控总线分类：测控机箱底板总线、测控机箱与计算机互联总线（串行总线和并行总线）、现场总线。9.测控总线的性能指标：总线宽度、寻址能力、总线频

13、率、数据传输率、总线定时协议（同步总线定时、异步总线定时、半同步总线定时）、热插拔、即插即用、负载能力 10.GPIB 总线工作方式:听着功能（从总线接收数据）、讲者功能（向总线发送数据）、控者功能（控制其他设备）11.听者、讲者、控者的联系：控者任命讲者和听者，讲者与听者直接通信。12.GPIB 的 3 根通信联络线：DAV 线、NRFD 线、NDAC 线。13.三线通信联络实际上就是利用 DAV 线、NRFD 线、NDAC 线三根线的通信联络操作来保证信息在总线上准确可靠地传递。14.三线通信联络过程：（1）发送者令 DAV=0，表示数据总线上的数据无效。（2）接收者相继准备好接收数据，再

14、由多个接收者时，各接收者的 nrfd 在总线上是“线或”连接的。（3）在接收者做准备的过程中，发送者先将数据送到数据总线，然后查询是否所有接收者都已准备好，如果是就发出 DAV=1，告诉接收者数据线上的数据有效。，可以接收。（4）当接收者确认数据有效可以接收时，信号 NAFD=0 已无需保留，因而恢复 NRFD=1 的状态，为下一次循环做准备。（5）接收者开始接收数据。（6）当发送者得知 NDAC=0 时，各接收者都已收到数据，（7）各接收者根据收到的 DAV=0 信息而恢复 NDAC=1.（准备完毕数据传输开始当前数据有效暂停发送新数据-数据已结束-数据已不再有效-数据传输结束）15.VXI

15、总线结构：（1）VME 总线【数据传输总线、仲裁总线、优先级中断总线、公用总线】（2）触发线（3）模块识别总线（4）模块相加总线（5）局部总线 16.VXI总线系统控制方案:(1)GPIB控制方案。GPIB控制方案通过 GPIB接口把 VXI主机箱与外部的计算机平台相连，计算机通过 GPIB-VXI编译器向 VXI仪器发送命令串，而 GPIB-VXI接口模块已透明的方式在 VXI字串行协议和 GPIB协议之间进行翻译，由于要对字串行本身进行这种额外的翻译。(2)嵌入式控制方案。(3)MXI 控制方案。(4)IEEE1394配置方案 17.0 槽模块用来沟通 CLK10脚，如果系统中配置有 P3

16、插座时，还能沟通 CLK00和 SYN100。资源管理器实际上是一个软件模块，与 0 槽模块配合能识别系统中的每一个模块，分配逻辑地址和存储器配置。零槽模块完成系统背板管理，包括提供时钟源和背板总线仲裁等，当然它也可以同时具有其它的仪器功能。资源管理器在系统上电或者复位时对系统进行配置，的并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板以及由计算机所完成的仪器功能都可由用户软件来定义的计算机仪器虚拟仪器定义的阐述虚拟仪器的硬件是通用的虚拟仪器硬件是由计算机和测试模块构的虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪集与产生数据分析与处理结果表达与输出传统仪器的特点从外观看传统仪器一般是一台独立的装置从功能看三个基本功能都是

17、通过硬件电路或固化软件实现的其功能和规模一般都是固定的与虚拟仪器相比虚拟仪器的特点仪器功能方功能复杂的仪器面板可划分为分面板使布置简软面板上的器件操作具有极大的灵活性和创新性系统集成方面系统开放灵活开发周期短效率高硬件实现了模块化系列化虚拟仪器网络化虚拟仪器由硬件和软件两部分构成硬件是虚拟仪器以使系统用户能够从一个确定的状态开始系统操作。18.网络化测试系统的组成特点：分散性、异构性，层次化，自治性、实时性 （内容不是很完善，请自行查找。）的并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板以及由计算机所完成的仪器功能都可由用户软件来定义的计算机仪器虚拟仪器定义的阐述虚拟仪器的硬件是通用的虚拟仪器硬件是由计算机和测试模块构的虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪集与产生数据分析与处理结果表达与输出传统仪器的特点从外观看传统仪器一般是一台独立的装置从功能看三个基本功能都是通过硬件电路或固化软件实现的其功能和规模一般都是固定的与虚拟仪器相比虚拟仪器的特点仪器功能方功能复杂的仪器面板可划分为分面板使布置简软面板上的器件操作具有极大的灵活性和创新性系统集成方面系统开放灵活开发周期短效率高硬件实现了模块化系列化虚拟仪器网络化虚拟仪器由硬件和软件两部分构成硬件是虚拟仪器