包括参数设置、数据采集、数据处理和数据储存四大模块组成。通过不同的功能模块 组建，形成功能完善的系统。

1．3 国内外研究现状

1．4 本论文主要内容

（1） 简要的对加速度、压力和力的测量方法和原理进行分析，通过分析方法为 下一步的选取相关硬件做好充分准备；

（2） 简要介绍实验装置，运行 PLC 程序，达到实验要求；

（3） 构建虚拟仪器测试系统，对系统进行模块化编程，对不同功能进行研究；

（4） 建立良好的人机交互，让用户有一个良好的体验；

（5） 对实验结果进行分析、图形显示等。

2 虚拟仪器与 labvieW

2.1 虚拟仪器简介

虚拟仪器（virtual instrument，简称 VI），是指通过应用程序把计算机和功能 模块连接，以硬件平台为基础，通过自己定义和设计具有虚拟面板、测试功能的仪器， 从而完成对被测量的采集、分析、处理、显示、储存和打印等功能【2】。虚拟仪器技术 可以通过模块化硬件，连接高效灵活的软件来完成各种测试和自动化的需求。通过软 件的灵活设计可以开发出良好的人机交互界面。正因为同时拥有高效的软件、用于集 成的软硬件平台和模块化 I/O 硬件三大组成部分，虚拟仪器技术相比于传统仪器具有 性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势【1】。

虚拟仪器是基于计算机的仪器。虚拟仪器把计算机技术、电子技术、传感器技 术、信号处理技术、软件技术结合起来，除了继承传统仪器的已有功能外，还增加了 许多传统仪器所不能及的先进功能。【2】常见的虚拟仪器方案如图 2.1 所示。

图 2.1 虚拟仪器方案

2.2 虚拟仪器的基本特点

虚拟仪器的突出特点是可以根据用户的实际需要构建不同的系统。虚拟仪器是 一种非常灵活的数据采集系统，打破了传统仪器的定义功能，用户可以根据自己的需 求，非常方便快捷的量身定制自己所需要的自动测试系统。与传统仪器相比，虚拟仪 器具有以下几个特点：

（1） 虚拟仪器可以利用计算机的资源，不再像传统仪器那样受到工艺 等限制，可以通过编程来实现，设计者具有了更多的选择，增加了系 统的灵活性。

（2） 因为以计算机为核心，虚拟仪器的硬件资源增加了处理数据的能 力，与传统仪器相比，虚拟仪器突破了数据处理、显示、传输等方面 的要求，大大增强的仪器的效率。

（3） 仪器的功能和扩展只需要更新软件设计，不需要重新生产新的仪 器。【3】论文网

（4） 与传统仪器相比，可以缩短设计开发的周期。

（5） 虚拟仪器还具有开放性的特点，部分模块可重复使用，用户可以 选择不同的产品，增强了仪器的性能。

图 2.2 为虚拟仪器和传统仪器的比较，实际上，虚拟仪器的关键是计算机资源 的利用，让其具备了传统仪器不可能有的功能。

图 2.2 为虚拟仪器和传统仪器的比较

2.3 LABVIEW 创建虚拟仪器的过程

VI 的前面板、数据流框图程序和图标连接端口是 LabVIEW 程序编写过程中重要的 组成部分，各部分功能如下：