基于labview的速度和加速的测量实验的模拟(编辑修改稿)

基于labview的速度和加速的测量实验的模拟(编辑修改稿)内容摘要：

更为轻松。 LabVIEW 的具体优势主要体现在以下几个方面： ，并采用图形化的编程方法，彻底把工程师们从复杂苦涩的文本编程工作中解放出来。 因此用户在编写程序的过程中如果有语法错误，他会被立即显示出来。 ，它实现了自动的多线程，从而能 从分离用处理器尤其是多处理器的处理功能。 DLL、 CIN 节点、 ActiveX、 .NET 或 MATLAB 脚本节点扥技术，可以轻松实现 LabVIEW 与其它编程语言混合编程。 EXE、动态链接库或装包。 提供了大量的驱动与专用工具，几乎能与任何接口的硬件轻松连接。 内建了 600 多个分析函数，用于数据分析和信号处理。 同时提供了丰富的附加模块，用于扩展在不同领域中的应用，例如实时模块、 PDA 模块、 FPGA 模块、数据记录与监控模块。 机器视觉模块与触摸屏模块等。 虚拟仪器的主要特点 虚拟仪器的主要特点 : ，各种仪器的差异主要是软件。 ，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。 虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。 虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。 第 5 页 P C D A QG P I B 仪 器串 口 仪 器V X I 模 块P X I 莫 块计 算 机被 测 信 号 图 虚拟仪器的构成方式 第 6 页 3 速度和加速度的测量实验 速度和加速的测量。 一个直线运动的物体，在△ t 时间内经过的位移为△ s，则该物体在△ t 时间内的平均速度为 ts△△v （ 1） 为了精确地描述物体在某点的瞬时速度，应该把△ t 取得越小越好，△ t 越小，所计算出的平均速度越接近瞬时速度，当△ t→ 0时，平均速度趋近于一个极限，即 vlimtslim 0t0t   △△ △△v （ 2） 就是物体在该点的瞬时速度。 但是在实验中，直接测量极限值是不肯能的。 因此，本实验中采用作图法来达 到目的。 先测量不同的微小有限量△ t 及相应时段的位移量△ s，求得各△ t内物体的平均速度 v ，然后用作图法或回归法得出平均速度 v 与△ t 的趋势规律，最后由趋势图上得出或由趋势函数求得△ t＝ 0 时的 v 值，此值即为物体通过测量点时的瞬时速度 v。 由于△ t＝ 0的点在△ t 的实测范围外，故此法在数学上称为外推法。 实验中采用两块挡光板，将其中一块挡光板沿运动方向固定在滑块前端，另一块根据测量需要固定在滑块的不同位置上。 使滑块从倾斜的气垫导轨上某一固定位置自由下滑，当挡光板通过光电门时，两块挡光板对光电门的两次遮光自动开启、关闭光 电计时器，这样就可得到不同距离△ s 通过测量点（光电门所在位置）的时间 Δ t，然后通过作图外推法则可求出滑块过测量点的瞬时速度v。 当滑块在气垫导轨上做匀速直线运动时，滑块通过 A、 B两点（前后两点之间运动时间为 ABt ）则滑块的加速度为 AB BAtvva  （ 3） 实验中由外推法得到 Av 、 Bv ，由光电计数器测出 ABt ，则可由上式计算出滑 第 7 页 块的加速度 a。 实验内容及步骤。 (1)滑块静止判断法：通气后将滑块置于导轨上的任何位置，若滑块都能静止不动（或基本上 不动），则可认为导轨已调平，否则，继续调单脚螺丝，直到水平为止。 (2)滑块运动判断法：将功能 /修改键置于 P2方式，滑块插上空心档光板，让运动的滑块以一定速度先后通过相距约 50cm 的两个光电门，若毫秒计上，显示的两个时间 (E1 , E3 )两近似相等，则可认为导轨已调水平，否则要继续调节螺旋，直到水平为止。 (3)先打开气泵给气垫导轨送气，然后将滑块放在气垫导轨上，调节气垫导轨下的单脚螺丝，使气垫导轨处于水平状态（滑块在气垫导轨上各处都能保持静止状态或在气垫导轨上做匀速直线运动）。 (1）将数字毫秒计开关打开，显示屏上显示“ P”，表示数字毫秒计处于待测状态。 (2）将输入选择键置于白炽灯，光电门上的小灯珠亮。 (3）将功能 /修改键置于 P1。 (4）将时标 /预置键置于 ( 即显示屏上的左边第 1 位 )。 (5）用铅笔杆对任一光电门作短暂挡光，毫秒计开始计时，显示屏上左边第 1 位出现“一”杆，若再档一下光，毫秒计就显示数据，表示毫秒计光电系统正常工作。 (6） 按复位键进行更换测量方式。 然后重新选用功能 /修改键设定 仪器测量方式。 (1)在调水平后的气垫导轨单脚螺丝下加 厚的垫块，使导轨倾斜，如图 所示。 两块挡光板之一固定在滑块前端（沿运动方向），另一块挡光板固定于 S= 左右处 (参见图 )。 将滑块放在气垫导轨上的某一固定位置处。 图 气垫导轨示意图 第 8 页 (2)使滑块在气垫导轨上自由下滑，计数器循环显示滑块通过第一、第二光电门的时间 1t△ 、 2t△ ，及通过两个光电门 之间的时间 12t。 (3)每次测量记录完毕，需 进行清零。 重复测量 6次，将结果记录表格中。 (4)将挡光板间距分别调为 S=、 、 、 、 左右重复上面的测量。 （注意：固定在滑块前端的挡光板不能移动。 ） GSS0 图 挡光板示意图 第 9 页 4 程序实现 LabVIEW实现的基本思路 速度与加速度的测量实验，基本过程可以概括为，滑块在气垫导轨上滑动经过光电门时，计时计数器上会显示三个时间，分别是滑块经过光电门 1的 时间t滑块经过光电门 2的时间 t2和滑块经过光电门 1和光电门 2之间的时间 t12，重复测量 6次，然后改变滑块上的遮光片的距离，再次测量。 所得的数据求平均值，然后画出 XY坐标图，求出瞬时速度 V10和 V20，再根据这两个瞬时速度求出滑块的加速度值。 在设计的过程中，需要在前面板画出速度和加速度测量实验图，当遮光片的距离变化时，滑块上显示的遮光片距离也会随着改变，并且放置两个 XY坐标图，用来实时显示测量的结果，最后就是数据处理。 前面板设计 图 ，运用了选项卡控件，这 样可以在有限的空间里放下更多的东西，使得整个前面板显得简洁明了。 实验原理中主要是本次设计的实验原理和数据处理介绍。 程序演示中包括实验仪器图，如图 ，实验中导轨是倾斜向下的，导轨上有两个光电门。 点击运行后，点击开始，。