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第一章 导论1

1.1 测试测量仪器的发展概况1

1.2 虚拟仪器的原理及系统2

1.2.1 虚拟仪器的概念2

1.2.2 虚拟仪器的硬件系统3

1.2.3 虚拟仪器的软件系统4

1.2.4 虚拟仪器的开发系统5

1.2.5 虚拟仪器的形成5

1.2.6 一体化虚拟仪器9

参考文献12

第二章 虚拟仪器中的数据采集14

2.1 数据采集系统概述14

2.1.1 数据采集系统的基本组成14

2.1.2 数据采集系统中的总线技术15

2.1.3 数据采集系统的特点16

2.1.4 数据采集系统的主要性能指标17

2.2 信号调理系统18

2.2.1 放大18

2.2.2 滤波与平滑23

2.2.3 隔离26

2.2.4 常用传感器信号调理27

2.3 数据采集原理29

2.3.1 数据采集原理29

2.3.2 采样定理31

2.3.3 信号采集系统的基本组成31

2.3.4 数据采集相关概念33

2.4 仪器标准总线系统36

2.4.1 GPIB总线系统37

2.4.2 VXI总线系统39

2.4.3 PXI总线系统42

2.4.4 LXI总线系统43

2.5 基于PC的总线系统46

2.5.1 ISA、EISA总线系统46

2.5.2 PCI、Compact PCI总线系统47

2.5.3 串行总线系统51

2.5.4 通用串行总线USB56

2.5.5 并行总线59

参考文献60

第三章 虚拟仪器中的信号处理61

3.1 概述61

3.2 数据预处理原理61

3.2.1 采样数据的标度变换62

3.2.2 采样数据的数字滤波64

3.2.3 剔除数据中的奇异项67

3.2.4 处理采样数据的趋势项70

3.2.5 采样数据的平滑处理71

3.3 数字信号时域分析74

3.3.1 概率密度函数74

3.3.2 时域波形分析75

3.3.3 时域平均77

3.3.4 信号卷积78

3.3.5 相关分析80

3.4 数字信号的频域分析82

3.4.1 傅里叶变换原理82

3.4.2 DFT的周期性和共轭性84

3.4.3 以DFT为基础的数字信号频域分析84

3.4.4 DFT的快速算法——FFT87

3.5 数字信号时频分析89

3.5.1 短时傅里叶变换89

3.5.2 维格纳分布和Wigner-Ville分布91

3.5.3 小波分析92

参考文献97

第四章 虚拟仪器中的数据呈现及其网络化98

4.1 虚拟仪器的呈现系统98

4.1.1 二维图形显示99

4.1.2 三维图形显示104

4.1.3 虚拟仪器的面板显示111

4.2 网络化虚拟仪器115

4.2.1 网络化虚拟仪器概念115

4.2.2 网络化虚拟仪器的功能115

参考文献118

第五章 虚拟仪器的开发系统119

5.1 概述119

5.2 VMIDS（中国）虚拟仪器开发系统121

5.2.1 智能虚拟控件形成的机理121

5.2.2 非智能虚拟控件的电子分类档案129

5.2.3 智能虚拟控件积木化装配虚拟仪器机理研究132

5.2.4 仪器拼搭与拼搭场135

5.3 LabVIEW虚拟仪器开发系统141

5.3.1 LabVIEW的开发环境141

5.3.2 创建虚拟仪器144

5.3.3 LabVIEW的网络功能158

5.4 AgilentVEE虚拟仪器开发系统159

5.5 其他虚拟仪器开发系统166

5.6 VMIDS与Labview的比较167

参考文献173

第六章 面向机械工程测试的虚拟仪器174

6.1 概述174

6.2 虚拟式动态信号分析仪175

6.2.1 虚拟式记忆示波器176

6.2.2 虚拟式FFT频谱分析仪180

6.2.3 虚拟式双通道FFT分析仪185

6.2.4 应用实例187

6.3 虚拟式小波分析仪188

6.3.1 小波分析仪的数学模型189

6.3.2 虚拟式小波分析仪系统设计193

6.3.3 应用实例194

6.4 虚拟式阶比分析仪197

6.4.1 阶比分析技术198

6.4.2 虚拟式阶比分析仪的设计202

6.4.3 应用实例204

6.5 虚拟式扭矩、转速、功率测试仪209

6.5.1 扭矩、转速、功率测量技术209

6.5.2 虚拟式转矩功率测试仪的设计214

6.5.3 应用实例215

6.6 虚拟式应力、应变测试仪217

6.6.1 应力应变测量技术217

6.6.2 虚拟式应变测试仪的开发220

6.7 虚拟式结构模态分析仪222

6.7.1 结构模态分析技术222

6.7.2 虚拟式结构模态分析仪的开发223

6.7.3 应用实例224

6.8 虚拟式噪声分析仪229

6.8.1 噪声测试技术229

6.8.2 虚拟式噪声测试仪器的开发234

6.9 虚拟式温度测量仪238

6.9.1 温度测量原理238

6.9.2 虚拟式测温仪的开发240

6.9.3 应用实例243

6.10 虚拟式流量测量仪244

6.10.1 流量测量技术244

6.10.2 应用实例247

6.11 虚拟式电参量测试仪249

6.11.1 电参量的测量技术249

6.11.2 虚拟式电参量测试仪的开发251

6.11.3 应用实例255

6.12 虚拟式扫频仪256

6.12.1 扫频仪的测量原理257

6.12.2 虚拟式扫频仪的开发258

6.13 虚拟式音频分析仪263

6.13.1 音频分析原理263

6.13.2 虚拟式音频分析仪的开发267

6.13.3 应用实例270

6.14 虚拟式齿轮箱故障诊断仪274

6.14.1 齿轮箱故障诊断机理274

6.14.2 虚拟式齿轮箱故障诊断仪的开发278

6.14.3 应用实例287

6.15 虚拟式预测维修分析仪292

6.15.1 预测维修系统概述292

6.15.2 系统设计与实现293

6.16 网络化虚拟仪器实验室298

6.16.1 概述298

6.16.2 网络化虚拟仪器实验室的开发299

参考文献304