基于虛擬儀器LabVIEW的虛擬相位差計的設計

　　(2)波形顯示和調整：首先將數據采集子程序采集到的兩個模擬輸入信號(二維數組) 按采集通道的不同用Index Array 函數分成兩個一維數組，再將它們分別用Bundle 函數組成 起點x0 = 0，時間間隔Δx = 0.001的簇，最后用Build Array函數將兩個簇組成簇數組送入 波形圖可觀察到兩列實時波形。若直接將兩個一維數組用Bundle 函數組成簇送入波形圖可 觀察兩列正弦波的李沙育圖形。框圖中的三個Case 結構的作用是控制軟面板上幅基調節、 時基調節、波形選擇，通過鼠標調節這些旋鈕和垂直指針滑動條可調整實時波形在屏幕上的 顯示效果。

　　(3)波形測量：主要測量兩列正弦波的頻率、振幅和相差，其中著重研究了相差的測量 方法。本文采用的是譜分析法測相位，其原理是通過Amplitude and Phase Spectrum 子程序 求取兩個正弦信號的頻域特性，取兩信號相頻特性曲線中對應于信號各頻率分量的相位值， 再根據采樣信號的周期數用Index Array 函數確定兩個信號主頻分量的相位，將其相減即得 相位差[4]。框圖程序如圖4 所示。

　　(4)數據存儲：數據存儲部分由Open/Creat/Replace File、Write File 、Close File 和Simple Error Handler 組成，另外采用了Format into String 功能定義了數據存儲的格式，并用Get Data/Time String 功能返回每次測量的時間。框圖程序如圖5 所示。

　　4、測量結果討論

　　利用“移相橋”電路進行測試，在某一狀態下得到測量結果如下，與各參數的理論值相 比較略有誤差。其原因在于一方面數據在采集、傳送和轉換過程中不可避免的會產生各種噪 聲和干擾，外界的干擾也會侵入到系統中來，因此在數據的處理過程中，數字化測量將會造 成一定的誤差;另一方面信號的頻率應該是確定的，但實際中會存在頻率偏差，這也是引起 相差測量不準的原因。另外，器件所標參數值與實際值之間也存在誤差，但不斷改良測量算 法和采用性能更加優良的數據采集卡會取得更好的測量效果。

　　三.結束

　　目前，美國的NI 公司和HP 公司在虛擬儀器的研究方面處于領先地位，能購買其虛擬 儀器產品必將有助于我們的科研和教學工作，但價格十分昂貴。因此，根據自己的需要自行 研究和開發虛擬儀器也是可行的。本文介紹的虛擬相位差計結合了示波器和相位差計的基本 功能，使用靈活方便，有效改善了本院電工實驗教學條件。相信隨著計算機技術和測控技術 的不斷發展，虛擬儀器將成為未來教學科研的重要方法和手段，將逐漸取代傳統儀器成為測 試儀器的主流。