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USB 56
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——FFT 87
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