虚拟仪器在光科专业实验中的应用

论文摘要

虚拟仪器是计算机科学与仪器科学的结合产物，是未来科学仪器的发展方向。将虚拟仪器技术用于光科专业实验，可丰富实验手段、拓展实验内容、提高实验质量。本文利用虚拟仪器技术分别构建了“光纤模斑测量表面应变实验”及“脉冲核磁共振实验”的数据处理系统，在实验教学中收到了良好的效果。应用LabView设计了利用光纤模斑测量表面应变的实验，给出了实验原理、实验装置、测试方法及操作软件。用CCD采集光纤模斑图，用悬臂梁对应变灵敏度进行定标，根据模斑图的相关系数算出应变量。整个实验装置简单、操作方便，可用于工业测量。用LabView构建的脉冲核磁共振实验数据处理系统，利用计算机声卡采集共振信号，用波形图显示实验数据，用傅里叶变换法、线性拟合法得出实验结果。克服了以往测量精度差、测量数据多、数学处理困难的缺点。依靠LabView强大的数学运算工具，本文提出可用非线性方程方法测量纵向驰豫时间，同传统的“零点”测量法相比，具有操作简单、实验精度高的优点。虚拟仪器LabView采用图形化编程环境，模块化程序设计，支持多种仪器及操作系统，网络功能强大，开发简单高效，开放性强，是光学测试实验的首选平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 虚拟仪器发展概况
• 1.2.1 虚拟仪器发展过程
• 1.2.2 虚拟仪器的现状
• 1.2.3 虚拟仪器的发展前景
• 1.3 本文研究的意义及工作
• 1.4 论文主要内容
• 2 虚拟仪器概论
• 2.1 虚拟仪器的基本概念
• 2.2 虚拟仪器的硬件系统
• 2.3 虚拟仪器的软件系统
• 2.4 虚拟仪器的硬件平台
• 2.5 虚拟仪器系统的构成
• 2.6 虚拟仪器的开发系统
• 2.6.1 VMIDS开发系统
• 2.6.2 LabVIEW开发系统
• 2.6.3 其他开发系统
• 2.7 虚拟仪器的特点
• 3 光纤模斑谱检测表面应变实验
• 3.1 实验理论基础
• 3.1.1 光纤传感器概述
• 3.1.2 强度调制光纤传感器
• 3.2 实验装置
• 3.3 测试方法及测试软件
• 3.3.1 测试方法
• 3.3.2 测试软件流程图
• 3.3.3 软件主要模块介绍
• 3.4 实验结果及分析
• 3.5 小结
• 4 脉冲核磁共振实验数据处理系统
• 4.1 实验理论基础
• 4.1.1 核磁共振基本原理
• 4.1.2 脉冲核磁共振（NMR）实验
• 4.1.3 脉冲FT NMR实验
• 4.2 实验装置
• 4.2.1 脉冲NMR谱仪
• 4.2.2 磁体
• 4.2.3 数据采集卡
• 4.3 测试方法及测试软件
• 4.3.1 测试方法
• 4.3.2 测试软件
• 4.4 实验结果及分析
• 4.5 小结
• 5 总结
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献