基于DAQ及LabVIEW的虚拟数字电压表的设计

1．2电压表设计原理
基于DAQ及LabVIEW的数字电压表包括直流电压表和交流电压表的功能，直流电压表的设计原理如图3所示，采用电压-时间变换型原理。
电压-时间变换型原理是指测量时将被测电压值转换为时间间隔△t，电压越大，△t越大，然后按△t大小控制定时脉冲进行计数，其计数值即为电压值。电压-时间变换型又称为V-T型或斜坡电压式。

传统的交流电压表按对波形响应的输出量分为峰值电压表、均值电压表和有效值电压表，它们的工作原理类似，只是检波电路的参数有所不同：峰值电压表采用二极管峰值检波器，表头的偏转正比于被测电压(任意波形)的峰值；均值电压表一般都采用二极管全波或桥式整流电路作为检波器，表头偏转正比于被测电压的平均值；有效值经常采用热电变换和模拟计算电路两种方法实现测量，因此，对不同的测量对象必须选用不同的测量仪表。

2 基于LabVJEW的软件程序设计
2．1 虚拟仪器的软件系统
在系统设计中，传统仪器的关键在硬件，而虚拟仪器的关键是软件。其最核心的思想是利用计算机的硬／软件资源，使本来需要硬件实现的技术软件化(虚拟化)，以便最大限度地降低系统成本，增强系统的功能与灵活性。因此要完成虚拟仪器的测试功能，软件的设计是关键。
LabVIEW是一种图形化的编程语言，主要用来开发数据采集、仪器控制及数据处理分析等软件，目前在国际测试、测控行业比较流行，在国内的测控领域也得到广泛应用。它大大降低了程序设计的难度，使得测试工程师可以专注于实现仪器功能，而不是跟程序文本代码做艰苦斗争。基于LabVIEW的虚拟仪器测试软件设计包括前面板的设计及后台图形化控制程序的设计。
2．2 基于虚拟仪器技术的电压表的软件实现
根据前面分析的数字电压表的原理及测试方法，系统能完成直流和交流电压的测试功能，本文设计的电压表主要用于实验室教学设备，主要是让学生掌握电压表的电路构成、电压表的工作原理、电压表的测试方法以及交流电压表对正弦波形和非正弦波形的不同响应。则虚拟电压表应具有电源开关控制、输入参数控制、波形显示、峰值、有效值和平均值三种结果显示，且输入信号的采样可调节等功能。