虚拟仪器实验室

NI ELVISⅡ⁺虚拟仪器教学平台

一、概 述

NI ELVISⅡ⁺虚拟仪器开发套件，是由美国国家仪器公司生产的动手设计与原型设计平台，虚拟仪器教学实验系统实际上就是将Lab VIEW和NI的DAQ设备相结合，综合应用得到一个Lab VIEW的教学实验产物，它包括硬件和软件两部分：硬件包括一台可运行Lab VIEW的计算机，一块多功能数据采集卡，一根68针电缆和NI ELVIS教学实验操控工作台；软件则包括Lab VIEW开发环境、NI-DAQ、可以针对ELVIS硬件进行程序设计的一系列Lab VIEW API和一个基于Lab VIEW设计虚拟仪器软件包。

该实验套件可插入一块原型实验面板，非常适合教学实验和电子电路原型设计与测试，以便完成测量仪器、电子电路、信号处理、控制系统辅助分析与设计、通信、机械电子、物理等学科课程的学习和实验。

NI ELVIS集成了多个实验室常用通用一起的功能，实现了教学仪器、数据采集和实验设计一体化。用户可以在Lab VIEW下编写应用程序以适当各自的设计实验，还可以进行电子线路设计、信号处理及控制系统分析与设计。用户只需要一台NI ELVIS就可以完成信号分析（示波器、动态信号分析仪、信号源、波特图分析仪、阻抗分析仪、电流电压分析仪、数字万用表、直流电源等仪器的功能），且在试验数据的记录、分析处理和显示等方面有着传统仪器无法比拟的优势。

图1 典型的NI ELVISⅡ⁺虚拟仪器系统

图2 NI ELVISⅡ+虚拟仪器开发平台

二、安装和使用NI ELVIS需要的设备条件

安装和使用NI ELVIS需要以下设备条件：

 = 1 \* GB3①NI ELVIS平台工作站；

 = 2 \* GB3②NI ELVIS原型实验板；

 = 3 \* GB3③NI ELVIS软件CD；

 = 4 \* GB3④68针E系列电缆；

 = 5 \* GB3⑤NI ELVIS AC/DC电源；

 = 6 \* GB3⑥68针E/M系列数据采集卡（DAQ）设备；

 = 7 \* GB3⑦LabVIEW7.0或更高版本；

 = 8 \* GB3⑧NI-DAQ7.3或更高版本；

 = 9 \* GB3⑨下列文档：-NI ELVIS用户手册；

           -NI ELVIS的安装与配置说明；

           -DAQ设备文档；

 = 10 \* GB3⑩计算机；

三、平台特性

1、用于第三方插入办卡的开放式体系结构；

2、高速USB即插即用的连接方式；

3、在NI ELVISⅡ⁺上带有100MS/s选项的1.25MS/s示波器；

4、五位半隔离数字万用表；

5、±15V与+5V电源；

6、手动控制——函数发生器与可变电源；

7、带有可重复熔断保险丝的电路保护。

四、主要完成实验项目

实验一 交通用LED灯实验

二极管具有电流的单向导电特性，即电流是一个方向时二极管导通，然而当电流方向相反时二极管阻断。二极管的这个简单开关特性却可以产生许多有趣的模拟和数字电路。在NI ELVIS原形实验板上安装6个LED灯，用来模拟十字路口路灯，接线图与交通灯数字信号记录界面如下图所示。

实验二 数字温度计实验

热敏电阻是由半导体材料制成的两线元件，它有一个负的温度系数和一个非线性的响应曲线。热敏电阻可用于一定动态范围内测量温度的传感器中，或温度报警电路中，一个设计好的温度记录仪前置板如下图所示。

该实验介绍NI ELVIS可调电源VPS，它可以与工作站前置板或嵌入LabVIEW程序中的虚拟一起使用。VPS在分压电路中激励10 kΩ的热敏电阻。电阻器两端的电压与其电阻值有关，而电阻值又与其温度有关。该实验演示了LabVIEW控制器和指示器与NI ELVIS API是如何构建数字温度计的。