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随着计算机技术的发展和广泛应用,测量仪器的设计方法和实现技术产生了深刻的变化,以虚拟仪器技术为标志的通用化、智能化和网络化测量仪器及测试系统得到了迅猛的发展。所谓虚拟仪器技术,就是用户在通用计算机平台上,根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能,其实质是充分利用计算机资源来实现和扩展传统仪器功能。虚拟仪器技术综合运用了传感器技术、计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术以及软件工程方法,代表着测量仪器和测试系统的发展方向。本文介绍了作者将虚拟仪器技术应用于化学测试应用研究中所做的一系列研究工作和取得的一些研究成果。
第一章介绍了虚拟仪器发展及其在化学领域中的研究意义和研究动态。
第二章前半部分探讨了传感器非线性问题,给出了回归分析、线性拟合、人工神经网络等校正方法,以及作者研编的基于LabVIEW的部分程序。后半部分给出了作者分别用于温度(差)、压力(差)测量的信号调理电路以及电化学测量虚拟仪器构建方案。
第三章就LabVIEW环境中,采用数据采集卡和通用串行口两种总线方式的数据采集进行了深入的探讨,并研究了数字函数波的产生、输出以及针对化学测试中数据采集的相关问题。
第四章探讨了化学虚拟仪器软件系统结构、功能以及面板设计和程序容错能力等相关问题,选择性列举了作者设计的虚拟仪器系统中部分LabVIEW关键程序框图。
第五章在举例说明通用物理化学实验平台设计与应用的同时,给出了物理化学和电化学中有代表性实验在本论文研究的化学虚拟仪器系统中的应用结果。