LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems: LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems.part06.rar

LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems (Hardcover)by S. Sumathi (Author), P. Surekha (Author)


Hardcover: 728 pages Publisher: Springer; 1 edition (April 19, 2007) Language: English ISBN-10: 3540485007 ISBN-13: 978-3540485001
Product Description

Information is a valuable resource to an organization. User-friendly, computer-controlled instrumentation and data analysis techniques are revolutionizing the way measurements are being made, allowing nearly instantaneous comparison between theoretical predictions, simulations, and actual experimental results. This book provides comprehensive coverage of fundamentals of advanced instrumentation systems based on LabVIEW concepts. This book is for those who wish a better understanding of virtual instrumentation concepts, its purpose, its nature, and the applications developed using the National Instrument’s LabVIEW software.

[ 本帖最后由 drjiachen 于 2008-11-11 11:33 编辑 ]

Contents

1 Introduction to Virtual Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 History of Instrumentation Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Evolution of Virtual Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Premature Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5 Virtual Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.5.2 Architecture of Virtual Instrumentation . . . . . . . . . . . 6
1.5.3 Presentation and Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5.4 Functional Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.6 Programming Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.7 Drawbacks of Recent Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.8 Conventional Virtual Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.9 Distributed Virtual Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.10 Virtual Instruments Versus Traditional Instruments . . . . . . . . . 17
1.11 Advantages of VI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.11.1 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.11.2 Platform-Independent Nature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.11.3 Flexibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.11.4 Lower Cost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.11.5 Plug-In and Networked Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.11.6 The Costs of a Measurement Application . . . . . . . . . . 20
1.11.7 Reducing System Specification Time Cost . . . . . . . . . . 20
1.11.8 Lowering the Cost of Hardware and Software . . . . . . . 20
1.11.9 Minimising Set-Up and Configuration Time Costs . . . 20
1.11.10 Decreasing Application Software Development
Time Costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.12 Evolution of LabVIEW. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.13 Creating Virtual Instruments Using LabVIEW . . . . . . . . . . . . . 22
1.13.1 Connectivity and Instrument Control . . . . . . . . . . . . . . 23
1.13.2 Open Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
XII Contents
1.13.3 Reduces Cost and Preserves Investment . . . . . . . . . . . . 24
1.13.4 Multiple Platforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.13.5 Distributed Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.13.6 Analysis Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.13.7 Visualization Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.13.8 Flexibility and Scalability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.14 Advantages of LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.14.1 Easy to Learn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.14.2 Easy to Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.14.3 Complete Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.14.4 Modular Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.15 Virtual Instrumentation in the Engineering Process . . . . . . . . . 27
1.15.1 Research and Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.15.2 Development Test and Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.15.3 Manufacturing Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.15.4 Manufacturing Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.16 Virtual Instruments Beyond the Personal Computer . . . . . . . . 29
2 Programming Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2 Virtual Instruments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.1 Front Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3 LabVIEW Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3.1 Startup Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.2 Shortcut Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.3 Pull-Down Menu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.3.4 Pop-Up Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.5 Palletes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.4 Dataflow Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.5 ‘G’ Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.5.1 Data Types and Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.5.2 Representation and Precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.5.3 Creating and Saving VIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.5.4 Wiring, Editing, and Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.5.5 Creating SubVIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.5.6 VI Libraries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3 Programming Concepts of VI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.2 Control Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.2.1 The For Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.2.2 The While Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.2.3 Shift Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.2.4 Feedback Nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Contents XIII
3.3 Selection Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.3.1 Case Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.3.2 Sequence Structures (Flat and Stacked Structures) . . 107
3.4 The Formula Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.5 Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.5.1 Single and Multidimensional Arrays . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.5.2 Autoindexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.5.3 Functions for Manipulating Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.5.4 Polymorphism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.6 Clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.6.1 Creating Cluster Controls and Indicators . . . . . . . . . . 128
3.6.2 Cluster Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
3.6.3 Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.7 Waveform Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
3.7.1 Chart Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
3.7.2 Mechanical Action of Boolean Switches . . . . . . . . . . . . 145
3.8 Waveform Graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.8.1 Single-Plot Waveform Graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
3.8.2 Multiple-Plot Waveform Graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
3.9 XY Graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
3.10 Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
3.10.1 Creating String Controls and Indicators . . . . . . . . . . . 155
3.10.2 String Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
3.11 Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
3.12 List Boxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.13 File Input/Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.13.1 File I/O VIs and Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.13.2 File I/O Express VIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4 Inputs and Outputs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.2 Components of Measuring System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
4.3 Origin of Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
4.3.1 Transducers and Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
4.3.2 Acquiring the Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
4.3.3 Sampling Theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
4.3.4 Filtering and Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
4.3.5 Triggering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
4.3.6 Throughput . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
4.4 Transducer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
4.4.1 Selecting a Transducer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
4.4.2 Electrical Transducer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
4.5 Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.5.1 The Nose as a Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
4.5.2 Sensors and Biosensors: Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . 199
XIV Contents
4.5.3 Differences Between Chemical Sensors, Physical
Sensors, and Biosensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
4.5.4 Thermocouples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
4.5.5 RTD: Resistance Temperature Detector . . . . . . . . . . . . 203
4.5.6 Strain Gauges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.6 General Signal Conditioning Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
4.6.1 Amplification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
4.6.2 Filtering and Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
4.6.3 Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
4.6.4 Multiplexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
4.6.5 Digital Signal Conditioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
4.6.6 Pulse Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
4.6.7 Signal Conditioning Systems for PC-Based
DAQ Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
4.6.8 Signal Conditioning with SCXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
4.7 Analog-to-Digital Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
4.7.1 Understanding Integrating ADCs . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
4.7.2 Understanding SAR ADC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
4.7.3 Understanding Flash ADCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
4.7.4 Understanding Pipelined ADCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
4.8 Digital-to-Analog Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5 Common Instrument Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.2 4–20mA Current Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.2.1 Basic 2-wire Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.2.2 4–20mA Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
5.2.3 3 V/5V DACs Support Intelligent Current Loop . . . . 245
5.2.4 Basic Requirements for 4–20mA Transducers . . . . . . . 245
5.2.5 Digitally Controlled 4–20mA Current Loops . . . . . . . 245
5.3 60mA Current Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.4 RS232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.5 RS422 and RS485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.6 GPIB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
5.6.1 History and Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
5.6.2 Types of GPIB Messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
5.6.3 Physical Bus Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
5.6.4 Physical Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.6.5 IEEE 488.2 STANDARD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.6.6 Advantages of GPIB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
5.7 VISA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
5.7.1 Supported Platforms and Environments . . . . . . . . . . . 265
5.7.2 VISA Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
5.7.3 DEFAULT Resource Manager, Session,
and Instrument Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Contents XV
5.7.4 VISAIC and Message-Based Combination . . . . . . . . . . 271
5.7.5 Message-Based Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
5.7.6 Register-Based Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.7.7 VISA Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.7.8 Advantages of VISA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
6 Interface Buses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
6.2 USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
6.2.1 Architecture of USB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
6.2.2 Need for USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
6.2.3 Power Cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
6.2.4 Data Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
6.2.5 Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
6.2.6 Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
6.2.7 Suspend Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
6.2.8 Cables or Pipes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
6.2.9 USB Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
6.2.10 USB Descriptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6.2.11 Advantages of USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
6.3 PCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
6.3.1 A 32-Bit Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
6.3.2 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
6.3.3 Architecture of PCI with Two Faces . . . . . . . . . . . . . . . 297
6.3.4 Features of PCI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
6.3.5 Low Profile PCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
6.3.6 PCI-X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
6.3.7 PCI for Data Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6.3.8 PCI IDE Bus Mastering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
6.3.9 PCI Internal Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
6.3.10 PCI Bus Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
6.3.11 PCI Expansion Slots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
6.3.12 Standardization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
6.3.13 Using PCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
6.4 PCI Express . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
6.4.1 Need for PCI Express . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
6.4.2 Types of PCI Express Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . 306
6.4.3 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.4.4 Express Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.5 PXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
6.5.1 PXI Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
6.5.2 Interoperability with Compact PCI . . . . . . . . . . . . . . . 311
6.5.3 Electrical Architecture Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
6.5.4 Software Architecture Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
6.6 PCMCIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
XVI Contents
6.6.1 Features of PCMCIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
6.6.2 Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
6.6.3 Board Layout and Jumper Settings . . . . . . . . . . . . . . . 317
6.6.4 Types of PC Cards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
6.6.5 Features of PC Card Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
6.6.6 Utilities of PCMCIA Card in the Networking
Category . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
6.7 SCXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
6.7.1 SCXI Hardware and Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
6.7.2 Analog Input Signal Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.7.3 SCXI Software-Configurable Settings . . . . . . . . . . . . . . 322
6.7.4 Theory of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
6.7.5 Typical Program Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
6.8 VXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
6.8.1 Need for VXI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
6.8.2 Features of VXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
6.8.3 VXI Bus Mechanical Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . 333
6.8.4 Noise Incurred in VXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
6.8.5 Hardware Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
6.8.6 Register-Based Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
6.8.7 Message-Based Communication
and Serial Protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
6.8.8 Commander/Servant Hierarchies . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
6.8.9 Three Ways to Control a VXI System . . . . . . . . . . . . . 338
6.8.10 Software Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
6.9 LXI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
6.9.1 LXI Modular Switching Chassis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
6.9.2 LXI/PXI Module Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
7 Hardware Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
7.2 Signal Grounding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
7.2.1 Single-Ended Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
7.2.2 Differential Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
7.2.3 System Ground and Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
7.2.4 Wiring Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
7.3 Digital I/O Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
7.3.1 Pull-Up and Pull-Down Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
7.3.2 TTL to Solid-State Relays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
7.3.3 Voltage Dividers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
7.4 Data Acquisition in LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
7.5 Hardware Installation and Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
7.5.1 Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
7.5.2 Triggering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Contents XVII
7.6 Components of DAQ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
7.6.1 System Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
7.6.2 NI-DAQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
7.7 DAQ Signal Accessory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
7.7.1 Function Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
7.7.2 Microphone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
7.7.3 Thermocouple and IC Temperature Sensor . . . . . . . . . 363
7.7.4 Noise Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
7.7.5 Digital Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
7.7.6 Counter/Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
7.7.7 Quadrature Encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
7.8 DAQ Assistant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
7.8.1 MAX-Based Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
7.8.2 Steps to Create a MAX-Based Task . . . . . . . . . . . . . . . 366
7.8.3 Project-Based Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
7.8.4 Steps to Create a Project-Based Task . . . . . . . . . . . . . 367
7.8.5 Project-Based and MAX-Based Tasks . . . . . . . . . . . . . 369
7.8.6 Edit a Task . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
7.8.7 Copy a MAX Task to Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
7.9 DAQ Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
7.9.1 Windows Configuration Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
7.9.2 Channel and Task Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
7.9.3 Hardware Triggering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
7.9.4 Analog Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
7.9.5 Analog Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
7.9.6 Digital Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
7.9.7 Counters and Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
7.10 DAQ Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
8 Data Transmission Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
8.2 Pulse Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
8.2.1 RZ and RB Recording . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
8.2.2 NRZ Recording . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
8.2.3 Phase Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
8.3 Analog and Digital Modulation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . 390
8.3.1 Amplitude Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
8.3.2 Frequency Modulation (FM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
8.3.3 Phase Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
8.3.4 Need for Digital Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
8.3.5 Digital Modulation and their Types . . . . . . . . . . . . . . . 398
8.3.6 Applications of Digital Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . 401
8.4 Wireless Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
8.4.1 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
8.4.2 Wireless Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
XVIII Contents
8.4.3 Trends in Wireless Communication . . . . . . . . . . . . . . . . 404
8.4.4 Software Defined Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
8.5 RF Network Analyser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
8.6 Distributed Automation and Control Systems . . . . . . . . . . . . . . 413
8.6.1 Distributed Control Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
8.6.2 Computers in Industrial Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
8.6.3 Applications of Computers in Process Industry . . . . . 415
8.6.4 Direct Digital and Supervisory Control . . . . . . . . . . . . 416
8.6.5 Architecture of Distributed Control Systems. . . . . . . . 417
8.6.6 Advantages of Distributed Control Systems . . . . . . . . 420
8.6.7 CORBA-Based Automation Systems . . . . . . . . . . . . . . 422
8.7 SCADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
8.7.1 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
8.7.2 Security Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
8.7.3 Analysis of the Vulnerabilities of SCADA Systems . . 431
8.7.4 Security Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
9 Current Trends in Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
9.2 Fiber-Optic Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
9.2.1 Fiber-Optic Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
9.2.2 Fiber-Optic Pressure Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
9.2.3 Fiber-Optic Voltage Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
9.2.4 Fiber-Optic Liquid Level Monitoring . . . . . . . . . . . . . . 444
9.2.5 Optical Fiber Temperature Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . 447
9.2.6 Fiber-Optic Stress Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
9.2.7 Fiber-Optic Gyroscope: Polarization Maintaining . . . 456
9.2.8 Gratings in Fiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
9.2.9 Advantages of Fiber Optics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
9.3 Laser Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
9.3.1 Measurement of Velocity, Distance, and Length . . . . . 465
9.3.2 LASER Heating, Welding, Melting, and Trimming . . 474
9.3.3 Laser Trimming and Melting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
9.4 Smart Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
9.4.1 Smart Intelligent Transducers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
9.4.2 Smart Transmitter with HART Communicator . . . . . 491
9.5 Computer-Aided Software Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
9.5.1 The TEXspecTool for Computer-Aided Software
Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
10 VI Applications: Part I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
10.1 Fiber-Optic Component Inspection Using Integrated Vision
and Motion Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
10.1.1 Fiber Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508
10.1.2 Fiber-Optic Inspection Platform Overview . . . . . . . . . 509
Contents XIX
10.1.3 Inspection Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
10.1.4 Optical Inspection Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
10.1.5 Real Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
10.1.6 IMAQ Vision Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
10.1.7 Motion Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
10.2 Data Acquisition and User Interface of Beam
Instrumentation System at SRRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
10.2.1 Introduction to SRRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
10.2.2 Outline of the Control and Beam Instrumentation
System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
10.2.3 Specific Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
10.3 VISCP: A Virtual Instrumentation and CAD Tool
for Electronic Engineering Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
10.3.1 Schematic Capture Program. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
10.3.2 Netlist Generation Tool: Simulation . . . . . . . . . . . . . . . 521
10.3.3 Virtual Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
10.3.4 User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
10.3.5 Available Virtual Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
10.3.6 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
10.4 Distributed Multiplatform Control System with LabVIEW . . 526
10.4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
10.4.2 The Software Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
10.4.3 Software Portability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
10.4.4 The New ODCS with the LabVIEW VI Server
ODCS on Unix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
10.5 The Virtual Instrument Control System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
10.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
10.5.2 System Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
10.5.3 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
10.6 Controller Design Using the Maple Professional Math
Toolbox for LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
10.6.1 The Two Tank System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
10.6.2 Controller Parameter Tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
10.6.3 Deployment of the Controller Parameters . . . . . . . . . . 541
10.7 Embedding Remote Experimentation in Power Engineering
Education . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
10.7.1 Virtual Laboratories in Power Engineering . . . . . . . . . 543
10.7.2 Remote Experiments Over the Internet . . . . . . . . . . . . 544
10.8 Design of an Automatic System for the Electrical Quality
Assurance during the Assembly of the Electrical Circuits
of the LHC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
10.8.1 Methodology of Verification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
10.8.2 Technical Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
10.9 Internet-Ready Power Network Analyzer for Power Quality
Measurements and Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
XX Contents
10.9.1 Computer-Based Power Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
10.9.2 Instruments Implemented in the Analyzer . . . . . . . . . . 556
10.9.3 Measured Data Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
10.9.4 Supervising Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
10.9.5 Hardware Platforms for the Virtual Analyzer . . . . . . . 560
10.9.6 Advantages of the Virtual Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . 560
10.9.7 Future Vision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
10.10 Application of Virtual Instrumentation in a Power
Engineering Laboratory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
10.10.1 Lab Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
10.10.2 Single and Three phase Transformers . . . . . . . . . . . . . . 562
10.10.3 DC Generator Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
10.10.4 Synchronous Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
10.10.5 Induction Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569
11 VI Applications: Part II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
11.1 Implementation of a Virtual Factory Communication
System Using the Manufacturing Message Specification
Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
11.1.1 MMS on Top of TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
11.1.2 Virtual Factory Communication System . . . . . . . . . . . 574
11.1.3 MMS Internet Monitoring System . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
11.2 Developing Remote Front Panel LabVIEW Applications . . . . . 580
11.2.1 Reducing the Amount of Data Sent . . . . . . . . . . . . . . . 581
11.2.2 Reducing the Update Rate of the Data . . . . . . . . . . . . 581
11.2.3 Minimizing the Amount of Advanced
Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583
11.2.4 Functionality to Avoid with Web Applications . . . . . . 584
11.2.5 Security Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
11.3 Using the Timed Loop to Write Multirate Applications
in LabVIEW. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586
11.3.1 Timed Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587
11.3.2 Configuring Timed Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
11.3.3 Selecting Timing Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
11.3.4 Setting the Period and the Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
11.3.5 Setting Priorities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589
11.3.6 Naming Timed Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
11.3.7 Timed Loop Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
11.3.8 Configuring Modes Using the Loop Configuration
Dialog Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592
11.3.9 Configuring Modes Using the Input Node . . . . . . . . . . 592
11.3.10 Changing Timed Loop Input Node Values
Dynamically. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
11.3.11 Aborting a Timed Loop Execution . . . . . . . . . . . . . . . . 593
11.3.12 Synchronizing Timed Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594
11.3.13 Timed Loop Execution Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
Contents XXI
11.4 Client–Server Applications in LabVIEW. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
11.4.1 Interprocess Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
11.4.2 A Simple Read-Only Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
11.4.3 Two Way Communication: A Read–Write Server . . . . 598
11.4.4 The VI-Reference Server Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
11.4.5 The VI-Reference Client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
11.4.6 Further Thoughts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
11.5 Web-Based Matlab and Controller Design Learning
with LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
11.5.1 Introduction to Web-Based MATLAB . . . . . . . . . . . . . 602
11.5.2 Learning of MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
11.5.3 Learning of Controller Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
11.6 Neural Networks for Measurement and Instrumentation
in Virtual Environments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
11.6.1 Modeling Natural Objects, Processes,
and Behaviors for Real-Time Virtual Environment
Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
11.6.2 Hardware NN Architectures for Real-Time
Modeling Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
11.6.3 Case Study: NN Modeling of Electromagnetic
Radiation for Virtual Prototyping Environments . . . . 614
11.7 LabVIEW Interface for School-Network DAQ Card . . . . . . . . . 623
11.7.1 The WALTA LabVIEW Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . 625
11.8 PC and LabVIEW-Based Robot Control System . . . . . . . . . . . 627
11.8.1 Introduction to Robot Control System . . . . . . . . . . . . . 627
11.8.2 The Robot and the Control System . . . . . . . . . . . . . . . 628
11.8.3 PCL-832 Servomotor Control Card . . . . . . . . . . . . . . . . 629
11.8.4 Digital Differential Analysis (DDA) . . . . . . . . . . . . . . . 629
11.8.5 Closed-Loop Position Control of the Control Card . . 630
11.8.6 Modified Closed-Loop Position Control
of the Control Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631
11.8.7 Programming of the Control Card . . . . . . . . . . . . . . . . 631
11.8.8 Optimal Cruising Trajectory Planning Method . . . . . 633
11.9 Mobile Robot Miniaturization: A Tool for Investigation
in Control Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634
11.9.1 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
11.9.2 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639
11.9.3 Experimentation Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
11.9.4 Experimentation in Distributed Adaptive Control . . . 644
11.10 A Steady-Hand Robotic System for Microsurgical
Augmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646
11.10.1 Robotically Assisted Micromanipulation . . . . . . . . . . . 647
11.10.2 A Robotic System for Steady-Hand
Micromanipulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
11.10.3 Current Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654
XXII Contents
A LabVIEW Research Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
A.1 An Optical Fibre Sensor Based on Neural Networks
for Online Detection of Process Water Contamination . . . . . . . 657
A.2 An Intelligent Optical Fibre-Based Sensor System
for Monitoring Food Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
A.3 Networking Automatic Test Equipment Environments . . . . . . . 658
A.4 Using LabVIEW to Prototype an Industrial-Quality
Real-Time Solution for the Titan Outdoor 4WD Mobile
Robot Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
A.5 Intelligent Material Handling: Development
and Implementation of a Matrix-Based Discrete-Event
Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
A.6 Curve Tracer with a Personal Computer and LabVIEW . . . . . 659
A.7 Secure Two-Way Transfer of Measurement Data . . . . . . . . . . . . 659
A.8 Development of a LabVIEW-Based Test Facility
for Standalone PV Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660
A.9 Semantic Virtual Environments with Adaptive Multimodal
Interfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660
A.10 A Dynamic Compilation Framework for Controlling
Microprocessor Energy and Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
A.11 A Method to Record, Store, and Analyze Multiple
Physiologic Pressure Recordings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
A.12 Characterization of a Pseudorandom Testing Technique
for Analog and Mixed-Signal Built-in Self-Test . . . . . . . . . . . . . 662
A.13 Power-Aware Network Swapping for Wireless Palmtop PCs . . 662
A.14 Reducing Jitter in Embedded Systems Employing
a Time-Triggered Software Architecture and Dynamic
Voltage Scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663
A.15 End-to-End Testing for Boards and Systems
Using Boundary Scan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663
A.16 An Approach to the Equivalent-Time Sampling Technique
for Pulse Transient Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664
A.17 Reactive Types for Dataflow-Oriented Software
Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664
A.18 Improving the Steering Efficiency of 1x4096 Opto-VLSI
Processor Using Direct Power Measurement Method . . . . . . . . 665
A.19 Experimental Studies of the 2.4-GHz IMS Wireless Indoor
Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
A.20 Virtual Instrument for Condition Monitoring of On-Load
Tap Change . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
A.21 Toward Evolvable Hardware Chips: Experiments
with a Programmable Transistor Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
A.22 Remote Data Acquisition, Control and Analysis
Using LabVIEW Front Panel and Real-Time Engine . . . . . . . . 666
Contents XXIII
B LabVIEW Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667
B.1 DIAdem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667
B.2 Electronics Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667
B.3 DSC Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668
B.4 Vision Development Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668
B.5 FPGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669
B.6 LabWindows/CVI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
B.7 NI MATRIXx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
B.8 Measurement Studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671
B.9 VI Logger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
B.10 Motion Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
B.11 TestStand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
B.12 SignalExpress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673
C Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711

LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems.part01
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LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems.part02
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LabVIEW based Advanced Instrumentation Systems.part25
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