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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

引入虚拟仪器可以提高测试效率，并且为降低仪器成本提供了有效的途径和方法，同时有助于掌握并运用这一技术以适应未来技术的发展。

国内外研究现状

国外虚拟仪器技术自上世纪80年代由美国NI公司提出以来，一直成为发达国家自动测控领域的研究热点和应用前沿。近年来，世界各国的许多大型自动测控公司和仪器公司均相继研制了不少的虚拟仪器开发平台，但最早和最具影响力的还是NI公司的图形化开发平台LabVIEW。虚拟仪器在国外已发展成为一种新的产业。

国内虚拟仪器最早的研究也是从引进消化NI的产品开始的。国家自然科学基金委员会也曾将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一。目前有些研究已取得可喜的成绩，如863项目“虚拟仪器关键技术的研究及其产业化”，所研制的“一体化虚拟仪器”就是一种不同于欧美虚拟仪器的技术。这项成果表面我国在虚拟仪器方面走出一条自主创新的路子，并成为国际上嵌入式一体化虚拟仪器研发的先行者。

2. 研究的基本内容

研究LabVIEW环境下的非接触声波测距系统，能在短距离内精确测距，将虚拟仪器同pc机的声卡结合，开发出一种用于声波测距系统的虚拟信号发生器和虚拟数字示波器，经声卡采集两路声波信号，并对其波形进行分析，可得出声波传播的时间，在声速已知的情况下测出声波传播的距离。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

利用虚拟信号发生器发出一个短暂的脉冲信号，利用计算机声卡的d/a转换器，将数字信号转换成音频输出信号，该部分功能由虚拟信号发生器实现。

音频信号传输至音响放大，放大后的音频信号在传播过程中先后经过距离为 x 的两个声音传感麦克1和麦克2，声音传感器接收到的音频信号被放大处理后经麦克转换插座输入计算机，再利用声卡的a/d转换器整合为数字信号，该数字信号被虚拟示波器接收后显示出波形，该部分功能由虚拟数字示波器完成。

由于两个声音传感器在接收声音信号时存在时间差，因此虚拟示波器显示的两列波形存在采样点差 n，表现在波形图上为相位差。

4. 参考文献

张珂，俞国华，刘钢海.超声波测距回回波信号处理方法的研究[j].测控技术，2008，27（1）：48-50.

王小阳，童峰，阮橙.反射面起伏程度对超声波测距精度影响研究[j].南京大学学报：自然科学，2015，51（11）：107-111.

李冬，王铮，李浩等.非接触法测量距离的研究[j].大学物理实验，2010，23（2）：31-34.