基于labview控制的多路傳感信號采集系統(tǒng)論文-文庫吧
2025-06-12 18:43 本頁面
【正文】 控的速度的要求也愈來愈快；并且目前隨著測試的對象的位置變得越來越分散，測量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也變得越來越大，使得實現(xiàn)測量控制的實地化、遠(yuǎn)程化成為了未來測控技術(shù)發(fā)展的方向。測控技術(shù)最早起源于國外，它是在PC技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機械設(shè)計技術(shù)等技術(shù)的飛速發(fā)展過程中，以及對大容量的測控儀器服務(wù)器的強烈的期望和需求的前提下逐漸發(fā)展起來的，總的來說，測控技術(shù)可以分為四個階段,： 測控技術(shù)發(fā)展四個階段第一階段通用的測量設(shè)備總線技術(shù)最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)70年代，它的出現(xiàn)使測量控制儀器真正的實現(xiàn)了PC機技術(shù)和用于測量控制的服務(wù)器系統(tǒng)第一次有機的結(jié)合起來，因此這就初步的完成了從繁瑣復(fù)雜的人工手工操作一臺儀器到通過測量儀器服務(wù)器方便的控制多臺儀器設(shè)備完成對被測目標(biāo)測控的轉(zhuǎn)變。此階段也是測量控制系統(tǒng)的剛剛起步的發(fā)展階段。第二階段在上個世紀(jì)80年代，此時測控儀器系統(tǒng)已經(jīng)可以把大型的高功率計算機外部設(shè)備裝置，電子器件的板卡等硬件設(shè)備和大型的數(shù)據(jù)存儲庫等軟件材料集中置于網(wǎng)絡(luò)中，因此測控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些大量的資源共享的目標(biāo)。這一階段就是測量控制系統(tǒng)的初步發(fā)展階段。第三階段隨著高端前沿科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，總線技術(shù)中實地測量控制系統(tǒng)也在相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展完善的背景下得到了飛速的發(fā)展，在一個特定的范圍內(nèi)我們使用的測量控制系統(tǒng)可以通過總線技術(shù)將許多類似于感應(yīng)器的檢測裝置的智能化儀器設(shè)備共同構(gòu)成了一個整體集成的、無線化連通的測控系統(tǒng)，這一階段是測量控制系統(tǒng)的無線連通化快速發(fā)展階段。第四階段在一些對測量控制儀器要求結(jié)果精度顯示很高的技術(shù)領(lǐng)域，使用者們已經(jīng)不再滿足于傳統(tǒng)測量控制系統(tǒng)提供的落后的、不準(zhǔn)確的功能，許多大型企業(yè)部門對構(gòu)建以互聯(lián)網(wǎng)或大型局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)要求日益迫切，這一階段是網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)發(fā)展的成熟階段。 虛擬儀器的現(xiàn)狀虛擬儀器一般都存在一個可視化界面，它的存在是通過在計算機基礎(chǔ)上添加相關(guān)軟件（software）與硬件（hardware）而成的。與傳統(tǒng)儀器相比，用戶可以通過使用鼠標(biāo)與鍵盤操控虛擬儀器面板上的旋鈕完成測試測量任務(wù)，同時用戶可以根據(jù)自己需要選擇不同的虛擬儀器，并且虛擬儀器的功能與規(guī)模也可以通過修改軟件來加以改變或增減。與傳統(tǒng)儀器相比虛擬儀器強大的生命力與競爭力就是由于其優(yōu)越的“可擴展性”與“可開發(fā)性”。Visual Basic、Visual C++以及HP公司的VEE和NI公司的Lab Windows/CVI、LabVIEW等都是虛擬儀器的主要開發(fā)環(huán)境。其中Visual Basic、Visual C++以及Lab Windows/CVI作為可視化的開發(fā)工具，要求開發(fā)人員有很高的編程能力并且開發(fā)周期長。擁有較多用戶的HP公司的VEE雖然也是一種基于圖形的編程環(huán)境，不過由于其生成的應(yīng)用程序是用來解釋執(zhí)行的，所以運行速度較慢。在這幾種開發(fā)環(huán)境中，LabVIEW是當(dāng)今世界上唯一的編譯型圖形數(shù)據(jù)流編程環(huán)境，它用簡單圖形替換繁瑣、復(fù)雜、費時的語言，其編程方式則是用線路連線把各種圖形連接起來，因此只要知道測試的要求和目的，技術(shù)人員就可以快速完成程序，做出儀器面板，既提高了工作效率，又減輕了科研工程人員工作量，綜合以上優(yōu)點，LabVIEW作為一種優(yōu)秀軟件開發(fā)平臺受到廣泛應(yīng)用。在儀器技術(shù)、PC技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷提高的今天，虛擬儀器(VI)的發(fā)展方向分為外掛式虛擬儀器、PXI型集成虛擬儀器、網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器三類。 本設(shè)計相關(guān)理論本次設(shè)計中主要研究如何利用虛擬儀器LabVIEW完成對傳感信號數(shù)據(jù)采集，通過使用虛擬儀器、數(shù)字信號處理等技術(shù)進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)實時采集、處理與存儲的功能。由虛擬NI PXIE6368數(shù)據(jù)采集卡采集信號，再經(jīng)過PXIE總線輸入PC機，通過軟件處理完成數(shù)據(jù)實時采集與存儲的功能。 本設(shè)計目標(biāo)與實現(xiàn)(1) 學(xué)習(xí)并掌握LabVIEW相關(guān)理論知識及圖形化編程算法使用。(2) 完成9通道傳感信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本次設(shè)計中，所設(shè)計的程序?qū)崿F(xiàn)了9通道數(shù)據(jù)采集，實時數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)保存等功能。2 虛擬儀器 虛擬儀器技術(shù)介紹 虛擬儀器的概念美國國家儀器公司是最早提出虛擬儀器（Virtual Instrument,簡稱VI）的概念的機構(gòu),它由測試技術(shù)與計算機技術(shù)結(jié)合而成,將測試原理技術(shù)、儀器原理與技術(shù)、高速總線技術(shù)、計算機接口技術(shù)以及圖形編程軟件技術(shù)融于一體。虛擬儀器技術(shù)的核心思想就是“軟件即是儀器”，基于這一思想可以把虛擬儀器分為三個部分：PC機、儀器硬件（Instrument hardware）和應(yīng)用軟件（Application software）。虛擬儀器(VI)是一種電子測試儀器，它是以計算機的功能化硬件和軟件為基礎(chǔ)構(gòu)成的，因此軟件(software)是虛擬儀器（VI）的重中之重，設(shè)備儀器的軟件功能是實現(xiàn)虛擬儀器功能的必要前提,因為這些虛擬設(shè)備儀器軟件的功能，儀器硬件的變化并不會對系統(tǒng)的開發(fā)造成影響。 虛擬儀器(VI)設(shè)計圖 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較與傳統(tǒng)獨立儀器相比，大致可以將虛擬儀器的特點總結(jié)為四類：（1）性能高我們都知道，虛擬儀器是依托于逐漸強大的計算機技術(shù)而生成的，可以通過使用計算機強大的、快速的各種數(shù)據(jù)處理功能來完成數(shù)據(jù)處理分析任務(wù)。并且在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無線網(wǎng)技術(shù)等技術(shù)的不斷發(fā)展基礎(chǔ)上，虛擬儀器的功能也越來越完善與強大。（2）擴展性強各種儀器設(shè)備硬件與軟件的不斷開發(fā)使得，人們各種測量分析儀器技術(shù)的發(fā)掘越來越多，有的時候，只需要將軟件進(jìn)行簡單地更新就可以依托原來的硬件實現(xiàn)新的功能。（3）開發(fā)時間少不同于硬件技術(shù)，軟件技術(shù)的開發(fā)更為方便，因此虛擬儀器的開發(fā)時間大大縮短。只需要下載相應(yīng)的工具，掌握一定的編程知識，以及設(shè)計任務(wù)目標(biāo)，就可以設(shè)計出滿足一定功能需求的軟件，并且，互聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)使得人們可以快速的共享需要的軟件技術(shù)。（4）無縫集成隨著科技的發(fā)展，單純的操作已經(jīng)不能滿足人們的需求，很多時候人們需要儀器同時完成好幾種功能，這就使得測試測量儀器能夠自由的組合來滿足要求。因此各種儀器的接口標(biāo)準(zhǔn)就被統(tǒng)一規(guī)定，在現(xiàn)實中真正的實現(xiàn)了無縫集成。 虛擬儀器的優(yōu)點比較的內(nèi)容虛擬儀器傳統(tǒng)儀器系統(tǒng)的構(gòu)成軟件和硬件通用，軟件是關(guān)鍵專用硬件系統(tǒng)開發(fā)周期時間開發(fā)時間短、技術(shù)要求低、系統(tǒng)通用性強開發(fā)時間長、技術(shù)要求高、系統(tǒng)功能較專一研發(fā)費用軟件使開發(fā)和維護(hù)費用降至最低開發(fā)與維修開銷高技術(shù)換代時間技術(shù)更新周期短，約為1
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