基于labview控制的多路傳感信號采集系統(tǒng)論文-全文預(yù)覽
【正文】 環(huán)節(jié)處理后以差分模式輸入NI PXIE6368數(shù)據(jù)采集卡，采集傳感信號以及三個方向的電流采樣信號。在數(shù)據(jù)采集過程中，必定會有大量的數(shù)據(jù)需要保存以便于在以后的工作中再次觀測數(shù)據(jù)或者分析數(shù)據(jù)，因此文件保存模塊也是數(shù)據(jù)采集程序中必不可少的一部分。 DAQ助手編寫的程序 數(shù)據(jù)采集程序子模塊在設(shè)計過程中先將最終設(shè)計任務(wù)進行了模塊劃分，設(shè)計出了具有單純功能的子模塊程序，包括數(shù)據(jù)采集，文件保存以及數(shù)據(jù)輸出模塊，最后將這些子模塊集成處理最終完成數(shù)據(jù)采集的設(shè)計。在LabVIEW中程序流程尤為重要，程序流程控制的節(jié)點與重要因素就是結(jié)構(gòu)。模擬輸出4個模擬輸出通道，16位DAC分辨率數(shù)字I/O共48個數(shù)字I/O通道計數(shù)器/定時器4個32位分辨率計數(shù)器/定時器總線接口8個DMA通道：模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、計數(shù)器/定時器0～3 多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體硬件框圖被測信號必須先通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，再通過信號調(diào)理部分進行簡單調(diào)理，之后送入數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，最后利用軟件進行處理。（4）電壓動態(tài)范圍電壓的范圍就是指ADC可以掃描到的電壓的最高與最低值（5）I/O通道數(shù)I/O通道數(shù)就是指數(shù)據(jù)采集卡能夠采集的最大的信號路數(shù)。實際工程中，采樣頻率一般都是原始的信號的5至10倍。硬件觸發(fā)方法就是通過電子電路等設(shè)備實現(xiàn)對觸發(fā)器的管理，達到操控采集中各個事件的時間段的分配的目的，這種方式的精密度很高。儀器設(shè)備中的存儲器的開支需要減小。采集工作中需要使用緩沖I/O的情況在實際的采集工作過程中會產(chǎn)生大量的樣本或者采集的速度超過了儀器面板能顯示的速度、硬件存儲的速度以及計算機對數(shù)據(jù)信號分析的速度。 八通道差分測量系統(tǒng)（2）參考地單端測量系統(tǒng)（RSE）參考地單端測量系統(tǒng)，又稱接地測量系統(tǒng)，測量過程中模擬輸入信號與系統(tǒng)地分別接在被測信號的兩端。浮動信號即不與任何地相連接的電壓信號，浮動信號的每個端口都與系統(tǒng)地獨立。 時域信號模擬頻域信號與時域信號相差不大，不過與時域信號不同的是提取的是信號的頻域內(nèi)容。如下圖所示的開關(guān)信號其邏輯高電平被定義為至之間，邏輯低電平則被定義為到之間。 采樣頻率合適的采樣結(jié)果 采樣頻率過低的采樣結(jié)果混疊是指被采集信號在過低的不合適的采樣頻率下采樣造成顯示結(jié)果錯誤，為避免這種錯誤的發(fā)生，一般會在被采集信號被采集之前讓被采集信號先通過設(shè)定好的低通濾波器，過濾并除去被測信號中不符合采集頻率標準的那一部分信號成分。如果對一個信號進行采樣，在預(yù)先設(shè)定的每一段時間間隔時刻進行一次數(shù)據(jù)信號采樣，那么就稱為數(shù)據(jù)信號采樣的采樣間隔，時間間隔的倒數(shù)就被稱為數(shù)據(jù)信號采樣的采樣頻率，在，……等時刻的值就是采樣值，所有的，都是采樣值，這樣可以用一組分散的采樣值來表示被采樣信號：，是一個被測信號以及被測信號在被儀器采樣后的采樣顯示結(jié)果，信號采集的采樣周期為。虛擬儀器概念正是LabVIEW的精髓所在，也是圖形化G語言區(qū)別于其他高級語言的最為顯著的特征。 LabVIEW編程組成簡介前面板前面板是虛擬儀器的互通式用戶接口，和真實物理儀器面板相同，前面板中包含了旋鈕、開關(guān)、刻度盤、圖表以及別的界面工具，用戶可以使用鼠標或鍵盤獲取數(shù)據(jù)顯示結(jié)果。LabVIEW中還包含了許多向?qū)降墓ぞ?，通過幫助提示，用戶即可完成儀器間的連接并設(shè)置參數(shù)。 虛擬儀器的構(gòu)成 LabVIEW相關(guān)技術(shù) LabVIEW的基本概念LabVIEW是由美國NI公司研發(fā)的一種程序開發(fā)環(huán)境，它與VC、VB開發(fā)環(huán)境相類似，但是在編程語言方面，LabVIEW使用的是G語言，即圖形化編輯語言，編程過程中函數(shù)是通過圖標形式來表示的，數(shù)據(jù)流向則通過連接線表示，很大程度上提高了工作效率。虛擬儀器(VI)。（1）卡式儀器卡式儀器由于本身不存在儀器面板，所以必須配合PC機使用，充分利用已有的PC機資源，成本更低，性能更加強大，使用也更加方便。儀器與計算機的有機的結(jié)合方式大致的可以分為兩種類型，第一種類型就是把計算機巧妙地安裝在用于測量控制的儀器裝置中，于是就組成了智能化的功能強大的儀器，同時隨著計算機技術(shù)快速的發(fā)展和大量功能的發(fā)掘以及不斷減小的體積，使得這類儀器有了越來越強的功能。（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。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 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。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。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。與傳統(tǒng)儀器相比，用戶可以通過使用鼠標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。這一階段就是測量控制系統(tǒng)的初步發(fā)展階段。當今世界正處在科技飛度發(fā)展的時期，在地質(zhì)地理測控、航空航天測控、電氣機械測控等許多的科技領(lǐng)域里，對信息的測量和處理的要求愈來愈高、對信息的數(shù)據(jù)量的要求也愈來愈大，對測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、遠程化成為了未來測控技術(shù)發(fā)展的方向。其簡單易懂的圖形化編程方式也使它成為普及率僅次于C的編程語言。這三個技術(shù)中，信息獲取技術(shù)是必要的前提和基礎(chǔ)，信息獲取就是通過數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)的。本次設(shè)計通過采用NI PXIE6368數(shù)據(jù)采集卡，使用虛擬儀器的相關(guān)技術(shù)來完成多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計。本文中首先闡述了測控技術(shù)以及虛擬儀器技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展狀況及今后的發(fā)展趨勢,探討了虛擬儀器的相關(guān)技術(shù)以及LabVIEW的相關(guān)知識,介紹了有關(guān)數(shù)據(jù)采集的理論,給出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的框圖及硬件結(jié)構(gòu)圖。信息獲取、通信與計算機技術(shù)被當作當今社會信
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