基于labview控制的多路傳感信號(hào)采集系統(tǒng)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 息技術(shù)的三大支柱技術(shù)。伴隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，智能儀器、VXI儀器、PC儀器以及虛擬儀器等自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)也相繼產(chǎn)生，而軟件系統(tǒng)也逐漸成為了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，LabVIEW就是一種計(jì)算機(jī)處理分析系統(tǒng)軟件。只能夠做出單純的測(cè)量與控制功能，卻不能實(shí)現(xiàn)通用。第二階段在上個(gè)世紀(jì)80年代，此時(shí)測(cè)控儀器系統(tǒng)已經(jīng)可以把大型的高功率計(jì)算機(jī)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(chǔ)庫(kù)等軟件材料集中置于網(wǎng)絡(luò)中，因此測(cè)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些大量的資源共享的目標(biāo)。 虛擬儀器的現(xiàn)狀虛擬儀器一般都存在一個(gè)可視化界面，它的存在是通過(guò)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上添加相關(guān)軟件（software）與硬件（hardware）而成的。其中Visual Basic、Visual C++以及Lab Windows/CVI作為可視化的開(kāi)發(fā)工具，要求開(kāi)發(fā)人員有很高的編程能力并且開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。 本設(shè)計(jì)相關(guān)理論本次設(shè)計(jì)中主要研究如何利用虛擬儀器LabVIEW完成對(duì)傳感信號(hào)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)使用虛擬儀器、數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集、處理與存儲(chǔ)的功能。本次設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的程序?qū)崿F(xiàn)了9通道數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)保存等功能。 虛擬儀器(VI)設(shè)計(jì)圖 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較與傳統(tǒng)獨(dú)立儀器相比，大致可以將虛擬儀器的特點(diǎn)總結(jié)為四類(lèi)：（1）性能高我們都知道，虛擬儀器是依托于逐漸強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)而生成的，可以通過(guò)使用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的、快速的各種數(shù)據(jù)處理功能來(lái)完成數(shù)據(jù)處理分析任務(wù)。只需要下載相應(yīng)的工具，掌握一定的編程知識(shí)，以及設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)，就可以設(shè)計(jì)出滿足一定功能需求的軟件，并且，互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)使得人們可以快速的共享需要的軟件技術(shù)。 虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)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(zhuān)用硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期時(shí)間開(kāi)發(fā)時(shí)間短、技術(shù)要求低、系統(tǒng)通用性強(qiáng)開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、技術(shù)要求高、系統(tǒng)功能較專(zhuān)一研發(fā)費(fèi)用軟件使開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用降至最低開(kāi)發(fā)與維修開(kāi)銷(xiāo)高技術(shù)換代時(shí)間技術(shù)更新周期短，約為1～2年技術(shù)更新周期長(zhǎng)，約為5～10年成本價(jià)格低、可復(fù)用和重配置性強(qiáng)價(jià)格昂貴功能的可調(diào)節(jié)性儀器功能由用戶定義，柔性儀器功能由廠商定義，剛性系統(tǒng)的開(kāi)放性靈活、開(kāi)放，與計(jì)算機(jī)同步發(fā)展封閉、固定構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)能力與網(wǎng)絡(luò)和其他周邊儀器互連方便獨(dú)立設(shè)備、功能單一的人機(jī)交互顯示選項(xiàng)無(wú)限、界面友好顯示選項(xiàng)有限 虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)組成前文中已多次提到，虛擬儀器（VI）是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的，儀器同計(jì)算機(jī)的聯(lián)合使用與當(dāng)今儀器發(fā)展的趨勢(shì)相符合。 虛擬儀器內(nèi)部功能劃分虛擬儀器的硬件技術(shù)包括卡式儀器與總線（Bus）技術(shù)，兩類(lèi)具體介紹如下。計(jì)算機(jī)總線可以分為ISA總線、PCI總線以及USB通用串行總線。 虛擬儀器(VI)軟件結(jié)構(gòu)。為了方便的創(chuàng)建用戶使用界面，LabVIEW中包含許多與傳統(tǒng)儀器外觀一致的控件，如萬(wàn)用表，示波器等。 LabVIEW編程相關(guān)知識(shí) LabVIEW編寫(xiě)的程序由三部分組成，分別為前面板、程序流程圖以及圖標(biāo)連接端口。一個(gè)VI不但可以作為上層獨(dú)立程序，還可以被用作其他程序的子程序，作為子程序時(shí)，稱(chēng)作Sub VI。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，由于采集內(nèi)部或外部干擾的原因，需要注意一些基本的概念。若信號(hào)中包含有頻率超過(guò)奈奎斯特頻率的成分，信號(hào)會(huì)發(fā)生顯示錯(cuò)誤。開(kāi)關(guān)信號(hào)所存儲(chǔ)的信息與被測(cè)信號(hào)的即時(shí)的狀態(tài)有關(guān)。 直流信號(hào)。接地信號(hào)就是以系統(tǒng)地為參考點(diǎn)的信號(hào)，又稱(chēng)參考信號(hào)，與數(shù)據(jù)采集設(shè)備共地。測(cè)量誤差可以通過(guò)降低信號(hào)地與數(shù)據(jù)采集卡的地之間的伏地電壓來(lái)避免。 測(cè)量系統(tǒng)連接方式連接方式接地信號(hào)浮動(dòng)信號(hào)差分系統(tǒng)▲▲參考地單端系統(tǒng)▲無(wú)參考地單端系統(tǒng)▲▲根據(jù)設(shè)計(jì)所需的設(shè)計(jì)目標(biāo)，以及多通道數(shù)據(jù)采集的技術(shù)因素， 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖在對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行采集前，我們使用的采集板卡都需要經(jīng)過(guò)特定的程序的來(lái)進(jìn)行初始化的操作，在數(shù)據(jù)采集采集卡上以及計(jì)算機(jī)儀器內(nèi)存中的緩沖就是指數(shù)據(jù)信號(hào)采集與存儲(chǔ)的中間過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中有兩個(gè)問(wèn)題需要我們注意，那就是是否需要使用緩沖和觸發(fā)（1）緩沖緩沖就是指是存在于計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的一個(gè)部分。采集工作中不適用緩沖I/O的情況數(shù)據(jù)組短小。觸發(fā)可分為軟件觸發(fā)與硬件觸發(fā)，軟件觸發(fā)即直接通過(guò)軟件觸發(fā)，這種觸發(fā)方法最簡(jiǎn)單和方便。 數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)采集卡的選擇指標(biāo)（1）采樣頻率在一段時(shí)間里通過(guò)采集得到的原始信號(hào)的信息的數(shù)量是根據(jù)采樣頻率的高低來(lái)決定的，為了更好的使原始的被側(cè)量的信號(hào)重現(xiàn)，不造成波形的失真，那就需要采用足夠高的采樣頻率。（3）分辨率ADC的位數(shù)越多，分辨率就越高，其中可區(qū)分的電壓就越小。 NI PXIE6368數(shù)據(jù)采集卡指標(biāo)模擬輸入16個(gè)差分輸入通道，16位ADC分辨率，模擬輸入最大工作電壓為V全量程。 基礎(chǔ)函數(shù)簡(jiǎn)介(1)數(shù)值函數(shù) 數(shù)值函數(shù)選板（2）簇函數(shù) 簇函數(shù)選板（3）結(jié)構(gòu)函數(shù)數(shù)據(jù)的流程控件是程序設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，與程序的質(zhì)量與執(zhí)行效率息息相關(guān)。程序中可以完成數(shù)據(jù)采集的結(jié)果的顯示與采集結(jié)果的保存。 數(shù)據(jù)采集程序程序中通過(guò)創(chuàng)建通道函數(shù)可以完成物理通道的選擇，在選定任務(wù)通道后將數(shù)據(jù)采集任務(wù)通過(guò)時(shí)鐘函數(shù)為數(shù)據(jù)采集任務(wù)設(shè)置采樣模式以及采樣率之后，通過(guò)開(kāi)始任務(wù)函數(shù)開(kāi)始數(shù)據(jù)采集任務(wù)在While循環(huán)結(jié)構(gòu)中利用讀取函數(shù)循環(huán)讀取采樣結(jié)果并通過(guò)波形顯示控件實(shí)時(shí)顯示采集結(jié)果。 最終程序設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)思想是通過(guò)LabVIEW構(gòu)建一個(gè)九通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以此來(lái)繪制三維磁特性曲線。 磁特性多通道數(shù)據(jù)采集接線圖 設(shè)計(jì)前面板 設(shè)計(jì)程序框圖通過(guò)對(duì)待測(cè)樣品加以單方向的正弦激磁信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)一維的磁特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)。 Y方向正弦交變激磁信號(hào)采集面板結(jié) 論本次設(shè)計(jì)是在以研究了測(cè)控技術(shù)與虛擬儀器為前提的基礎(chǔ)上，通過(guò)虛擬儀器實(shí)現(xiàn)了多通道傳感信號(hào)數(shù)據(jù)采集。之后通過(guò)自己的摸索，瀏覽相關(guān)論壇，尋求老師指正，在大家的無(wú)私幫助下最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集程序包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，實(shí)時(shí)輸出，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。感謝在大學(xué)四年里各位老師與同學(xué)對(duì)我的指導(dǎo)與幫助，是你們陪伴我渡過(guò)了大學(xué)生活?？傊兄x所有幫助過(guò)
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