基于labview控制的多路傳感信號(hào)采集系統(tǒng)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 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。 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。 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(xiàn)。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。 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。 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。采集工作中不適用緩沖I/O的情況數(shù)據(jù)組短小。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。 直流信號(hào)。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。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。為了方便的創(chuàng)建用戶(hù)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。計(jì)算機(jī)總線(xiàn)可以分為ISA總線(xiàn)、PCI總線(xiàn)以及USB通用串行總線(xiàn)。 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?xún)x器功能由用戶(hù)定義，柔性?xún)x器功能由廠(chǎng)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(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)。 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。 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。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。信息獲取、通信與計(jì)算機(jī)技術(shù)被當(dāng)作當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)的三大支柱技術(shù)。本次設(shè)計(jì)通過(guò)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(lái)完成多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其簡(jiǎn)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(yǔ)言。這一階段就是測(cè)量控制系統(tǒng)的初步發(fā)展階段。擁有較多用戶(hù)的HP公司的VEE雖然也是一種基于圖形的編程環(huán)境，不過(guò)由于其生成的應(yīng)用程序是用來(lái)解釋執(zhí)行的，所以運(yùn)行速度較慢。2 虛擬儀器 虛擬儀器技術(shù)介紹 虛擬儀器的概念美國(guó)國(guó)家儀器公司是最早提出虛擬儀器（Virtual Instrument,簡(jiǎn)稱(chēng)VI）的概念的機(jī)構(gòu),它由測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合而成,將測(cè)試原理技術(shù)、儀器原理與技術(shù)、高速總線(xiàn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)以及圖形編程軟件技術(shù)融于一體。（4）無(wú)縫集成隨著科技的發(fā)展，單純的操作已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求，很多時(shí)候人們需要儀器同時(shí)完成好幾種功能，這就使得測(cè)試測(cè)量?jī)x器能夠自由的組合來(lái)滿(mǎn)足要求。（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(jī)使用，充分利用已有的PC機(jī)資源，成本更低，性能更加強(qiáng)大，使用也更加方便。 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(guó)NI公司研發(fā)的一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，它與VC、VB開(kāi)發(fā)環(huán)境相類(lèi)似，但是在編程語(yǔ)言方面，LabVIEW使用的是G語(yǔ)言，即圖形化編輯語(yǔ)言，編程過(guò)程中函數(shù)是通過(guò)圖標(biāo)形式來(lái)表示的，數(shù)據(jù)流向則通過(guò)連接線(xiàn)表示，很大程度上提高了工作效率。 LabVIEW編程組成簡(jiǎn)介前面板前面板是虛擬儀器的互通式用戶(hù)接口，和真實(shí)物理儀器面板相同，前面板中包含了旋鈕、開(kāi)關(guān)、刻度盤(pán)、圖表以及別的界面工具，用戶(hù)可以使用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)獲取數(shù)據(jù)顯示結(jié)果。如果對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行采樣，在預(yù)先設(shè)定的每一段時(shí)間間隔時(shí)刻進(jìn)行一次數(shù)據(jù)信號(hào)采樣，那么就稱(chēng)為數(shù)據(jù)信號(hào)采樣的采樣間隔，時(shí)間間隔的倒數(shù)就被稱(chēng)為數(shù)據(jù)信號(hào)采樣的采樣頻率，在，……等時(shí)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(lái)表示被采樣信號(hào)：，是一個(gè)被測(cè)信號(hào)以及被測(cè)信號(hào)在被儀器采樣后的采樣顯示結(jié)果，信號(hào)采集的采樣周期為。如下圖所示的開(kāi)關(guān)信號(hào)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。浮動(dòng)信號(hào)即不與任何地相連接的電壓信號(hào)，浮動(dòng)信號(hào)的每個(gè)端口都與系統(tǒng)地獨(dú)立。采集工作中需要使用緩沖I/O的情況在實(shí)際的采集工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的樣本或者采集的速度超過(guò)了儀器面板能顯示的速度、硬件存儲(chǔ)的速度以及計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)分析的速度。硬件觸發(fā)方法就是通過(guò)電子電路等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)觸發(fā)器的管理，達(dá)到操控采集中各個(gè)事件的時(shí)間段的分配的目的，這種方式的精密度很高。（4）電壓動(dòng)態(tài)范圍電壓的范圍就是指ADC可以?huà)呙璧降碾妷旱淖罡吲c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(hào)路數(shù)。在LabVIEW中程序流程尤為重要，程序流程控制的節(jié)點(diǎn)與重要因素就是結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，必定會(huì)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(cè)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。沿X、Y、Z三個(gè)方向?qū)α⒎襟wSMC材料施
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