【正文】 I。PXI（PCI Extensions For Instrumentation）總線儀器是PCI在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，主要特點(diǎn)是模塊化。，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。目前LabVIEW的最新版本為L(zhǎng)abVIEW 2009，LabVIEW 2009為多線程功能添加了更多特性，這種特性在1998年的版本中被初次引入。本次課題是基于虛擬儀器的電機(jī)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中LabVIEW是整個(gè)系統(tǒng)的核心，只有把LabVIEW這個(gè)模塊運(yùn)用得當(dāng)，才可能使系統(tǒng)完整，才可能使本次課題得以成功實(shí)現(xiàn)。I/O部件可以是獨(dú)立儀器、模塊化儀器、數(shù)據(jù)采集板（DAQ）或傳感器。LabVIEW采用圖形化編程方案，是非常實(shí)用的開發(fā)軟件。同其他技術(shù)相比，虛擬儀器技術(shù)具有四大優(yōu)勢(shì)：虛擬儀器技術(shù)是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤的同時(shí)就能實(shí)時(shí)地進(jìn)行復(fù)雜的分析。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備來(lái)滿足完整的測(cè)試需求，而連接和集成這些不同設(shè)備總是要耗費(fèi)大量的時(shí)間。它管理著虛擬儀器的軟件資源，是虛擬儀器的硬件基礎(chǔ)。虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)的軟件主要分為以下四部分。驅(qū)動(dòng)程序一般分為兩層，底層是儀器的基本操作，如初始化儀器配置儀器輸入?yún)?shù)、收發(fā)數(shù)據(jù)、查看儀器狀態(tài)等。數(shù)據(jù)采集就是將被測(cè)對(duì)象的各種參量（物理量、化學(xué)量、生物量等）通過(guò)各種傳感器件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)過(guò)信號(hào)采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E送到控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或記錄的過(guò)程。(1)數(shù)據(jù)采集VI傳遞相關(guān)采樣參數(shù)給數(shù)據(jù)采集卡。(5)重復(fù)(2)(4)的操作，知道完成所需的采樣次數(shù)?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。它一般由多路開關(guān)、放大器、采樣/保持電路，以及A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)這些部分，一個(gè)模擬信號(hào)就以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。一般用于高速采集卡，存儲(chǔ)量大，速度較慢。 信號(hào)采樣和A/D轉(zhuǎn)換 信號(hào)采樣數(shù)據(jù)采集前，必須對(duì)所采集信號(hào)的特性有所了解，因?yàn)椴煌盘?hào)的測(cè)量方式和對(duì)采集系統(tǒng)的要求是不同的，只有了解被測(cè)信號(hào)，才能選擇合適的測(cè)量方式和配置采集系統(tǒng)。這種信號(hào)包括一系列的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，信息就包含在狀態(tài)轉(zhuǎn)化發(fā)生的數(shù)目、轉(zhuǎn)換速率、一個(gè)轉(zhuǎn)換間隔或多個(gè)轉(zhuǎn)換間隔的時(shí)間里。要以一定的速率進(jìn)行測(cè)量，這個(gè)測(cè)量速率要能跟上波形的變化。 采樣頻率選擇對(duì)于模擬信號(hào)的采集，一個(gè)重要的問(wèn)題是采樣頻率的選取，即每秒鐘采集的點(diǎn)數(shù)。因此，對(duì)樣本數(shù)又有一定的要求，一般不能只提供一個(gè)信號(hào)周期的數(shù)據(jù)樣本，希望有510個(gè)周期，甚至更多的數(shù)據(jù)樣本，而且希望所提供的樣本總數(shù)是整周期個(gè)數(shù)。將采樣－保持電路的輸出電壓歸化為量化單位△的整數(shù)倍的過(guò)程叫做量化。 程序設(shè)計(jì) 功能模塊本設(shè)計(jì)主要用到五大功能模塊：DAQmx創(chuàng)建通道（AI電壓基本）、DAQmx開始任務(wù)、DAQmx讀取、DAQmx清除以及單頻測(cè)量。物理通道：指定用于生成虛擬通道的物理通道。如在VI或函數(shù)運(yùn)行前發(fā)生錯(cuò)誤，VI或函數(shù)將把錯(cuò)誤輸入的值傳遞至錯(cuò)誤輸出。DAQmx開始任務(wù)：使任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)，開始測(cè)量或生成。錯(cuò)誤輸入：說(shuō)明VI或函數(shù)運(yùn)行前發(fā)生的錯(cuò)誤,默認(rèn)值為無(wú)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤輸出:包含錯(cuò)誤信息,如錯(cuò)誤輸入表明錯(cuò)誤發(fā)生在VI或函數(shù)運(yùn)行前。超時(shí)：指定等待可用采樣的時(shí)間，單位為秒。如在VI或函數(shù)運(yùn)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，VI或函數(shù)將正常運(yùn)行，并在錯(cuò)誤輸出中設(shè)置自身的錯(cuò)誤狀態(tài)。錯(cuò)誤輸出包含錯(cuò)誤信息。 DAQmx清除引腳圖任務(wù)輸入：是要清除的任務(wù)的名稱,不同于某些VI的任務(wù)/通道輸入，該輸入端不能連接虛擬通道。否則，錯(cuò)誤輸出將表明VI或函數(shù)產(chǎn)生的錯(cuò)誤狀態(tài)。虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。通過(guò)這次設(shè)計(jì)讓我們真正的將書本上的知識(shí)化為實(shí)際動(dòng)手的能力，讓我們體會(huì)到理論只有轉(zhuǎn)化為實(shí)踐才有它的價(jià)值，實(shí)驗(yàn)中也感謝一起實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，他們?yōu)槲乙蔡峁┝瞬豢苫蛉钡膸椭?參考文獻(xiàn)[1] 許大中,[2] 楊樂(lè)平,4250[3] 連海洲,2123[4] 劉君華,賈惠芹,丁暉,[5] ,[6] 侯國(guó)屏,王坤, ,北京:，407415[7] 陳錫輝,[8] 王益全,[9] 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DAQmx開始任務(wù)引腳圖任務(wù)/通道輸入：操作要使用的任務(wù)的名稱或虛擬通道列表。最小值：指定要測(cè)量的最小值的單位。如將自定義的虛擬通道名稱連接至該輸入端，在其它NIDAQmx VI或?qū)傩怨?jié)點(diǎn)（例如，DAQmx觸發(fā)VI的源輸入端）中引用這些通道時(shí)，必須使用自定義名稱。 DAQmx創(chuàng)建通道引腳圖任務(wù)輸入：指定要添加VI創(chuàng)建的虛擬通道的任務(wù)的名稱。 前面板設(shè)計(jì)前面板設(shè)計(jì)包括選項(xiàng)卡控件、數(shù)字顯示控件、波形顯示控件、轉(zhuǎn)速表盤。由于A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在每次采樣以后，需要把采樣電壓保持一段時(shí)間。理論上設(shè)置采樣頻率為被采集信號(hào)最高頻率成分的2倍就夠了，實(shí)際上工程中選用510倍，有時(shí)為了較好地還原波形，甚至更高一些。缺點(diǎn)：可靠性較低，抗干擾能力較差，CPU計(jì)算量較大，對(duì)ADC轉(zhuǎn)換速度要求較高。在測(cè)量一個(gè)時(shí)域信號(hào)，即一個(gè)波形時(shí)，需要關(guān)注一些有關(guān)波形形狀的特性，比如斜度、峰值等。TTL信號(hào)就是一個(gè)開關(guān)信號(hào)，就定義它為邏輯高電平，就定義為邏輯低電平。由兩種型號(hào)PGA202 (100、1000) 和PGA203 (8)的增益芯片。緩存有RAM和FIFO兩種:FIFO應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集卡上，主要用來(lái)存儲(chǔ)AD芯片轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。 霍爾傳感器及其接線方式 數(shù)據(jù)采集卡一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器等，這些功能分別有響應(yīng)的單元電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。(3)采樣的模擬信號(hào)送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。計(jì)算機(jī)通過(guò)LabVIEW中的數(shù)據(jù)采集VI對(duì)數(shù)據(jù)采集卡中的采集控制電路進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)之間通過(guò)計(jì)算機(jī)總線實(shí)現(xiàn)交換數(shù)據(jù)和傳遞控制信息。其中，傳感器是將被測(cè)試的物理量轉(zhuǎn)換為電量的基本環(huán)節(jié)；數(shù)據(jù)采集則將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)供計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。 虛擬儀器系統(tǒng)軟面板設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)虛擬儀器軟面板是用戶用來(lái)操作儀器，與儀器進(jìn)行通信，輸入?yún)?shù)設(shè)置，輸出結(jié)果顯示的用戶接口。儀器驅(qū)動(dòng)器是虛擬儀器的核心，是用戶完成對(duì)儀器硬件控制的紐帶和橋梁。使用者可以根據(jù)不同的測(cè)試任務(wù)，在虛擬儀器開發(fā)軟件的提示下編制不同的測(cè)試軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。虛擬儀器的硬件系統(tǒng)一般分為計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)和測(cè)控功能硬件。NI設(shè)計(jì)這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時(shí)還提供了靈活性和強(qiáng)大的功能，使我們輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測(cè)量和控制解決方案。這種虛擬儀器模塊化主流平臺(tái)PXI/Compace，PCI的傳輸速度已經(jīng)達(dá)到100Mb/s，是目前已經(jīng)發(fā)布的最高傳輸速度。LabVIEW將廣泛的數(shù)據(jù)采集、分析與顯示功能集中在了同一個(gè)環(huán)境中，讓您可以在自己的平臺(tái)上無(wú)縫地集成一套完整的應(yīng)用方案?！败浖词莾x器”這是NI公司提出的虛擬儀器理念的核心思想。這些卡插入標(biāo)準(zhǔn)的VXI機(jī)箱，再與計(jì)算機(jī)相連，就組成了一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)。PC機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級(jí)的計(jì)算機(jī)化成為可能，甚至在Microsoft公司的Windows誕生之前，NI公司已經(jīng)在Macintosh計(jì)算機(jī)上推出了LabVIEW 。相信隨著科技的不斷創(chuàng)新發(fā)展，隨著人們對(duì)其更需人性化的需求，虛擬儀器的發(fā)展也將會(huì)不斷地更上一個(gè)臺(tái)階，讓其發(fā)揮出應(yīng)有而更廣泛的的功效，讓人們的生活更加美好。VXI（VMEbus Extensions For Instrumentation，意為“VMEbus在儀器領(lǐng)域內(nèi)的擴(kuò)展”）是繼GPIB第二代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)之后，為適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)從分離臺(tái)式結(jié)構(gòu)向高密度、高效率、多功能、高性能的模塊結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要，吸收智能儀器和PC儀器之設(shè)計(jì)思想，集GPIB系統(tǒng)和高級(jí)微機(jī)內(nèi)總線VMEbus之精華設(shè)計(jì)而成的儀器。其中，硬件的功能是獲取被測(cè)試的物理信號(hào)，提供信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ馈．惒诫姍C(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)行可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用在石油、化土、電站、礦山、冶金等土業(yè)部門，用于驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)、粉碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備，在各種電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，有90%左右的設(shè)備采用異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。通常用作土礦企業(yè)、醫(yī)院、樓房的應(yīng)急備用電源；軍事與民用通信、伐地和野外作業(yè)，車輛船舶等特殊用途的獨(dú)立電源，以及電網(wǎng)輸送不到、又不適于建立火力發(fā)電廠地區(qū)的生活和生產(chǎn)所需的電源和多種移動(dòng)電站等。交流電