基于labview液位采集系統(tǒng)課程設計1(編輯修改稿)
2024-07-24 18:15 本頁面
【文章內容簡介】 等現(xiàn)代科學技術高速發(fā)展的產物。自從1785年庫侖發(fā)明靜電扭秤，1834年哈里斯提出靜電電表結構以來，電測儀表和電子儀器隨相關技術的進步、儀器儀表元器件質量的提高和測量理論方法的改進得到飛速發(fā)展。有一種較普遍地說法將測量儀器的發(fā)展分為五個階段，模擬儀器、電子儀器、數(shù)字儀器、智能儀器、虛擬儀器?；谔摂M儀器技術的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的提出在一定程度上解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集所面臨的問題，虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為當今數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。本文正是在虛擬儀器技術的基礎上對多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了設計，實現(xiàn)多路信號的采集，并對實驗數(shù)據(jù)進行實時顯示、記錄、分析處理。 虛擬儀器的開發(fā)軟件 虛擬儀器的開發(fā)語言虛擬儀器系統(tǒng)的開發(fā)語言有：標準C，Visual C++ ，Visual Basic等通用程序開發(fā)語言。但直接由這些語言開發(fā)虛擬儀器系統(tǒng)，是有相當難度的。除了通用程序開發(fā)語言以外，還有一些專用的虛擬儀器開發(fā)語言和軟件，其中有影響的開發(fā)軟件有：NI公司的Labview，LabWindows/CVI。Labview采用圖形化編程方案，是非常實用的開發(fā)軟件。LabWindows/CVI是為熟悉C語言的開發(fā)人員準備的，是在Windows環(huán)境下的標準ANSIC開發(fā)環(huán)境。除此以外還有HP公司的HPVEE ，HPTIG開發(fā)平臺，美國Tektronix公司的EzTest ，TekTNS平臺軟件，這些都是國際上公認的優(yōu)秀的虛擬儀器開發(fā)軟件平臺。第二章 系統(tǒng)設計理論及硬件平臺該部分主要包括數(shù)據(jù)采集技術概述，傳感器，輸入信號的分析、調理以及測量系統(tǒng)的選擇，下面分別予以說明。在計算機廣泛應用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。各種類型信號采集的難易程度差別很大。實際采集時，噪聲也可能帶來一些麻煩。數(shù)據(jù)采集時，有一些基本原理要注意，還有更多的實際的問題要解決。假設現(xiàn)在對一個模擬信號x(t)每隔△t時間采樣一次。時間間隔△t被稱為采樣間隔或者采樣周期。它的倒數(shù)l/△t被稱為采樣頻率，單位是采樣數(shù)/每秒。t＝0，△t，2△t，3△t……等等，x(t)的數(shù)值就被稱為采樣值。所有x(0)，x(△t)，x(2△t)都是采樣值。這樣信號x(t)可以用一組分散的采樣值來表示：這個數(shù)列被稱為信號x(t)的數(shù)字化顯示或者采樣顯示。這個數(shù)列中僅僅用下標變量編制索引，而不含有任何關于采樣率(或△t)的信息。所以如果只知道該信號的采樣值，并不能知道它的采樣率，缺少了時間尺度，也不可能知道信號x(t)的頻率。根據(jù)采樣定理，最低采樣頻率必須是信號頻率的兩倍。反過來說，如果給定了采樣頻率，那么能夠正確顯示信號而不發(fā)生畸變的最大頻率叫做恩奎斯特頻率，它是采樣頻率的一半。如果信號中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分，信號將在直流和恩奎斯特頻率之間畸變。采樣率過低的結果是還原的信號的頻率看上去與原始信號不同。這種信號畸變叫做混疊。出現(xiàn)的混頻偏差是輸入信號的頻率和最靠近的采樣率整數(shù)倍的差的絕對值。為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號被采集(A/D)之前，經過一個低通濾波器，將信號中高于奈奎斯特頻率的信號成分濾去。理論上設置采樣頻率為被采集信號最高頻率成分的2倍就夠了，但實際上工程中選用510倍，有時為了較好地還原波形，甚至更高一些。圖2. 1數(shù)據(jù)采集結構圖。在數(shù)據(jù)采集之前，程序將對采集板卡初始化，板卡上和內存中的Buffer是數(shù)據(jù)采集存儲的中間環(huán)節(jié)。傳感器部分是跟外界溝通的門戶，負責把外界的各種物理信息，如光、壓力、溫度、聲音等物理信號變成電信號。因為被控制對象的信號來源已經是變換好的1V5V的電信號，所以傳感器部分在設計中沒有得到具體體現(xiàn)，但是這部分是設計過程中必需要考慮的。從傳感器得到的信號大多要經過調理才能進入數(shù)據(jù)采集設備，信號調理功能包括放大、隔離、濾波、激勵、線性化等。由于不同傳感器有不同的特性，除了這些通用功能外，還要根據(jù)具體傳感器的特性和要求來設計特殊的信號調理功能。信號調理的通用功能如下：①放大②隔離③濾波④激勵 ⑤線性化⑥數(shù)字信號調理。 數(shù)據(jù)采集卡的選擇數(shù)據(jù)采集板卡的性能與眾多因素相關，要根據(jù)具體情況來具體分析。所以在選擇數(shù)據(jù)采集卡構
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