【正文】 集方法及實(shí)例 (2) 單端連接方式：所有信號(hào)都參考一個(gè)公共參考點(diǎn)，即儀器放大器的負(fù)極，單端連接方式較差分連接方式多出一倍的檢測(cè)通道。當(dāng)輸入信號(hào)復(fù)合下列條件時(shí)，使用單端連接方式：高電平信號(hào) (如大于 1V)；信號(hào)電纜比較短 (通常小于 5m)或有屏蔽，環(huán)境無(wú)噪聲；所有信號(hào)可以共享一個(gè)公共參考點(diǎn)。單端連接方式又分為參考單端 RSE和非參考單端 NRSE。 參考單端 RSE：用于測(cè)試浮動(dòng)信號(hào)，把信號(hào)參考點(diǎn)與儀器模擬輸入地連接起來(lái)，如圖 。 非參考單端 NRSE：用于測(cè)試接地信號(hào)，所有輸入信號(hào)均已經(jīng)接地了，所以信號(hào)參考點(diǎn)不需要再接地，如圖 。 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 圖 參考單端 RSE連接方式 圖 非參考單端 NRSE連接方式 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 二 . 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集程序構(gòu)建方式 (目前最新版為 )開(kāi)發(fā)環(huán)境安裝時(shí)，會(huì)自動(dòng)安裝 NI，包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)程序 ——傳統(tǒng) NIQAQ和 NIQAQmx，它們各自有單獨(dú)的應(yīng)用程序編程接口 API，方便有不同的硬件和軟件設(shè)置方法，形成了兩套獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (NI公司建議盡量使用 NIQAQmx)。 下面簡(jiǎn)單介紹在 LabVIEW中，信號(hào)采集程序的三種基本構(gòu)建方式。本小節(jié)所采集的信號(hào)均為標(biāo)準(zhǔn)的 50Hz，幅值為 1V的正弦信號(hào)。 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 數(shù)組運(yùn) 算 五 . 邏輯運(yùn)算 邏輯運(yùn)算也是對(duì)數(shù)組元素的運(yùn)算。 MATLAB語(yǔ)言提供的邏輯運(yùn)算符有三個(gè)，邏輯運(yùn)算符如表所示。 運(yùn)算符 含 義 amp。 邏輯與 | 邏輯或 ~ 邏輯非 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 (1) 直接從 Functions→Input 中調(diào)取信號(hào)采集助手 DAQ Assistant，可以很快構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單采集程序，如圖 。 (a) 程序框圖 (b) 前面板 圖 信號(hào)采集助手構(gòu)建數(shù)據(jù)采集程序 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 (2) 從 Functions→All Functions→NI Measurements→DAQmx 里選取DAQmx Start ， DAQmx Read DAQmx Stop 采集程序，如圖 。 (a) 程序框圖 (b) 前面板 圖 NIDAQmx函數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)采集程序 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 (3) 采用傳統(tǒng)的 NIDAQ 構(gòu)建采集程序，要輸入：設(shè)備號(hào)、通道號(hào)、采樣數(shù)、采樣率，如圖 。 (a) 程序框圖 (b) 前面板 圖 傳統(tǒng)的 NIDAQ構(gòu)建數(shù)據(jù)采集程序 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 三 . 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集實(shí)例 1. 連續(xù)信號(hào)采集及頻譜分析實(shí)例 1) 硬件設(shè)置 采用 DAQmx物理通道。打開(kāi) MAX在 Devices and InterfacesNIDAQmx devices PCI6036E―Dev1‖項(xiàng)上彈出菜單，在“ selftest has tested ‖之后選擇“ test‖進(jìn)行設(shè)置： 系統(tǒng)自動(dòng)把設(shè)備號(hào) Device=1； 模擬輸入 AI: 范圍 –10V～ +10V 輸入模式 Mode=continue 輸入圖形： Input configuration=Differential(差分 ) 采樣率： rate=1000 采樣點(diǎn)： samples to read=1000 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 2) 程序設(shè)計(jì) 按圖 ，并參考圖中的顯示進(jìn)行采樣參數(shù)設(shè)置；按圖 。 圖 信號(hào)采集存儲(chǔ)與傳輸程序前面板 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 圖 信號(hào)采集存儲(chǔ)與傳輸程序框圖 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 程序中用到 All FunctionsCommunicationDataSocket函數(shù)子模板中的DataSocket Open 、 DataSockoet Write 和 DataSocket Close ； All FunctionFiles I/O函數(shù)子模板中的 Write To Spreadsheet ； All FunctionAnalyseSignal PressingFreqency Domain子模板中的自功率譜 Auto Power AnalyseSignal PressingWindows(漢寧窗 )進(jìn)行頻譜分析 。 另外 ， 本程序中采用的是 FunctionsInput子模板中采集助手 DAQ Assistant， 對(duì)于初步涉及到 DAQ的學(xué)者能更方便 。 在整個(gè)程序運(yùn)行前 ， 必須先打開(kāi)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器 DataSocket Server 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接 ， 在服務(wù)器端設(shè)置的電荷放大器增益參數(shù)和采樣率參數(shù)對(duì)后面信號(hào)分析都是必不可少的 ， 因此這兩個(gè)參數(shù)要和采樣信號(hào)一起傳輸 。 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 2. 定時(shí)采集信號(hào)并記錄存盤實(shí)例 1) 說(shuō)明 定時(shí)采集并記錄數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)記錄最普遍的情況，當(dāng)我們長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的對(duì)象時(shí)，往往需要按照一定的時(shí)間間隔對(duì)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，并按一定的時(shí)間周期生成報(bào)表，在這種情況下觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄的條件就是時(shí)間，每到一定的時(shí)刻就進(jìn)行一次數(shù)據(jù)記錄。本例就是一個(gè)定時(shí)采集并進(jìn)行記錄的示例，每到用戶設(shè)定的時(shí)間間隔就輸出一個(gè) True值到后面的 Case結(jié)構(gòu)，觸發(fā)數(shù)據(jù)采集并記錄的模塊。輸入的“間隔小時(shí)數(shù)”不為零時(shí)，到整點(diǎn)計(jì)時(shí)；否則，在當(dāng)前時(shí)間分鐘數(shù)能整除“間隔分鐘數(shù)”時(shí)計(jì)時(shí)。 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 2) 程序設(shè)計(jì) 程序中的 All FunctionsStringString/Number conversionDecimal String To Number 函數(shù)將系統(tǒng)時(shí)間字符串中的小時(shí)和分鐘數(shù)值字符轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制整形數(shù)，通過(guò)檢查這個(gè)數(shù)能否整除設(shè)定的時(shí)間間隔來(lái)判斷是否計(jì)時(shí)。 All FunctionsNI Measurements DAQmx Data AcqusitionDAQmx start 函數(shù)已經(jīng)將任務(wù)打開(kāi)，處于等待狀態(tài)，時(shí)間一到，任務(wù)就進(jìn)入 Case結(jié)構(gòu)中的 DAQmx ，同時(shí) Write To Spreadsheet 開(kāi)始記錄。記錄完畢等待下一個(gè)采集并記錄時(shí)刻的到達(dá)。 按圖 ，并參考圖中的顯示進(jìn)行采樣參數(shù)設(shè)置；按圖 、圖 。 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 圖 定時(shí)采集信號(hào)并記錄存盤程序前面板 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 圖 定時(shí)采集信號(hào)并記錄存盤程序框圖 (一 ) 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 基于 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集方法及實(shí)例 圖 定時(shí)采集信號(hào)并記錄存盤程序框圖 (二 ) 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 本 章 小 結(jié) (1) 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。 (2) 虛擬儀器具有功能定義自由、儀器開(kāi)放靈活、檢測(cè)效果更好、精度更高、數(shù)據(jù)表達(dá)更方便、開(kāi)發(fā)費(fèi)用更低、技術(shù)更新更快等優(yōu)點(diǎn)。 (3) 虛擬儀器除了測(cè)控對(duì)象、信號(hào)調(diào)理器外，其內(nèi)部主要由三大功能模塊構(gòu)成：信號(hào)的采集與控制、信號(hào)分析與處理、結(jié)果的表達(dá)與輸出。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)控功能硬件兩部分。虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)包括儀器 I/O接口軟件、儀器驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件三部分。 (4) LabVIEW是最具代表性的圖形化虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)?？梢詫?shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集設(shè)備中采集數(shù)據(jù)、儀器通信和控制、從傳感器中采集數(shù)據(jù)、處理和分析測(cè)量數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)圖形化用戶界面、將測(cè)量數(shù)據(jù)保存在文件中等功能。 第七章虛擬儀器系統(tǒng) 習(xí)題與思考題 71 查閱文獻(xiàn)資料，闡述虛擬儀器的發(fā)展歷程與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。 72 虛擬儀器有哪些特點(diǎn)？ 73 簡(jiǎn)述虛擬儀器的硬件與軟件結(jié)構(gòu)。 74 上機(jī)練習(xí)，熟悉 LabVIEW虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 75 實(shí)現(xiàn)一種基于 LabVIEW的連續(xù)信號(hào)數(shù)據(jù)采集實(shí)用程序。