【正文】 can clock）來控制兩次掃描過程的間隔。通道時鐘要比掃描時鐘快，通道時鐘速率越快，在每次掃描過程中相鄰?fù)ǖ篱g的時間間隔就越小。　　　對于具有掃描時鐘和通道時鐘的數(shù)據(jù)采集卡，可以通過把掃描速率（scan rate）設(shè)為0，使用AI Config VI的interchannel delay端口來設(shè)置循環(huán)采樣速率。LabVIEW默認(rèn)的是scan clock，換句話來說，當(dāng)選擇好掃描速率時，LabVIEW自動選擇盡可能快的通道時鐘速率，大多數(shù)情況下，這是一種比較好的選擇。 間隔采樣與循環(huán)采樣比較 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配置 通過數(shù)據(jù)采集卡獲取數(shù)據(jù)的虛擬儀器稱為PCDAQ（Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集，簡稱DAQ）卡式儀器。數(shù)據(jù)采集卡為I/O接口設(shè)備，對I/O接口設(shè)備的驅(qū)動是通過相應(yīng)模板中的圖標(biāo)函數(shù)來實現(xiàn)的。從最基本的角度出發(fā)，DAQ系統(tǒng)的主要任務(wù)是測量或生成物理信號。一個DAQ系統(tǒng)除了插入式DAQ卡之外，通常還包括信號調(diào)理模塊以及一套用于獲取、處理數(shù)據(jù)，分析、顯示、存儲數(shù)據(jù)的軟件。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu) LabVIEW中安裝了用于建立各種卡及通道配置參數(shù)的配置工具。該工具稱為Measurementamp。Automation Explorer，簡稱為MAX。MAX工具會讀取設(shè)備管理器在Windows注冊表中記錄的信息，并為每個DAQ卡分配邏輯設(shè)備號?？ㄅcMAX之間的關(guān)系。 Windows配置管理 啟動MAX后，打開Devices and Interfaces節(jié)點，看到DAQ卡PCI6221是Devices 1，接著配置一個虛擬通道。虛擬通道是配置通道的快捷方式，可以為物理通道指定一個描述性的名稱。在Data Neighborhood圖標(biāo)上彈出快捷菜單選擇Create new…之后，再通過選擇Virtual Channel來配置一個從熱電偶讀取數(shù)據(jù)的通道：模擬輸入(AnalogInput)通道0。按下Finish后，彈出一個用于設(shè)置新通道的窗口，可以設(shè)置通道類型，選擇“Analog Input”模擬輸入通道，繼續(xù)按下Next，命名虛擬通道，將虛擬儀器的通道命名為“Temperature”并添加簡要說明。命名完虛擬通道后，進(jìn)一步選擇傳感器類型“CustomThermocouple”最后是定義數(shù)據(jù)單位及刻度區(qū)間，選擇攝氏度（Deg C）（℃）為單位，并根據(jù)實際情況定義刻度區(qū)間為0 ℃—1200 ℃，至此DAQ硬件配置結(jié)束。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件主要由AI通道+計算機系統(tǒng)(主機+常規(guī)外設(shè))兩部分構(gòu)成，本文介紹的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括數(shù)據(jù)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集卡一塊。軟件則由各種功能模塊構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是對被測熱電偶參數(shù)(熱電動勢)進(jìn)行定時采集、檢查(有效性及越限檢查)、處理(數(shù)字濾波、線性化等)、存儲、顯示、打印、報警等。 常用DAQmx節(jié)點介紹⑴ DAQmx Create Virtual ChannelNIDAQmx創(chuàng)建虛擬通道函數(shù)創(chuàng)建了一個虛擬通道并且將它添加成一個任務(wù)。它也可以用來創(chuàng)建多個虛擬通道并且將它們都添加至一個任務(wù)。如果沒有指定一個任務(wù)，那么這個函數(shù)將創(chuàng)建一個任務(wù)。NIDAQmx創(chuàng)建虛擬通道函數(shù)有許多實例。這些實例對應(yīng)于特定的虛擬通道所實現(xiàn)的測量或生成類型。DAQmx Create Virtual 。 NIDAQmx創(chuàng)建不同類型的虛擬通道 DAQmx Create Virtual Channel 節(jié)點圖標(biāo)及端口定義⑵ DAQmx Clear TaskNIDAQmx 清除任務(wù)函數(shù)可以清除特定的任務(wù)。如果現(xiàn)在正在運行，那么這個函數(shù)首先中止任務(wù)然后釋放掉它所有的資源。一旦一個任務(wù)被清除，那么它就不能被使用，除非重新創(chuàng)建它。因此，如果一個還會使用，那么NIDAQmx 結(jié)束任務(wù)函數(shù)就必須用來中止任務(wù)，而不是清除它。DAQmx Clear 。 DAQmx Clear Task節(jié)點圖標(biāo)及端口定義⑶ DAQmx ReadNIDAQmx 讀取函數(shù)需要從特定的采集任務(wù)中讀取采樣。這個函數(shù)的不同實例允許選擇采樣的類型（模擬、數(shù)字或計數(shù)器）、虛擬通道數(shù)、采樣數(shù)和數(shù)據(jù)類型。 DAQmx Read節(jié)點圖標(biāo)及端口定義可以讀取多個采樣的NIDAQmx 讀取函數(shù)的實例包括一個輸入來指定在函數(shù)執(zhí)行時讀取數(shù)據(jù)的每通道采樣數(shù)。對于有限采集，通過將每通道采樣數(shù)指定為1，這個函數(shù)就等待采集完所有請求的采樣數(shù)，然后讀取這些采樣。對于連續(xù)采集，將每通道采樣數(shù)指定為1將使得這個函數(shù)在執(zhí)行的時候讀取所有現(xiàn)在保存在緩存的采樣數(shù)。 VI實例的例程。 不同NIDAQmx 讀取VI的實例⑷ NIDAQmx Start TaskNIDAQmx 啟動任務(wù)函數(shù)顯示的是將一個任務(wù)轉(zhuǎn)換到運行狀態(tài)。在運行狀態(tài)，這個任務(wù)完成特定的采集或生成。如果沒有使用NIDAQmx 啟動任務(wù)函數(shù)，那么在NIDAQmx 讀取函數(shù)執(zhí)行時，一個任務(wù)可以隱式的轉(zhuǎn)換到運行狀態(tài)，或者自動開始。這個隱式的轉(zhuǎn)換也發(fā)生在如果NIDAQmx啟動任務(wù)函數(shù)未被使用而且NIDAQmx寫入函數(shù)與它相應(yīng)指定的自啟動輸入一起執(zhí)行。 DAQmx Start Task 節(jié)點圖標(biāo)及端口定義⑸ DAQmx TimingNIDAQmx 定時函數(shù)配置定時以用于硬件定時的數(shù)據(jù)采集操作。這包括指定操作是否連續(xù)或有限、為有限的操作選擇用于采集或生成的采集數(shù)量，以及在需要時創(chuàng)建一個緩沖區(qū)。 DAQmx Timing 節(jié)點圖標(biāo)及端口定義對于需要采樣定時的操作（模擬輸入、模擬輸出和計數(shù)器），NIDAQmx 定時函數(shù)中的采樣時鐘實例設(shè)置了采樣時鐘的源（可以是內(nèi)部或外部的源）和它的速率。采樣時鐘控制了采集或生成的速率。每一個時鐘脈沖為每一個包含在任務(wù)中的虛擬通道初始化一個采樣的采集或生成。 系統(tǒng)軟件設(shè)計與開發(fā) 系統(tǒng)軟件部分包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，軟件設(shè)計力求系統(tǒng)操作簡單、直觀和方便。 在系統(tǒng)主界面上進(jìn)行初始設(shè)置，具體內(nèi)容為輸入被測熱電偶類型及支數(shù)，采樣周期，初始設(shè)置完畢后即開始檢測?；诎踩紤]，增加了預(yù)警系統(tǒng)，正常情況下，顯示燈為綠色，當(dāng)實際溫度超過溫度范圍時，顯示燈變?yōu)榧t色，同時系統(tǒng)開始以蜂鳴聲示警。 軟件設(shè)計流程圖 上位機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 數(shù)字計算機具有運算速度快，計算精度高，存儲信息量大，邏輯判斷功能強，以及靈活通用等特點。在控制領(lǐng)域中作為強有力的控制工具，極大地推動了自動控制技術(shù)的發(fā)展。在常規(guī)模擬控制系統(tǒng)中的控制器用計算機來代替，就構(gòu)成了計算機控制系統(tǒng)。 在計算機控制系統(tǒng)中，通過運用計算機提供的多種指令，可編出符合各種技術(shù)要求的控制程序、管理程序及微處理器執(zhí)行程序，從而實現(xiàn)對被控參數(shù)的控制與管理(如顯示、打印、報警等)。在本系統(tǒng)中，上位PC機扮演著管理控制者的重要角色。在所需的硬件連接好后，系統(tǒng)的功能則主要靠軟件來實現(xiàn)。所編寫的軟件按功能可分為執(zhí)行軟件和監(jiān)控(管理)軟件。其中執(zhí)行軟件包括人機界面程序、通信接口程序和數(shù)據(jù)處理及算法程序，它主要完成過程信息的采集、處理、運算、顯示、打印、控制輸出等實質(zhì)性的功能，偏重算法效率、強調(diào)實時性且與系統(tǒng)的硬件關(guān)系密切。監(jiān)控軟件則起組織調(diào)度作用，專門用于協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊與操作者之間的關(guān)系，著眼全局、邏輯嚴(yán)密、操作使用方便。 程序子VI設(shè)計依據(jù)系統(tǒng)功能需要，設(shè)計了通道配置、預(yù)警系統(tǒng)、時間設(shè)置、線性化及冷端溫度補償4個子VI。⑴通道配置子VI① 前面板（Front Panel）設(shè)計窗口前面我們已經(jīng)定義了DAQ通道名稱為“Temperature”，現(xiàn)使用Operating工具，在DAQ通道名稱控件上彈出快捷菜單并選擇在MAX中定義的“Temperature”名稱。② 程序框圖（Block Diagram）設(shè)計窗口根據(jù)任務(wù)需要，添加 （DAQmx Create Channel）、 (DAQmx Timing)、(DAQmx Start Task) 和( DAQmx Clear Task)功能圖標(biāo)。⑵預(yù)警系統(tǒng)子VI在熱電偶測溫過程中，由于一些外界客觀原因的影響，可能會出現(xiàn)一些異常情況。預(yù)警系統(tǒng)子VI作為一種防范措施，是必不可少的。當(dāng)被測熱電偶溫度超過設(shè)定溫度區(qū)間時，指示燈會由綠變紅，并發(fā)出蜂鳴聲。①前面板（Front Panel）設(shè)計窗口②程序框圖（Block Diagram）設(shè)計窗口根據(jù)任務(wù)需要，添加大于（Greater）、 小于（Less）、 蜂鳴聲（Beep）、復(fù)合運算（Compound Arithmetic）和條件結(jié)構(gòu)（Case Strurture）等功能圖標(biāo)。⑶時間設(shè)置子VI時間設(shè)置子VI用于顯示當(dāng)前日期、時間，可精確至秒。在前面板上放置日期、時間兩個字符串顯示。①前面板（Front Panel）設(shè)計窗口②程序框圖（Block Diagram）設(shè)計窗口根據(jù)任務(wù)需要，添加(Get Date/Time)、(Get Date/Time String)、圖標(biāo)。⑷線性化及冷端溫度補償子VI線性化及冷端溫度補償子VI可將檢測到的0—10V電壓信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度值，由于熱電偶在0—1000℃之間存在非線性，需要進(jìn)行線性化處理，并進(jìn)行冷端溫度補償。①前面板（Front Panel）設(shè)計窗口②程序框圖（Block Diagram）設(shè)計窗口根據(jù)任務(wù)需要，添加（Add）、 （Subtract） （Multiply）、（Divide）、（合并信號）、（拆分信號）、 （Wait）、 （轉(zhuǎn)換熱電偶讀數(shù)）和While循環(huán)（While Loop）結(jié)構(gòu)等功能圖標(biāo)。功能圖標(biāo)內(nèi)部已經(jīng)包含標(biāo)度變換、冷端溫度補償及線性化。應(yīng)用此圖標(biāo)，可以將熱電偶檢測到的熱電勢轉(zhuǎn)換為溫度信號，而不用再去專門設(shè)置，省去了許多麻煩。美中不足的是此功能圖標(biāo)只設(shè)置了八種標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶，如需要測量其他熱電偶就要用戶自己來完成標(biāo)度變化、冷端溫度補償及線性化。參 考 文 獻(xiàn)，申焱華，黃夏旭. 基于虛擬儀器的熱電偶溫度測試與分析系統(tǒng)[J]，自動化儀表，. 淺談熱電偶傳感器[J]，電子報，趙福堂. 基于LabVIEW的熱電偶溫度測量系統(tǒng)[J]，儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計量，劉春暉. 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