【正文】 （ 3）貝賽爾濾波器： 貝塞爾濾波器又稱為最平時延或恒時延濾波器。 巴特沃茲、切比雪夫、和貝塞爾三種濾波器是測試工程中應(yīng)用最廣泛也是最經(jīng)典的三種濾波器，分別介紹如下： （ 1）巴特沃茲濾波器 ： 巴特沃茲濾波器具有最大平坦幅度特性，其幅頻響應(yīng)表達式為 ： 2ncH ( ) 1 1 ( )? ? ??? (41) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 巴特沃茲濾波器的幅頻特性有以下幾個特點 ： a. H( )? 取得最大值， H(0) =1； b.cH ( ) 1 2? ?， 即衰減特性為 3dB， c? 稱為低通濾波器的截止頻率； c. n 值越大，幅頻特性曲線越 接近理想特性曲線，在 ( c?? )l(通帶范圍 )時， n 增加則 2nc()?? 減小，曲線越平坦；在 ( c?? )1(阻帶范圍 )時， n 增大，則 2nc()?? 增大， H( )?越趨向于零值，衰減越快。在逼近所需的同一個濾波器特性時，這 些濾波器具有不同的頻率特性。 2. 數(shù)字濾波器的兩種類型 由于經(jīng)過數(shù)字采集卡 A/D 轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號在程序中的濾波器采用數(shù)字濾波器。例如一個中心頻率為 500Hz的濾波器，若其中 3dB 帶寬為 16Hz，則稱其 Q 值為 50。在測試電路中 Q 通常用來代表諧振回路的品質(zhì)因數(shù)。以 Ao為參考值， Ao 2 對應(yīng)于 3dB。數(shù)字濾波器又可以分為有限沖擊響應(yīng)濾波器 (FIR DF)和無限沖擊響應(yīng) (IIR DF)兩種類型。包括采集編號、該點的時間、溫度值、壓力值。采樣率的設(shè)置必須滿足奈奎斯特定理，由于設(shè)計中 所檢測的信號大都屬于低頻信號，故采樣率的設(shè)置不宜高，每個通道的采樣率大約等于 1kHz 即可。數(shù)據(jù)庫查詢和波形回放程序放置在第四個順序 框。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 參數(shù)設(shè)置界面 主程序 后面板 如圖 所示，程序采用順序結(jié)構(gòu)來安排各功能程序的運行先后。 參數(shù)設(shè)置區(qū)放置在一個 TAB 控件里，它包含三個部分的設(shè)置內(nèi)容 ： 采集參數(shù)設(shè)置、監(jiān)測閥值與文件路徑設(shè)置、物理通道 設(shè)置。數(shù)字顯示窗口里放置了物理量參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示，一目了然，用戶讀取非常方便。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 主程序前面板 如圖 是主程序的用戶界面。 啟 動 程 序檢 測 閥 值 與 存儲 路 徑 設(shè) 置采 集 ？采 集 程 序 運行歷 史 數(shù) 據(jù) 分析 ？數(shù) 據(jù) 在 線 監(jiān)測波 形 顯 示 窗口查 詢 數(shù) 據(jù)顯 示回 放 ？記 錄 ？查 詢 ？波 形 回 放分 析 數(shù) 據(jù)儀 表 區(qū)數(shù) 據(jù) 處 理波 形 存 儲 ？存 儲 波 形數(shù) 據(jù) 記 錄YYYYYY數(shù) 值 顯 示 區(qū)采 集 參 數(shù) 設(shè) 置 濾 波 參 數(shù) 設(shè) 置圖 主程序流程圖 數(shù)據(jù)的來源是 首先由傳感器檢測到的物理信號，經(jīng)由調(diào)理模塊的處理傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡上，經(jīng)過卡內(nèi) A/D 轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再由數(shù)據(jù)采集卡和計算機通信接口送至 LabVIEW 應(yīng)用程序進行處理。主程序分為前面板與后面板。以 DAQmx 為兼容對象的產(chǎn)品將是采集硬件發(fā)展的方向， NI 公司 M 系列的產(chǎn)品以及以后開發(fā)的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品都將以支持 DAQmx 為主，對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集 VI 將逐漸淘汰。 MAX 配置工具特性包含配置和測試 I/O，以及存儲標定、校準和通道別名 信息，這些對于以更短的時間完成首次測量、維護測試系統(tǒng)和解決測試系統(tǒng)故障是十分重要的。測量服務(wù)是快速應(yīng)用程序開發(fā)中最為重要的部分之一。 DAQmx 介紹 在 LabVIEW 中，數(shù)據(jù)采集 VI 主要位于 NI Measurements 子模板，在這個子模 板 中，又分 別有 Data Acquisition 和 DAQmxData Acquisition 兩個子模板，其中前者是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集 VI，后者是數(shù)據(jù)采集 DAQmx 類型的數(shù)據(jù)采集 VI。第一，可以右擊 Date Neighborhood 選擇 Create New 窗口，在窗口中選擇 NIDAQmx Task，然后點擊 Next。物理通道是指信號端口，負責接受或發(fā)送模擬或數(shù)字信號。在本文中，只對采集程序 進行虛擬測試，故這些硬件可適時缺省。 ，選擇 Properties 進行數(shù)據(jù)采集卡的配置設(shè)定，可參照使用 說明書。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） (5)把 PCI 設(shè)備用安裝螺釘固定在電腦背板上。本文采用的是 PCDAQ 方式，安裝 PCI 設(shè)備時必須按以下步驟 ： (1)確保關(guān)掉電源，拔出電源插頭。如果有用 以前版本編寫的程序最好作備份。通過 SCC68 的 4 個 SCC插槽，可在測量系統(tǒng)中集成熱電偶、應(yīng)變計、 RTD、頻率輸入、電流輸入、電壓衰減器、低通濾波器、測壓元件輸入、加速度傳感器、饋通板、 SPDT 繼電器、隔離的數(shù)字 I/O設(shè)備和隔離電壓輸入模塊。 該 模塊包括一個用于冷端溫度補償?shù)陌遢d熱敏電阻。 選取的是 NI 公司的儀器信號調(diào)理板卡 SCCTC02， 是用于調(diào)理各類熱電偶的單通道模塊，包括 J、 K、 T、 B、 E、 N、 R 和 S 以及177。 霍爾式壓力傳感器 基本 元件基本包括兩部分：一 部分是彈性元 件，如彈 簧管或膜盒等，用它感受壓力，并把它轉(zhuǎn)換成位移量；另一部分是霍爾元 件和磁路系統(tǒng)。 壓力傳感器：作為檢測壓力的傳感器必須有一定高的工作溫度范圍和耐濕能力。其利用的原理是：當兩個接點溫度不同時回路中將產(chǎn)生電勢，該電勢的方向和大小取決于兩導(dǎo)體的材料及兩接點之間的溫度差，而與導(dǎo)體的粗細、長短無關(guān)。 此外有 37 針數(shù)據(jù)接入端子，有 32 位的計數(shù)器和數(shù)字觸發(fā)。 另外，數(shù)據(jù)采集卡的選擇還有一些常用的指標，如輸入電壓的最大范圍、輸入增益的種類、是否有模擬輸出、輸入觸發(fā)的類型等。 (7)是否有標定功能 數(shù)據(jù)采集卡使用一段時間后，器件值會有變化，基準電壓也可能會改變，零點會漂移。 (4)數(shù)據(jù)總線接口類型 不同的總線接口類型的數(shù)據(jù)采集板卡的接口硬件形式不一樣，數(shù)據(jù)傳遞的規(guī)則和數(shù)據(jù)傳遞的速度也不一樣， PCI 總線是臺式計算機中目前最通用的總線 ： 而筆記本電腦中常用 PXMCIA 總線 ； PXI 和 VXI 總線是比較新興的高速傳輸總線。 (2)最高采樣速度 數(shù)據(jù)采集卡的最高采樣速度一般用最高采樣頻率 (Hz)來 表示，它表示 單通道采樣能使用的最高采樣頻率，這也就限制了該數(shù)據(jù)采集卡能夠處理信號的最高頻率 (最高采樣頻率 /2)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第三章 數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計 系統(tǒng)所用到的硬件有：傳感器、 NI SCC68 接線盒、 NI SCCTC02 模塊、 PCI6221數(shù)據(jù) 采集卡、 PC 機。 (3)即提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點、單步運行，同時提供有獨到的執(zhí)行工具，使程序動畫式運行，利于設(shè)計者觀察程序運行的細節(jié)，使程序的調(diào)試和開發(fā)更為便捷。用戶可以把一個應(yīng)用題目分解為一系列的子任務(wù)，每個子任務(wù)還可以進一步分解成許多更低一級的子任務(wù)，直到把一個復(fù) 雜的題目分解為許多子任務(wù)的組合。程序的前面板具有與傳統(tǒng)儀器類似的界面，可接受用戶的鼠標指令，一般來說，每一個 VI 都可以作為其它 VI 的調(diào)用對象，其功能類似于文本語言的子程序。用 LabVIEW 設(shè)計的虛擬儀器可以脫離 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境，最終用戶看見的是和實際的硬件儀器相似的操作面板。 LabWindows/CVI LabWindws/CVI 是 ANSIC 的、交 互 式 C 語言集成發(fā)平臺。作為開發(fā)虛擬儀器軟件的工具平臺，必須使設(shè) 計出的以上軟件層具有鮮明的“既調(diào)既用”特征，并且確保用戶能用以完成整個系統(tǒng)中所有軟件部分的開發(fā)。 I/O 接口驅(qū)動程序完成特定外部硬件設(shè)備的擴展、驅(qū)動與通信。虛擬儀器作為傳統(tǒng)儀器的替代品，市場容量巨大。 NI 的虛擬儀器軟件平臺為所有的 I/O 設(shè)備提供了標準的接口，幫助用戶輕松地將多個測量設(shè)備集成到單個系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。開發(fā)時間少，在驅(qū)動和應(yīng)用兩個層面上， NI 高效的軟件構(gòu)架能與計算機、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越 方便快捷 的計算機網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強大的優(yōu)勢。無論是面對簡單的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，還是高端的混合信號同步采集，借助 PXI 高性能的硬件平臺，都能應(yīng)付自如。 目前， NI 公司己經(jīng)達到了每 2 個工作日推出一款硬件產(chǎn)品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面 ： 例如 NI 新近推出的新 一代數(shù)據(jù)采集設(shè)備 — 先期推出的 20 款 M 系列 DAQ卡，就為數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域設(shè)定了全新的標準。 有了功能強大的軟件，就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在測試應(yīng)用中的強大優(yōu)勢。 虛擬儀器技術(shù)的 由 三大組成部分 ：高效的軟件、模塊化的 I/O 硬件、用于集成的軟硬件平臺。 虛擬儀器組成 虛擬儀器技術(shù)是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。 對數(shù)據(jù)庫的基本知識，數(shù)據(jù)庫的操作進行了介紹。 全文分為七 章 ： 第一章為緒論，主要說明選題的意義和目的、國內(nèi)外的相關(guān)研究情況。 隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展極其在電子測量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測試方法，新的測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)突破傳統(tǒng)儀器的概念，電子測量儀器功能和作用己經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。對于要求采集高頻信號的系統(tǒng) ， 就需要 選擇 配置 高速硬盤 PC 機 ， 從而保證有連續(xù) (非分區(qū) )的硬盤 器或?qū)Ｓ玫那?入式處理器 ， 如數(shù)字信號處理 (DSP)板卡。軟件 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所使用的計算機會極大地影響數(shù)據(jù)采集的速度 ， 計算機的數(shù)據(jù)傳送能力也會極大地影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。 PC LabVIEW 是美國國家儀器公司 (NI)推出的一種基于圖形 化 語言的虛擬儀器開發(fā)平臺，它功能強大，可以進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)值分析、信號處理、數(shù)據(jù)表達等， NI 公司的口號是“軟件即儀器” ， 即是用軟件來實現(xiàn)儀器 的 功能。 證實本文 所采用的 數(shù)據(jù)采集 理論和方法是可行的。 本文采用流行的虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它是在基于傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興測控技術(shù)，能靈活的根據(jù)需要組建符合用戶 自定義的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模式，實現(xiàn)了用軟件來替代儀器，而且更加快速和迅捷，對數(shù)據(jù)處理的功能更加多樣靈活。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈 交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 本文采用以 PCI 為總線的 虛擬儀器采集方案，它的特點是通過 數(shù)據(jù)采集卡以及虛擬儀器軟件搭配組建的數(shù)據(jù) 采 集 系統(tǒng) 對標準的數(shù)據(jù)信號進行采集、分析。 關(guān)鍵詞： 虛擬儀器 ； 數(shù)據(jù)采集 ； LabVIEW； PCI6221； SCC68； SCCTC02 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） Date Acquisition Base On PC Abstract