基于labview的溫度采集系統(tǒng)報告畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-24 14:27本頁面
【正文】 僅適用于對時間不是很重要的場合。 數(shù)據(jù)采集卡的主要性能指標1）采樣頻率采樣頻率的高低，決定了在一定時間內獲取原始信號信息的多少，為了能夠較好的再現(xiàn)原始信號，不產(chǎn)生波形失真，采樣率必須要足夠高才行。圖 17 十六通道NRSE測量系統(tǒng)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。圖16十六通道RSE測量系統(tǒng)3）無參考地單端測量系統(tǒng)(NRSE)在NRSE測量系統(tǒng)中，信號的一端接模擬輸入通道，另一端接一個公用參考端，但這個參考端電壓相對于測量系統(tǒng)的地來說是不斷變化的。圖 15八通道差分測量系統(tǒng)2）參考地單端測量系統(tǒng)(RSE)一個RSE測量系統(tǒng)，也叫做接地測量系統(tǒng)，被測信號的一端接模擬輸入通道，另一端連接系統(tǒng)地AIGND。共模電壓的范圍關系到一個數(shù)據(jù)采集卡的性能，可以用不同的方式來消除共模電壓的影響。一個理想的差分測量系統(tǒng)僅能測出(+)和()輸入端口之間的電位差，完全不會測量到共模電壓。圖15描述了一個8通道的差分測量系統(tǒng)，用一個放大器通過模擬多路轉換器進行通道間的轉換。 測量系統(tǒng)分類1）差分測量系統(tǒng)(DEF)差分測量系統(tǒng)中，信號輸入端與一個模擬入通道相連接。2）浮動信號一個不與任何地(如大地或建筑物的地)連接的電壓信號稱為浮動信號，浮動信號的每個端口都與系統(tǒng)地獨立。因為信號用的是系統(tǒng)地，所以與數(shù)據(jù)采集卡是共地的。測量系統(tǒng)可以分為差分(Differential)、參考地單端(RSE)、無參考地單端(NRSE)三種類型。圖 14 模擬頻域信號現(xiàn)實中的信號并不是互相排斥的，一個信號可能運載有不只一種信息，可以用幾種方式來定義信號并測量它，用不同類型的系統(tǒng)來測量同一個信號，從信號中取出需要的各種信息。為了實現(xiàn)這樣的數(shù)字信號處理，可以使用應用軟件或特殊的DSP硬件來迅速而有效地分析信號。圖 13 模擬時域信號模擬頻域信號(Frequency Domain)與時域信號類似，但從頻域信號中提取的信息是信號的頻域內容，而不是波形的形狀，也不是隨時間變化的特性，如圖14所示。為了測量一個時域信號，必須有一個精確的時間序列，間隔也要合適，以保證信號的有用部分被采集到。模擬時域信號(Time Domain)運載的信息不僅有信號的電平，還有電平隨時間的變化，如圖13所示。常見的直流信號有溫度、流速、壓力、應變等。圖 11 脈沖信號2）模擬信號(Analog)模擬直流信號(DC)是靜止的或變化非常緩慢的模擬信號，如圖12所示。圖10 開關信號第二類數(shù)字信號是脈沖信號(Pulse Train)，如圖11所示。一個開關信號運載的信息與信號的瞬間狀態(tài)有關。模擬信號則可分為直流、時域、頻域信號。根據(jù)信號運載信息方式的不同，可以將信號分為模擬或數(shù)字信號。任意一個信號是隨時間而改變的物理量。然后輸出到數(shù)據(jù)采集卡進行信號采集。圖8 +12V穩(wěn)壓電源如下是信號調理電路。大多數(shù)數(shù)字信號調理模塊還提供其他一些電路模塊，使得用戶可以通過數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字I/O比直接控制電磁閥、電燈、電動機等外部設備。目前，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也可以利用軟件來解決這一問題。很多信號調理模塊都提供電流源和電壓源以便給傳感器提供激勵。另外，某些高性能的數(shù)據(jù)采集卡自身帶有抗混疊濾波器。大多數(shù)信號調理模塊有低通濾波器，用來濾除噪聲。如果數(shù)據(jù)采集卡的地與信號地之間有電位差，而又不進行隔離，那么就有可能形成接地回路，引起誤差。2）隔離 隔離是指使用變壓器、光或電容耦合等方法在被測系統(tǒng)和測試系統(tǒng)之間傳遞信號，避免直接的電連接。信號調理的通用功能如下：1）放大 微弱信號都要進行放大以提高分辨率和降低噪聲，使調理后信號的電壓范圍和A/D的電壓范圍相匹配。 信號調理從傳感器得到的信號大多要經(jīng)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。 采集系統(tǒng)的一般組成 傳感器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。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(jīng)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。這種信號畸變叫做混疊。圖5和圖6顯示了一個信號分別用合適的采樣率和過低的采樣率進行采樣的結果。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。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。圖4模擬信號采樣圖如果對信號x(t)采集N個采樣點，那么x(t)就可以用下面這個數(shù)列表示：X={x[0]，x[l]，x[2]，x[3]，…，x[N－l]}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。這樣信號x(t)可以用一組分散的采樣值來表示：{x(0)，x(△t)，x(2△t)，x(3△t)，…，x(k△t)，…}圖4顯示了一個模擬信號和它采樣后的采樣值。t＝0，△t，2△t，3△t……等等，x(t)的數(shù)值就被稱為采樣值。時間間隔△t被稱為采樣間隔或者采樣周期。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。各種類型信號采集的難易程度差別很大。 數(shù)據(jù)采集技術概論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。在許多情況下，使用VI可以仿真?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個惟妙惟肖的標準儀器面板，而且其功能也與傳統(tǒng)標準儀器相差無幾。流程圖中包括前面板上的控件連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結構和連線等。2）流程圖：流程圖提供VI的圖形化源程序。1）前面板：前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對象，具體表現(xiàn)有開關、旋鈕、圖形以及其他控制和顯示對象。因此，LabVIEW受到越來越多工程師、科學家的普遍青睞。目前，在以PC機為基礎的測試和工控軟件中，LabVIEW的市場普及率僅次于C++/C語言。傳統(tǒng)的文本式編程是一種順序的設計思路，設計者必須寫出執(zhí)行的語句。它還內置了便于應用TCP/PI、ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)，是一個功能強大且靈活的軟件。圖3 虛擬儀器軟件結構 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺——LabVIEWLabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engine
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