基于labview的自动定时计数虚拟仪器系统外文翻译

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基于LabVIEW的自动定时计数虚拟仪器系统ORTEC974计数器/定时器1.中国科学技术大学近代物理系。中国合肥2300262.核物理与化学研究所、中国工程物理研究院，中国绵阳621900摘要：为了实现自动定时计数测量核辐射我们使用ORTEC974计数器/计时器开发一种基于LabVIEW虚拟仪器系统开发平台和GPIB仪器控制和传输总线协议的自动定时计数器。通过软件定时技术使得出厂时基从0.1s提高到0.3秒。定时计数性能和长期的稳定性也需要进行详细讨论。数据的自动记录和保存有利于数据的分析和处理。它的实时显示和统计功能能非常方便的监控核辐射。关键词：labview、虚拟仪器、软件定时、定时计数一、简介在核研究中一种常用的测量方法是通过一定的时间间隔来测量核辐射，例如放射性核的寿命和中子活动中的中子产额.根据特别电路硬件定时分辨率可达纳秒的使用持可编程门阵列（FPGA技术㈦和微处理单元（MPU），复杂可编程逻辑器件（CPLD）技术是专为精确的定时测量制作的.因为价格高，开发周期长，所以他们不适合普通的时间间隔只有几秒钟的应用。在本文中，基于LabVIEW软件计时方法（实验室虚拟仪器工程）和软件（通用接口总线）的设计采用虚拟仪器系统自动定时计数计数器／高纯974计时器，这是一个4通道100-mhz／定时器计数器。由计算机控制或手动操作。它可以被用来作为一个通道计数器与一个预置定时器，4一通道计数器（一个计数器频道预置）。或作为一个3通道计数器（一个计数器频道预置）与一个定时器。标准计算机接口，内置974包括测试模型，遥感一232一和20毫安电流回路。命令格式用纳米／总线标准，是一个易于使用的编程语言科学仪器。最高计数率为负 的输入信号是100兆赫；和积极的输入信号的25兆赫。974模型的时基是0.1s或从内部的1分钟递增的1一兆赫晶体振荡器。借助通用的labvieW的计时功能，最小时基从0.1秒延长到0.3秒。测试时间性能和长期稳定使用的是随机脉冲信号从一个Naγ射线源和从一个任意函数发生器发出的标准频率的脉冲信号。二、labview和GPIBLabview是由计算机控制的，使用图形化的编程语言，综合了数据采集与分析，自动测试与显示的软件。在图形化编程的基础上，它是提供了最好的词汇，图标和概念的用户。它包括设备驱动功能的串行和并行接口，总线接口和一个广泛的数学，逻辑，时序和数字信号的产生，处理和分析等功能。GPIB,数据传输率1字节的／和较高的8位并行通讯接口，又叫三总线，最初是在休利特帕卡德创造并从1978年开始成为总线标准。支持系统控制器，通常是一个计算机，以及14种仪器。今天，接口是最流行的计算机和仪器之间的联系方式。三、自动定时计数的虚拟仪器系统虚拟仪器系统的自动定时计数包括一个电脑与LabVIEW虚拟仪器，一个pci-gpib卡（ni-tnt5004），通用接口总线电缆和高纯974计数器/定时器。操作命令，数据传输以及个人电脑和974模型仪器之间的响应都是通过pci-gpib模型卡。974模型只用来计数脉冲信号的。时间和所有的操作数，如实时显示和统计分析，数据记录和保存，都是通过LabVIEW虚拟仪器实现的。图2是前面板的LabVIEW虚拟仪器。1)所有四个通道的数据和相关参数都是同时显示，虽然只有一个通道给974使用。2)在一次测控中，974上的控制按钮式被禁用的，以避免出现错误，有关参数可以在虚拟仪器的控制面板上修改和控制。3)在线实时数据统计分析，不管是图表或图形，是提供了一个易于监测的测量数据。4)所有获得的数据自动记录和保存 四、软件流程图Labview虚拟仪器向974发送读取数据命令需要使用visa驱动程序的功能。不像974的硬件定时器，软件定时器是虚拟仪器的核心。一个精确的延迟时间，即时基，是开始和读取操作之间的固定值。在974接收到一个初始化命令与回应正确后，一系列预设的命令，如Clear-all，set_count_preset，set_mode等都一起以序列的形式发送到974.当一个正确的响应返回到虚拟仪器后，它发送启动命令到974并选择一个合适的labview定时功能来完成精确的延时程序。随后，一个show_counts命令发送到974使其读取计数直到“保存＆退出”按钮被点击。重复这些操作，自动定时计数的功能就实现了，图3是虚拟仪器自动定时计数系统的流程图。Labview定时函数是定义在毫秒，因此最小时基为1毫秒。然而在运行一个程序时，电脑和974发送指令和接收指令之间的响应时间，加上实时数据统计和保存的时间，规模是在毫秒。出于这个原因，延迟时间有一个严重的限制。根据labview定时功能，延迟时间长于或短于1秒，是采用等待和等待到下几毫秒的定时功能，来避免影响响应时间。由于“等待”定时功能使虚拟仪器等指定的毫秒数，然后再继续执行，而“等到下多“定时功能使虚拟仪器等到内部时钟等于或已通过多个多输入数毫秒之后继续执行。响应时间是针对于前者而相反的是针对于后者。延迟时间超过1秒的情况，错误的时间数和总数量的总和，即定时计数，小于0.5%。延迟时间越长，错误就越少。前面的定时功能，适合长时间延迟定时。由于一个延迟时间少于1秒，所以反应时间包括在后者的计时功能里，最后一个回复时间不影响下一个延迟时间，这是用来造成在指定的时间间隔内循环执行和同步活动。也许，它会等待小于指定数量的毫秒在第一循环迭代，取决于时钟的值（即，当它开始多久它需要到钟的下一个时间段）。因此，计数误差主要来源于在第一循环迭代的不确定性。相反，当延迟时间短于一秒时这个影响可以忽略不计。后者的定时功能适合短时间的延时。采用这2个定时功能，通过延长最小时基的设置从0.1秒到0.03秒，974的定时性能显著提高。 五、测试软件定的时性能对于一个时间定时器，最小时基决定它的定时精度，长期稳定性也是一个重要的性能标准。标准脉冲信号的1一千赫频率和4一五振幅所产生的泰克afg310任意函数发生器和随机脉冲信号从钠γ射线源用于建立测试系统。定时计数的总和和从ortec994计数器得到的延时参数相比。为了测试时间的精度，994的测量时间设置为300秒，而十的时间间隔从0.02秒至300秒让定时软件选择。对于标准的脉冲信号，有差异的±1计数的时间计数。定时计数误差仅涉及计数率和中起着重要作用的总计数误差。由于定时脉冲信号的数额和定时软件的长度成正比定时计数的误差和总计数的误差都是为了减少软件定时。然而，总计数误差在0.04秒和10s之间的误差标准脉冲信号和随机信号保持不变。当软件定时时间比0.03s短的时候，延迟时间和反应时间差不多，对于软件定时也没什么影响。因此，虚拟仪器系统的最低基准时间是0.03s。图六显示了软件的长期稳定性。无论多长的时间多长误差总和只和定时计数误差有关而且几乎也是恒定的，时间间隔是1分钟，试验结果表明，该自动定时计数虚拟仪器系统具有良好的调速性能和长期稳定。六、讨论和结论基于LabVIEW编程语言和总线接口，一个虚拟自动定时计数仪表系统被设计出来并具有良好的调速性能和长期稳定的。它实现了远程控制设备和数据记录和自动节能，便于进一步数据的分析和处理。此外，他便与对定时计数器的在线监测以及四个频道的实时显示和统计功能。这个软件定时技术是第一次用来取代虚拟系统中的硬件定时。在此基础上实现974原来的功能，它时基从0.03秒延长到0.1s。由于labview的定是单位是毫秒，软件定时技术只能在毫秒或其以上的级别中应用。它也不是唯一的方法来延长时基，可以改善974的电子电路或采用现场可编程门阵列或技术也是一种可行的选择。使用任意函数发生器和钠γ射线源，该系统是用来测试软件定时计数性能和长期稳定性。该系统在中子实验中已用于监测的中子产额和运行状态的D-T中子发生器。数据自动记录和保 存，使得实验工作量大大降低。在线实时显示和统计功能丰富了实验者的监测方式参考文献：1.诺尔克·辐射检测和测量的。纽约：约翰威利父子1976出版:62-742.良永飞，白利辛，张译匀，elal.nucl电子检测技术（中文版），2006,26355-357。3.阙元，董建华，李晓东，等翻译（中文）。2008,21（3）：135-139。4.奥斯汀，德克萨斯：国家仪器公司。LabVIEW用户manual.2008。5.特拉维斯，克林j.labview大众版，图形编程使得编程更容易和有乐趣。3edition。皮尔森教育inc.2007:354.3886.先进的测量技术，inc。974四计数器／定时器操作手册，2002。7.美国国立医学图书馆委员会。尼姆数字总线标准（念／计），能源部／尔一0173，八月一日19838.入门手册【eb/ol】2009-07-179.先进的测量技术，inc.model994双计数器／定时器的操作和服务手册.2002。作者：闫杰，刘蓉，李成，靓丽，吕新欣，朱通化，王一梅，文中卫，林菊芳作者单位：洁颜（近代物理系，中国科技大学，合肥230026，中国；核物理与化学研究所，中国工程物理研究院，绵阳621900，中国），刘蓉，靓丽，卢欣欣，朱通化，王梅，闻中卫，林菊芳（核物理研究所和化学系，中国工程物理研究院，绵阳621900，中国），李成（近代物理系，中国科技大学中国合肥，230026，刊名：核技术英文刊名：NUCLEARSCIENCEANDTECHNIQUES年，卷（期）：2009,20（5）