基于labview的磁感应方式阻抗测量系统虚拟仪

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1、基于LabView的磁感应方式阻抗测量系统虚拟仪【关键词】电阻抗　　【Abstract】AIM:Torealizetheinterfaceofthehardpedancemeasuringsystemsoastolayafoundationforfuturemeasuringexperiments.METHODS:TheDAQcardmedpling,thepretreatmentofthedataandthemeasuringmodels.RESULTS:Basedonthevirtualinstrumentinterface,asinglecoilmeas

2、urementexperimentoftherelationshipbetentinterfacebasedonLabViepedancemeasuringsystemanditcanbeusedtoconductmeasuringexperimentsandpreliminaryimagingexperiments.　　【Keypedance;virtualinstrument　　【摘要】目的：实现用于磁感应方式阻抗测量系统中的软硬件的接口，为进一步的测量实验打下良好的基础.方法：采用LabVieagicinductiontomography,MIT），是一

3、种依据电磁感应原理，以人体电导率（电阻率）的空间分布为目标的成像技术.它是电阻抗成像（electricalimpedancetomography,EIT）技术发展中近年出现的一个新的方向.它的主要优点有：MIT测量中的目标与装置之间不存在直接电流耦合，避免了使用体表电极带来的接触阻抗易受干扰和电极极化等现象［1］；由于脑组织被包绕在低电导率的颅骨中，这样就降低了经体表采用注入电流法测量生物电阻抗的敏感性，而电磁场可以比较容易地穿透颅骨进行检测，在脑的成像与监护方面具有优势.在开展磁感应方式电阻抗测量的实验中［2］，我们工作小组初步建立了单线圈的旋转方式阻抗测量

4、系统.本文主要介绍了该系统基于LabView的虚拟仪器接口的原理以及实现过程.　　1材料和方法　　1．1材料　　本系统采用了基于LabView的虚拟仪器接口，实现了单线圈测量模式下和旋转方式测量模式下的数据采集和预处理.数据采集卡使用的是NI公司的PCI6024E，最高采样率200ks/s，12位精度，输入电压范围±10V.该采集卡的系统资源包括：16个模拟输入通道，2个模拟输出通道，8个数字I/O通道，2个计数器，2个数字触发器.控制程序采用LabView6.0编写.　　1．2方法　　1．2．1单线圈旋转方式阻抗测量系统的总体结构和工作方式我们实现了一个单线

5、圈的旋转方式阻抗测量系统，用来进行单通道的电阻抗测量实验和初步的成像实验.该系统的主要组成部分：①硬件部分：包括激励信号产生电路［3］，感应信号检测和处理电路;②接口部分：采用基于LabView的虚拟仪器接口，进行数据的采集和预处理；③软件部分：初步实现了反投影算法，可以进行图像重建.　　Exc在测量线圈Dec处激发的磁场强度为B；加入检测目标时，目标的电导率会使激励磁场的空间分布发生变化，测量线圈处产生扰动场ΔB，测量线圈上感应出的电流的幅值和相位都要发生变化，通过鉴相和幅度检测电路后，得到目标引起的幅度和相位变化.这些信息再以电压变化的形式通过接口电路采集

6、进计算机，获得单线圈方式的测量数据.如果要进行成像实验，可以用程序控制激励线圈和测量线圈的位置，即旋转方式测量模式，同步地进行数据的采集.在获得了完整的重建数据集后，可以用重构算法进行图像重建.　　1．2．2基于LabView的虚拟仪器接口的实现过程测量数据的采集使用两个模拟输入通道，分别采集相位信息和幅值信息.通过程序控制，由4个数字I/O通道，分别向两个步进电机驱动器送出高低电平信号，控制步进电机控制器的使能端和方向控制端.通过数字触发器和计数器，定时向电机控制器的脉冲输入端发送指定长度的脉冲序列，以控制步进电机的旋转角度.　　数据采集卡的配置、数据监测、

7、数据采集和预处理以及步进电机控制程序采用LabView6.0编写［4］.该软件的主要工作流程(Fig2)如下：　　程序启动后，首先进行步进电机工作参数和采集参数的初始化.电机工作参数的初始化主要是选择数字I/O通道，并通过向这些端口发出信号来设置电机的转速，转动方向和起始位置等,如Fig3所示.采集参数的初始化主要是选择进行采样的模拟输入通道设置采样率缓冲区的大小，端口扫描次数等.初始化结束以后，开始进行两个通道的采样监测，两个通道分别代表幅值信息和相位信息，采样结果动态显示在屏幕上，采样数据并没有存贮.　　进行单线圈的测量实验时，首先要调整激励线圈和测量线圈

8、的相对位置，通过向电机控制器发送指定长