LabVIEW编程及虚拟仪器设计

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1、第6讲——数据采集（上）LabVIEW编程及虚拟仪器设计第4讲内容回顾图形显示波形图（Graph，新替换旧），波形图表（Chart，新接续在旧后），XY图，强度图（用颜色表示第3维数据）ExpressVI（快速VI）通过对话框配置参数，输入或输出DDT类型（近似为波形数组）局部变量和全局变量局部变量：打破输入和输出显示控件的读写限制全局变量：在VI文件之间共享数据注意并行运行程序段（读写同一数据）间的竞态条件属性节点，通过编程动态读取/设置前面板控件属性本讲内容数据采集基本概念MAX的使用DAQ助手数据

2、采集程序示例（基于DAQ助手）仿真DAQ设备数据采集概念数据采集DAQ——DataAcquisition测量电学量（电压、电流）和其他物理量（温度、压力……）的过程。各种非电物理量通常采用传感器转化为电信号，之后通过A/D转换，转化为计算机能够处理的数字量（一次转换生成一个采样点）。通常以一定的时间间隔对随时间连续变化的信号进行等间隔采样，转化为数字信号随时间连续变化的信号（已经转为电信号，非周期信号）通过采样得到的数字信号采样点采样周期（倒数为采样率Fs）数据采集概念基于数据采集的测试系统简介系统组成

3、被测对象传感器信号调理数据采集信号处理仪器面板确保输入信号满足数据采集卡的需求；放大/衰减/隔离/滤波/激励/线性化……数据采集也包括控制部分，即与以上相反的（控制）信号传输路径：仪器面板信号发生数据采集被控设备DAQ设备工作于信号生成模式，将数字化信号输出在程序中建立数字化控制信号虚拟仪器及系统的软件所需软件包括（从最底层到最顶层）：①硬件（如数据采集卡）的驱动程序②应用程序编程接口（API）和工具③LabVIEW软件编程环境④开发者根据功能需求所编写的虚拟仪器程序利用计算机构建的基于虚拟仪器技术的自

4、动测试系统，软件十分重要，因为软件决定了系统/仪器功能SoftwareistheInstrument软件就是仪器NI-DAQmx开发者编制的测量应用程序应用软件编程环境LabVIEW,LabWindows/CVI,MeasurementStudio配置软件MeasurementandAutomationExplorer(MAX)应用程序编程接口(API)硬件驱动程序现实世界的信号和物理量信号调理数据采集与模块化仪器传感器和变换器软件硬件硬件实现的有源低通滤波器独立运放电位器和开关两路模出开关在左模入函数

5、发生器函数发生器和直流电压源电源总开关函数发生器开关本课程使用的实验箱直流电压源数字I/O采集卡定时测量系统信号的输入方式有关“参考地单端（RSE）”和“无参考地单端（NRSE）”输入方式及用途，可参考其他材料输入信号实验中所构建的测量系统，采用差分输入方式输入信号接在“CH0+”与“CH0-”之间，CH0+即实验箱上的模入端子CH0；CH0-，即模入端子CH8采样率采样率——每秒（单位时间）采集被测信号的次数以高采样率采集到的数字信号，能更真实反映原信号。采样率过低时，采得数字信号与原信号差别很大被采

6、正弦信号自身频率为f以f采样以2f采样以4f/3采样采样点采样定理：采样频率至少是被测信号中最高频率成分的频率的两倍采样率实际中常取5～10倍NyquistfrequencyNyquistrate可使用的采样率（弧度/s）带限信号的FT分辨率分辨率——采集卡能够检测到的被测模拟信号的最小的电平变化量，由数据采集卡的位数（bit数）决定。n-bit的采集卡把输入范围划分为2n份。本课程所使用PCI-MIO-16E-4数据采集卡的位数为12，即12-bit12-bit的数据采集卡，将0-10V划分为2的12

7、次方份3-bit的数据采集卡将0-10V的被测信号划分为2的3次方份。显然，如此采得的信号与原被测信号相差较远输入范围输入范围——由A/D转换器进行数字化的模拟信号电压变化范围，该范围划分为2n份。在数据采集卡位数已确定前提下，应尽可能使输入范围刚好容纳被测信号的变化范围左图输入范围是0～10V，右图输入范围是-10～10V。显然，前者充分利用了采集卡可采集的电压范围，采样效果更好一些输入范围0~10V；3bit的采集卡将0~10V划分为2的3次方份输入范围-10~10V；3bit的采集卡将-10~10

8、V划分为2的3次方份数据采集卡配置可利用LabVIEW自带的“测量及自动化浏览器”（Measurement&AutomationExplorer—MAX）配置数据采集卡DAQmx设备列表设备自检测试设备功能数据采集卡配置MAX可实现如下功能：浏览系统中已安装的数据采集卡，对其进行快速检测（使用测试面板）和配置；每个采集卡都被分配一个设备号创建新的采集通道、任务、接口和比例参数等在MAX主界面左栏“我的系统”下的子目录：数据邻居-存储了有关配