第八章數(shù)據(jù)采集(新)

虛擬儀器技術

第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成：DAQ系統(tǒng)的基本任務是物理信號的產生或測量。要使計算機系統(tǒng)能夠測量物理信號，必須要使用傳感器把物理信號轉換成電信號（電壓或者電流信號）。有時不能把被測信號直接連接到DAQ卡，而必須使用信號調理輔助電路，先將信號進行一定的處理。總之，數(shù)據(jù)采集是借助軟件來控制整個DAQ系統(tǒng)，包括采集原始數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、給出結果等。第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術兩個大問題：硬件---信號調理卡、數(shù)據(jù)采集卡等軟件---LabVIEW中數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)

第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構：第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術第一個問題：系統(tǒng)組成：信號放大、衰減；濾波；隔離；多路復用和擴展；整流；熱電偶補償；激勵；線性化；同步采樣等虛擬儀器技術一.信號調理及硬件選用（測試系統(tǒng)配置）信號調理卡的功能選擇確定信號調理板卡的配置方法信號調理模塊應盡量獨立于計算機硬件結構和軟件結構最后還應注意通信方式和可擴展性的選擇實驗臺/桌面配置 便攜式配置 機架堆疊配置將內插式數(shù)據(jù)采集卡與外部儀器系統(tǒng)的優(yōu)點結合移動靈活應用于高速高精度的測試場合虛擬儀器技術二：數(shù)據(jù)采集卡選用數(shù)據(jù)分辨率和精度；最高采樣速度；通道數(shù)；數(shù)據(jù)總線接口類型；是否有隔離；板卡本身是否帶有處理器；是否有標定功能；支持的軟件驅動程序及其軟件平臺；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。虛擬儀器技術從傳感器得到的信號大多要經過調理才能進入數(shù)據(jù)采集設備。信號調理方法包括：放大隔離濾波激勵線性化數(shù)字信號調理信號調理虛擬儀器技術測量系統(tǒng)的連接方式⑴接地信號和浮動信號接地信號，就是將信號的一端與系統(tǒng)地連接起來；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，浮動信號的每個端口都與系統(tǒng)地獨立.⑵測量系統(tǒng)分類(P180)差分測量系統(tǒng)參考地單端測量系統(tǒng)(RSE)無參考地單端測量系統(tǒng)(NRSE)虛擬儀器技術差分測量系統(tǒng)虛擬儀器技術參考地單端測量系統(tǒng)

虛擬儀器技術無參考地單端測量系統(tǒng)

虛擬儀器技術根據(jù)實際情況，選擇合適的測量系統(tǒng)

測量系統(tǒng)接地信號浮動信號DEF**RSE**NRSE**虛擬儀器技術1.數(shù)據(jù)采集基本原理一個典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：模擬輸入采樣/量化1101…數(shù)字輸入數(shù)字信號處理1101…數(shù)字輸出模擬重建模擬輸出虛擬儀器技術2.PCBaseDAQ系統(tǒng)架構虛擬儀器技術PCBase數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能A/D轉換（模擬量/數(shù)字量轉換）D/A轉換（數(shù)字量/模擬量轉換）DIO（數(shù)字量輸入/輸出）Timer/Counter（定時器/計數(shù)器）虛擬儀器技術A/D基本信息：A/D：模擬量—數(shù)字量轉換把外部電壓信號轉成計算機能夠識別的數(shù)字信號采樣頻率MaxSamplingRate(S/s),SamplingFrequency(Hz)精度(Resolution)：8bit12bit14bit16bit輸入范圍(InputRange)(增益)：同步采樣(Simultaneousanaloginput)輪詢采樣(Multiplexanaloginput)突發(fā)模式采樣(Burstmode)觸發(fā)模式(Triggermode)隔離(Isolation)FIFO……虛擬儀器技術信號的分類：信息狀態(tài)速率幅值形狀頻率onofft1-0-t0.985ttf信號模擬量數(shù)字量開/關信號脈沖隊列直流信號時域信號頻域信號3.信號：虛擬儀器技術模擬信號電壓信號溫度壓力流量應力DC精度頻域信號振動語音聲吶分辨率采樣頻率精度觸發(fā)對采集卡的要求時域信號雷達回波血壓變化汽車點火波形分辨率采樣頻率精度觸發(fā)0.985ttf虛擬儀器技術信號的頻率代表信號變化快慢的物理量任何一種信號都可以轉換成一組正弦波的迭加不同的信號頻率不同：語音：<4kHz音樂：<20kHz超聲：20kHz~xxMHzFM收音機：MHz雷達：xGHz…虛擬儀器技術采樣頻率采樣周期的倒數(shù)表示采樣快慢的物理量多少時間采一個點/每秒采樣多少個點虛擬儀器技術同步采樣采用多個A/D芯片，不同通道采用同一時鐘保證不同通道的采樣時間相同（信號同步）輪詢采樣只采用一個A/D芯片，通過多路轉換開關實現(xiàn)不同通道的切換通道轉換時間可以通過外加采樣/保持電路保證采樣的同步突發(fā)模式采樣用通道時鐘控制通道間的時間間隔用另一個掃描時鐘控制兩次掃描過程之間的間隔BSSH4.多通道數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術第二個問題：LabVIEW中數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)DAQ訪問模塊（驅動）數(shù)據(jù)采集模塊的分類

數(shù)據(jù)采集模塊的使用虛擬儀器技術一、數(shù)據(jù)采集模塊的分類

簡易模入VIs中級模入VIs高級模入VIs通用模入VIs虛擬儀器技術device——設備號channels——指定數(shù)據(jù)樣本的物理源

numberofsamples/ch——每通道要采集的樣本數(shù)，缺省值是1000highlimit——被測信號的最高電平

lowlimit——被測信號的最低電平

waveforms——A/D轉換后的輸出，是一個二維的waveform數(shù)組虛擬儀器技術DAQ訪問模塊EasyI/OVIsAdvancedVIsUtilityVIsIntermediateVIsSingle-pointVIsAnalogInputVIOrganization虛擬儀器技術Example：虛擬儀器技術虛擬儀器技術大作業(yè)設計考試設計目的：1.

掌握虛擬儀器的概念和系統(tǒng)組成，虛擬儀器系統(tǒng)的基本設計思想。

2.要求在掌握LabView軟件的基礎上，通過查閱資料，能夠獨立進行虛擬儀器的設計。3.通過本次設計，加深對各種函數(shù)發(fā)生器的認識。虛擬儀器技術設計指標與要求設計題目：虛擬正弦波仿真信號發(fā)生器的設計功能指標要求：

頻率范圍:1Hz～10000Hz,可選;初始相位:0°～180°,可選;幅值:1V～510V,可選;生成波形的總點數(shù):N=8～512,可選。

前面板要求：

1.儀器操作均在前面板進行2.儀器操作方便，人性化設計3.前面板美觀大方后面板要求：

1.設計思路簡潔

2.功能完善，達到設計要求

3.布線合理，便于查看方波、鋸齒波、三角波虛擬儀器技術設計任務及工作量的要求

打印前面板設計圖

打印后面板設計圖

寫出設計說明書

給出LabView的設計程序虛擬儀器技術附錄前面板的設計圖虛擬儀器技術

目 錄設計目的………………2設計指標與要求………2設計報告………………31、關于正弦波仿真信號發(fā)器………2、設計任務分析……3、設計原理與方案…………………4、模塊設計…………4.1前面板的設計4.2參數(shù)設