LabView第八章 數(shù)據(jù)采集

虛擬儀器技術(shù)

第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術(shù)傳感器和變換器信號調(diào)理輔助電路數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序硬件配置管理軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成：虛擬儀器技術(shù)

DAQ系統(tǒng)的基本任務(wù)是物理信號的產(chǎn)生或測量。要使計(jì)算機(jī)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(zhuǎn)換成電信號（電壓或者電流信號）。有時(shí)不能把被測信號直接連接到DAQ卡，而必須使用信號調(diào)理輔助電路，先將信號進(jìn)行一定的處理。數(shù)據(jù)采集是借助軟件來控制整個(gè)DAQ系統(tǒng)，

包括采集原始數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、給出結(jié)果等。第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術(shù)兩個(gè)大問題：硬件---信號調(diào)理卡、數(shù)據(jù)采集卡等軟件---LabVIEW

中數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)

第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：第八章數(shù)據(jù)采集虛擬儀器技術(shù)第一個(gè)問題：系統(tǒng)組成：信號放大、衰減；濾波；隔離；多路復(fù)用和擴(kuò)展；整流；熱電偶補(bǔ)償；激勵(lì)；線性化；同步采樣等虛擬儀器技術(shù)一.信號調(diào)理及硬件選用（測試系統(tǒng)配置）信號調(diào)理卡的功能選擇確定信號調(diào)理板卡的配置方法信號調(diào)理模塊應(yīng)盡量獨(dú)立于計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)最后還應(yīng)注意通信方式和可擴(kuò)展性的選擇實(shí)驗(yàn)臺(tái)/桌面配置 便攜式配置 機(jī)架堆疊配置將內(nèi)插式數(shù)據(jù)采集卡與外部儀器系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合移動(dòng)靈活應(yīng)用于高速高精度的測試場合虛擬儀器技術(shù)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(biāo)定功能；支持的軟件驅(qū)動(dòng)程序及其軟件平臺(tái)；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(shù)從傳感器得到的信號大多要經(jīng)過調(diào)理才能進(jìn)入數(shù)據(jù)采集設(shè)備。信號調(diào)理方法包括（P180）放大隔離濾波激勵(lì)線性化數(shù)字信號調(diào)理信號調(diào)理虛擬儀器技術(shù)測量系統(tǒng)的連接方式⑴接地信號和浮動(dòng)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(dòng)信號，一個(gè)不與任何地（如大地或建筑物的地）連接的電壓信號，浮動(dòng)信號的每個(gè)端口都與系統(tǒng)地獨(dú)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(shù)差分測量系統(tǒng)虛擬儀器技術(shù)參考地單端測量系統(tǒng)

虛擬儀器技術(shù)無參考地單端測量系統(tǒng)

虛擬儀器技術(shù)根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的測量系統(tǒng)

測量系統(tǒng)接地信號浮動(dòng)信號DEF**RSE**NRSE**虛擬儀器技術(shù)1.數(shù)據(jù)采集基本原理一個(gè)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(shù)PCBase數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能A/D轉(zhuǎn)換（模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換）D/A轉(zhuǎn)換（數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換）DIO（數(shù)字量輸入/輸出）Timer/Counter（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器）虛擬儀器技術(shù)A/D基本信息：A/D：模擬量—數(shù)字量轉(zhuǎn)換把外部電壓信號轉(zhuǎn)成計(jì)算機(jī)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(shù)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(guān)信號脈沖隊(duì)列直流信號時(shí)域信號頻域信號3.信號：虛擬儀器技術(shù)模擬信號電壓信號溫度壓力流量應(yīng)力DC精度頻域信號振動(dòng)語音聲吶分辨率采樣頻率精度觸發(fā)對采集卡的要求時(shí)域信號雷達(dá)回波血壓變化汽車點(diǎn)火波形分辨率采樣頻率精度觸發(fā)0.985ttf虛擬儀器技術(shù)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(zhuǎn)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(jī)：MHz雷達(dá)：xGHz…虛擬儀器技術(shù)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(shí)間采一個(gè)點(diǎn)/每秒采樣多少個(gè)點(diǎn)虛擬儀器技術(shù)同步采樣采用多個(gè)A/D芯片，不同通道采用同一時(shí)鐘保證不同通道的采樣時(shí)間相同（信號同步）輪詢采樣只采用一個(gè)A/D芯片，通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)不同通道的切換通道轉(zhuǎn)換時(shí)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(shí)鐘控制通道間的時(shí)間間隔用另一個(gè)掃描時(shí)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(shù)第二個(gè)問題：LabVIEW

中數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)DAQ訪問模塊（驅(qū)動(dòng)）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(shù)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(shù)簡單模擬量輸入VI程序（EasyAI）：是表面層接口程序，它能執(zhí)行基本的模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字I/O，以及計(jì)數(shù)器/定時(shí)器操作。它簡單易用，并且包含一個(gè)簡單的出錯(cuò)處理方法。當(dāng)出錯(cuò)時(shí)，將彈出一個(gè)對話框，顯示出錯(cuò)信息，而用戶可以選擇中止程序執(zhí)行或者忽略錯(cuò)誤。中間層是中級模擬量輸入VI程序（IntermediateAI）：具備更多的硬件設(shè)置功能，靈活性，并且可以更有效地開發(fā)實(shí)用程序。它具有許多簡單程序所缺乏的功能，如外部時(shí)鐘等。它對出錯(cuò)的處理也更加靈活，可以把出錯(cuò)狀態(tài)信息傳遞給其它的程序，編程處理出錯(cuò)情況。

高級程序涉及到與DAQ驅(qū)動(dòng)程序的低層接口。通用應(yīng)用程序是中級程序的組合。

虛擬儀器技術(shù)device——設(shè)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