虛擬儀器第9章測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第9章測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集根底知識(shí)采集模擬信號(hào)輸出模擬信號(hào)信號(hào)調(diào)理數(shù)字信號(hào)輸入輸出計(jì)數(shù)器輸入輸出9-1數(shù)據(jù)采集根底知識(shí)9-1-1數(shù)據(jù)采集過(guò)程 數(shù)據(jù)采集是測(cè)試系統(tǒng)最主要的根底環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)采集過(guò)程如右圖。在這個(gè)過(guò)程中來(lái)自傳感器的模擬量被轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。模擬信號(hào)x〔t〕經(jīng)脈沖序列采樣后，成為時(shí)間離散信號(hào)x(n)，再量化以后得到取值也離散化的數(shù)字信號(hào)。9-1-1數(shù)據(jù)采集過(guò)程根據(jù)信號(hào)的特征和測(cè)試目的，模擬信號(hào)可以分為3類：1.對(duì)于隨時(shí)間緩慢變化的信號(hào)，如容器的液位、對(duì)象的溫度等，通常叫做直流信號(hào)。對(duì)直流信號(hào)普通只需求比較慢的采樣頻率。2.對(duì)于隨時(shí)間變化較快的信號(hào)，假設(shè)需求了解它的波形，那么把它作為一個(gè)時(shí)域信號(hào)來(lái)處置。這時(shí)候需求比較高的采樣頻率。例如要檢測(cè)一個(gè)快速的脈沖，采樣周期必需小于脈沖周期；要關(guān)懷這個(gè)脈沖的上升時(shí)間，就應(yīng)該用更高的采樣率。3.對(duì)于隨時(shí)間變化較快的信號(hào)，假設(shè)需求了解它的頻率成分，那么把它作為一個(gè)頻域信號(hào)來(lái)處置。根據(jù)賴奎斯特實(shí)際，要得到準(zhǔn)確的頻率信息，采樣率必需大于信號(hào)最高頻率成分的兩倍。采樣率的一半叫賴奎斯特頻率。這實(shí)踐上意味著對(duì)于最高頻率的信號(hào)成分每一個(gè)周期只采樣兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，這對(duì)于描畫信號(hào)的波形是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。工程實(shí)踐中普通運(yùn)用信號(hào)最高頻率成分4-10倍的采樣率。9-1-2數(shù)據(jù)采集設(shè)備1.數(shù)據(jù)采集設(shè)備類型虛擬儀器是軟硬件的結(jié)合，而虛擬儀器硬件又是在傳統(tǒng)儀表和計(jì)算機(jī)技術(shù)的根底上得以開展，從20世紀(jì)80年代開場(chǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)引起測(cè)試領(lǐng)域一場(chǎng)新的革命，傳統(tǒng)儀器逐漸以不同的方式與計(jì)算機(jī)嚴(yán)密結(jié)合在一同，構(gòu)成了各種方式的虛擬儀器硬件，滿足了工程、科研、教育各個(gè)領(lǐng)域讓人眼花繚亂的實(shí)踐需求。本書第1章簡(jiǎn)單引見(jiàn)了幾種常見(jiàn)的虛擬儀器硬件構(gòu)造，本章主要以最典型的插卡式虛擬儀器硬件構(gòu)造為背景引見(jiàn)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與編程技術(shù)，這里包含了許多各種不同方式的虛擬儀器硬件構(gòu)造的根底和共性的問(wèn)題。9-1-2數(shù)據(jù)采集設(shè)備2.數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要目的〔1〕采樣率(2)分辨率(3)其它主要目的模擬輸入設(shè)備分辨率對(duì)于表達(dá)原始信號(hào)的影響9-1-2數(shù)據(jù)采集設(shè)備2.數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要目的

模擬輸入設(shè)備量程范圍設(shè)置對(duì)于分辨率的影響9-1-3被測(cè)試信號(hào)的銜接方式1.信號(hào)的參考點(diǎn)〔1〕接地信號(hào)〔2〕浮動(dòng)信號(hào)9-1-3被測(cè)試信號(hào)的銜接方式2.信號(hào)的銜接方式差分測(cè)試系統(tǒng)9-1-3被測(cè)試信號(hào)的銜接方式2.信號(hào)的銜接方式單端測(cè)試系統(tǒng)9-1-3被測(cè)試信號(hào)的銜接方式2.信號(hào)的銜接方式非參考單端測(cè)試系統(tǒng)9-1-4基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體構(gòu)造基于DAQmx的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體構(gòu)造9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試1.測(cè)試與自動(dòng)化資源管理器測(cè)試與自動(dòng)化資源管理器MAX是Measurement&AutomationExplorer的縮寫，是訪問(wèn)計(jì)算機(jī)當(dāng)中NI的各種軟硬件資源的一個(gè)接口。9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試1.測(cè)試與自動(dòng)化資源管理器在本機(jī)系統(tǒng)MySystem項(xiàng)下可以完成以下義務(wù)創(chuàng)建新的通道、義務(wù)等。查看銜接到系統(tǒng)的設(shè)備和儀器。對(duì)NI硬件進(jìn)展安裝與設(shè)置。執(zhí)行硬件測(cè)試。在遠(yuǎn)程系統(tǒng)RemoteSystem項(xiàng)下可以完成以下義務(wù)查看銜接到局域網(wǎng)上的系統(tǒng)和設(shè)備；創(chuàng)建新的遠(yuǎn)程系統(tǒng)；設(shè)置遠(yuǎn)程系統(tǒng)IP地址；下載軟件到遠(yuǎn)程系統(tǒng)；設(shè)置遠(yuǎn)程系統(tǒng)屬性。9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試1.測(cè)試與自動(dòng)化資源管理器—添加設(shè)備對(duì)話框在DeviceandInterface項(xiàng)上擊右鍵彈出“CreatNew…〞，可以添加非即插即用設(shè)備。在添加設(shè)備對(duì)話框中還可以添加仿真設(shè)備NI-DAQmxSimulatedDevice，以方便暫時(shí)還沒(méi)有購(gòu)買某款NI設(shè)備的用戶了解或調(diào)試設(shè)備。從軟件層看仿真設(shè)備與實(shí)踐設(shè)備一樣任務(wù)，它前往一些隨機(jī)信號(hào)。9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試2.設(shè)備設(shè)置與測(cè)試設(shè)備設(shè)置與測(cè)試快捷菜單ResetDevice：設(shè)備復(fù)位。重新獲得設(shè)備訪問(wèn)權(quán)限。Self-Test：設(shè)備自測(cè)試，彈出一個(gè)對(duì)話框，報(bào)告設(shè)備能否經(jīng)過(guò)測(cè)試。程序中采集數(shù)據(jù)VI出錯(cuò)時(shí)應(yīng)首先思索運(yùn)用上一項(xiàng)和該項(xiàng)。Rename：設(shè)備改名。設(shè)備名即圖9-9中引號(hào)內(nèi)的部分，程序中經(jīng)過(guò)這個(gè)稱號(hào)訪問(wèn)設(shè)備。Delete：刪除設(shè)備。Properties：屬性設(shè)置。DevicePinouts：彈出端口闡明文檔TestPanels…：翻開測(cè)試面板。9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試2.設(shè)備設(shè)置與測(cè)試設(shè)備屬性設(shè)置RTSIConfiguration(實(shí)時(shí)系統(tǒng)集成總線設(shè)置)：此項(xiàng)對(duì)PCI-6229不需求設(shè)置；Accessory(附件)：選擇CB-68LP接線端子板；Power-upStates(上電形狀)：設(shè)置數(shù)字線上電后是高電平、低電平或三態(tài)。9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試2.設(shè)備設(shè)置與測(cè)試設(shè)備I/O定義9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試2.設(shè)備設(shè)置與測(cè)試DAQmx模擬輸出和輸入測(cè)試面板9-1-5數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置與測(cè)試9-2采集模擬信號(hào)采集模擬信號(hào)是測(cè)試系統(tǒng)中最普遍、最典型的義務(wù)。在引見(jiàn)如何完成模擬輸入義務(wù)之前必需引見(jiàn)一些關(guān)于創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集運(yùn)用程序的普通方法，這些也是各種數(shù)據(jù)采集義務(wù)共同的根底。9-2-1模擬輸入根本概念1.數(shù)據(jù)采集的通道 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中有物理通道PhysicalChannel和虛擬通道VirtualChannel。物理通道是被測(cè)試的信號(hào)或生成的信號(hào)實(shí)踐進(jìn)出計(jì)算機(jī)的途徑，典型的情況是:接線端子—>電纜[—>信號(hào)調(diào)理器—>電纜]—>數(shù)據(jù)采集卡。每個(gè)信號(hào)各自走一個(gè)獨(dú)立的通道，每個(gè)通道有一個(gè)編號(hào)。在接線端子上每個(gè)通道對(duì)應(yīng)哪個(gè)端子號(hào)可以經(jīng)過(guò)DevicePinouts查詢。虛擬通道是一系列設(shè)置的集合，包括通道名、對(duì)應(yīng)的物理通道、信號(hào)銜接方式、測(cè)試類型和比例等。9-2-1模擬輸入根本概念2.常用的根本術(shù)語(yǔ)采樣率samplerate——每秒從各通道采集數(shù)據(jù)的次數(shù)。它等于單個(gè)通道的采樣率。采樣數(shù)numberofsamples——數(shù)據(jù)采集函數(shù)被調(diào)用一次，從一個(gè)通道采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。掃描scan——對(duì)數(shù)據(jù)采集函數(shù)通道參數(shù)中一切通道的一次采集或讀數(shù)。9-2-1模擬輸入根本概念3.數(shù)據(jù)組織波形采樣數(shù)據(jù)二維標(biāo)量數(shù)組9-2-1模擬輸入根本概念4.數(shù)據(jù)的比例比例是DAQ軟件對(duì)某一個(gè)虛擬通道的數(shù)據(jù)進(jìn)展預(yù)處置，以便于程序中運(yùn)用這些數(shù)據(jù)，例如線性比例公式y(tǒng)=mx+b，對(duì)輸入數(shù)據(jù)x進(jìn)展線性處置后，將數(shù)據(jù)y傳送給LabVIEW程序。在MAX中有一個(gè)“比例〞項(xiàng)——Scale，在Scale項(xiàng)上擊右鍵彈出菜單項(xiàng)選擇CreateNew，彈出創(chuàng)建比例導(dǎo)游，可以選擇建立DAQmx比例。在創(chuàng)建比例導(dǎo)游的引導(dǎo)下，創(chuàng)建一個(gè)比例。創(chuàng)建比例包括編輯比例名，對(duì)比例加以簡(jiǎn)短闡明，選擇比例類型，設(shè)置比例系數(shù)。假設(shè)選擇了線性比例，還要設(shè)置斜率和截距兩個(gè)參數(shù)。在比例設(shè)置面板中還可以預(yù)覽比例的效果。在曾經(jīng)創(chuàng)建的比例名上單擊鼠標(biāo)可以彈出比例設(shè)置面板對(duì)比例的設(shè)置進(jìn)展修正。新建虛擬通道時(shí)，新建導(dǎo)游會(huì)提示，新建比例還是將曾經(jīng)建立的比例參與到通道中。當(dāng)然也可以不要比例。9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用數(shù)據(jù)采集助手DAQAssistant是LabVIEW中一個(gè)重要工具，它是一個(gè)設(shè)置測(cè)試義務(wù)、通道與比例的圖形接口。在MAX和LabVIEW中都可以經(jīng)過(guò)多種途徑啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集助手。數(shù)據(jù)采集助手的根本義務(wù)是進(jìn)展數(shù)據(jù)采集的硬件設(shè)置，所以一旦涉及到相關(guān)義務(wù)，數(shù)據(jù)采集助手就會(huì)自動(dòng)翻開。在DAQmx數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，測(cè)試義務(wù)Task是NI-DAQ的一個(gè)重要概念，它是一系列信息的集合，包括一個(gè)或多個(gè)通道以及定時(shí)、觸發(fā)等屬性。它也是數(shù)據(jù)采集助手與數(shù)據(jù)采集程序之間聯(lián)絡(luò)的紐帶。

9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用——新建DAQmx測(cè)試義務(wù)導(dǎo)游9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用——為義務(wù)選擇測(cè)試類型9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用——模擬輸入義務(wù)細(xì)分9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用——選擇物理通道9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用——命名數(shù)據(jù)采集義務(wù)9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用——數(shù)據(jù)采集助手對(duì)話框9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序1.數(shù)據(jù)采集助手的運(yùn)用——數(shù)據(jù)采集助手ExpressVI數(shù)據(jù)采集助手ExpressVI產(chǎn)生的義務(wù)只能在調(diào)用它的程序中運(yùn)用，假設(shè)把它轉(zhuǎn)換為一個(gè)義務(wù)常數(shù)，就可以存儲(chǔ)在MAX中，供其它程序運(yùn)用。轉(zhuǎn)換步驟：1〕在數(shù)據(jù)采集助手ExpressVI圖標(biāo)上彈出快捷菜單，選擇ConverttoNIDAQmxTask；2〕數(shù)據(jù)采集助手啟動(dòng)，這時(shí)可以對(duì)義務(wù)進(jìn)展必要的修正；3〕點(diǎn)擊OK按鈕，ExpressVI轉(zhuǎn)換為義務(wù)常數(shù)。9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序2.圖形代碼的生成1〕經(jīng)過(guò)義務(wù)生成程序代碼——DAQmx義務(wù)名9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序2.圖形代碼的生成1〕經(jīng)過(guò)義務(wù)生成程序代碼——生成例如程序圖形代碼演示9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序2.圖形代碼的生成1〕經(jīng)過(guò)義務(wù)生成程序代碼——生成配置程序圖形代碼

演示9-2-2創(chuàng)建數(shù)據(jù)采集程序2.圖形代碼的生成2〕將數(shù)據(jù)采集助手ExpressVI轉(zhuǎn)換為程序圖形代碼經(jīng)過(guò)義務(wù)常數(shù)轉(zhuǎn)換 按照前面引見(jiàn)的方法將數(shù)據(jù)采集助手ExpressVI轉(zhuǎn)換為任務(wù)常數(shù)；然后按這一節(jié)前面引見(jiàn)的方法生成程序代碼。經(jīng)過(guò)翻開VI前面板轉(zhuǎn)換 在數(shù)據(jù)采集助手彈出快捷菜單上選擇“翻開前面板〞，將ExpressVI轉(zhuǎn)換為規(guī)范VI，也就得到了程序代碼。這是包括配置義務(wù)與執(zhí)行義務(wù)的全部圖形代碼。9-2-3數(shù)據(jù)采集VI1.DAQmxCreateTask創(chuàng)建一個(gè)DAQmx數(shù)據(jù)采集義務(wù)。這個(gè)VI在“丈量I/O—>DAQmxDataAcquisition—>DAQmxAdvancedTaskOptions〞函數(shù)子選板中。2.DAQmxCreateVirtualChannel新建虛擬通道VI。這是DAQmx數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中運(yùn)用非常普遍的一個(gè)VI，在“丈量I/O—>DAQmxDataAcquisition〞函數(shù)子選板頂層。這是一個(gè)多態(tài)VI，它有許多子VI，每個(gè)子VI可以創(chuàng)建一種類型的虛擬通道，并將其參與到一個(gè)數(shù)據(jù)采集義務(wù)中。3.DAQmxTimingDAQmx定時(shí)VI。這個(gè)VI在“丈量I/O—>DAQmxDataAcquisition〞函數(shù)子選板頂層，也是一個(gè)多態(tài)VI，它可以設(shè)置采樣數(shù)、采樣率，并在必要時(shí)設(shè)置緩沖區(qū)。9-2-3數(shù)據(jù)采集VI4.DAQmxStartTask啟動(dòng)DAQmx義務(wù)VI。在“丈量I/O—>DAQmxDataAcquisition〞函數(shù)子選板頂層。假設(shè)不運(yùn)用此VI，當(dāng)DAQmxReadVI執(zhí)行時(shí)，數(shù)據(jù)采集義務(wù)自動(dòng)啟動(dòng)。5.DAQmxReadDAQmx讀數(shù)據(jù)VI。在“丈量I/O—>DAQmxDataAcquisition〞函數(shù)子選板頂層，它由指定的義務(wù)或通道讀取采集的數(shù)據(jù)。這是一個(gè)多態(tài)VI，根據(jù)數(shù)據(jù)采集的類型、讀取數(shù)據(jù)的數(shù)量和要求前往數(shù)據(jù)的類型，有許多子VI可以選擇。6.DAQmxStopTask停頓義務(wù)VI。這個(gè)VI在“丈量I/O—>DAQmxDataAcquisition〞VI子選板頂層，它停頓一個(gè)義務(wù)，并把它恢復(fù)到執(zhí)行前的形狀。它的參數(shù)與DAQmxStartTaskVI一樣。9-2-4丈量直流電壓信號(hào)直流電壓信號(hào)是變化緩慢的信號(hào)，普通丈量直流電壓信號(hào)每次只需求采集一點(diǎn)數(shù)據(jù)，也可以采集多點(diǎn)數(shù)據(jù)再取其平均值，以減小丈量誤差。根據(jù)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)量又可以采用單通道采樣或多通道采樣。演示9-2-5波形采集1.采集有限數(shù)量的數(shù)據(jù)演示9-2-5波形采集2.延續(xù)采集數(shù)據(jù)演示9-2-6頻率丈量頻率混疊采樣率的1/2被稱為賴奎斯特頻率，高于賴奎斯特頻率的信號(hào)會(huì)在直流和賴奎斯特頻率之間產(chǎn)生混疊。混疊頻率是與信號(hào)頻率最接近的整數(shù)倍采樣率減去信號(hào)頻率，再取絕對(duì)值。工程上為了防止混疊常在信號(hào)采集前用硬件進(jìn)展濾波，去除賴奎斯特頻率以上的信號(hào)成分，稱為抗混濾波。NI有些數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品也有這種功能。9-2-6頻率丈量頻率混疊例如9-2-6頻率丈量頻率丈量程序演示9-3輸出模擬信號(hào)9-3-1模擬輸出概述1.輸出直流信號(hào)當(dāng)輸出信號(hào)的電平高低比輸出值的變化率更重要時(shí)，需求產(chǎn)生的是一個(gè)穩(wěn)定的直流信號(hào)。2.輸出隨時(shí)間快速變化的信號(hào)把數(shù)據(jù)采集設(shè)備當(dāng)一個(gè)信號(hào)發(fā)生器運(yùn)用時(shí)，就需求輸出隨時(shí)間快速變化的信號(hào)，我們把這種情況叫做波形輸出。3.模擬輸出的信號(hào)銜接運(yùn)用不同的數(shù)據(jù)采集卡和接線端子，輸出信號(hào)有不同的銜接方法。9-3-2輸出直流信號(hào)演示9-3-3輸出波形信號(hào)1.有限數(shù)量波形數(shù)據(jù)輸出演示9-3-3輸出波形信號(hào)2.延續(xù)波形數(shù)據(jù)輸出9-3-3輸出波形信號(hào)3.輸出頻率可調(diào)的波形信號(hào)演示9-4信號(hào)調(diào)理來(lái)自傳感器的電信號(hào)普通還不能用數(shù)據(jù)采集設(shè)備來(lái)丈量，最主要的問(wèn)題是它們大多數(shù)輸出電壓非常小，且極易受噪聲影響，而有些信號(hào)又有能夠存在很高的尖峰值。因此在將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量之前需求先進(jìn)展放大、濾波或隔離等預(yù)處置，這項(xiàng)任務(wù)叫做信號(hào)調(diào)理。9-4-1信號(hào)調(diào)理概述1.信號(hào)調(diào)理的類型傳感器把溫度、壓力、位移、聲、光等物理景象轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，不同的傳感器和不同的信號(hào)決議了信號(hào)調(diào)理安裝的方式。傳感器或信號(hào)信號(hào)調(diào)理類型熱電偶放大和冷端補(bǔ)償熱電阻電流激勵(lì)應(yīng)變片電壓激勵(lì)、組橋位移電位計(jì)電壓激勵(lì)壓電晶體傳感器電荷放大共模電壓或高電壓隔離帶高頻噪聲的信號(hào)低通濾波9-4-1信號(hào)調(diào)理概述1.信號(hào)調(diào)理的類型——放大放大是一種最常用的信號(hào)調(diào)理。對(duì)電信號(hào)進(jìn)展放大的益處是它可以改良信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度并可以減少噪聲。為了得到盡能夠高的精度，應(yīng)該將信號(hào)放大到它的幅值等于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最大輸入范圍。9-4-1信號(hào)調(diào)理概述1.信號(hào)調(diào)理的類型——隔離當(dāng)被檢測(cè)的信號(hào)含有高電壓峰值時(shí)，它能夠損壞計(jì)算機(jī)或損傷操作者。在這種情況下出于平安思索就需求將計(jì)算機(jī)與傳感器隔離。進(jìn)展隔離的另一個(gè)緣由是確保數(shù)據(jù)采集設(shè)備的丈量不受地勢(shì)差的影響。當(dāng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備與信號(hào)不是參考同一點(diǎn)地勢(shì)點(diǎn)的話，就能夠發(fā)生對(duì)地環(huán)流，影響丈量的準(zhǔn)確性；假設(shè)信號(hào)地和數(shù)據(jù)采集設(shè)備地的勢(shì)差很大的話，甚至能夠損壞測(cè)試系統(tǒng)。運(yùn)用信號(hào)調(diào)理器的隔離模塊可以減小對(duì)地環(huán)流，確保信號(hào)測(cè)試準(zhǔn)確。9-4-1信號(hào)調(diào)理概述1.信號(hào)調(diào)理的類型——濾波信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)可以從被測(cè)試信號(hào)中濾除掉不需求的成分或噪聲。對(duì)類似于溫度這樣緩慢變化的信號(hào)經(jīng)常需求運(yùn)用低通濾波器，減少信號(hào)的高頻成分，提高模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度。運(yùn)用低通濾波器可以濾除截止頻率以上的一切信號(hào)頻率成分。許多信號(hào)調(diào)理安裝都有4Hz的低通濾波器，它很適于從低頻采樣的信號(hào)中濾除50Hz交流噪聲。9-4-1信號(hào)調(diào)理概述1.信號(hào)調(diào)理的類型——傳感器鼓勵(lì)應(yīng)變片、熱電阻等許多傳感器都需求外部電壓或電流的鼓勵(lì)來(lái)進(jìn)展物理景象測(cè)試。許多信號(hào)調(diào)理設(shè)備都可以對(duì)傳感器提供必要的鼓勵(lì)。9-4-1信號(hào)調(diào)理概述2.常用的信號(hào)調(diào)理設(shè)備方式信號(hào)調(diào)理器(SCXI—SignalConditioningeXtensionsforInstrumentation)9-4-1信號(hào)調(diào)理概述2.常用的信號(hào)調(diào)理設(shè)備方式信號(hào)調(diào)理附件9-4-1信號(hào)調(diào)理概述2.常用的信號(hào)調(diào)理設(shè)備方式便攜式信號(hào)調(diào)理模塊〔SCC〕9-4-1信號(hào)調(diào)理概述2.常用的信號(hào)調(diào)理設(shè)備方式信號(hào)調(diào)理模塊〔5B系列〕9-4-1信號(hào)調(diào)理概述2.常用的信號(hào)調(diào)理設(shè)備方式分布式信號(hào)采集系統(tǒng)9-4-1信號(hào)調(diào)理概述3.信號(hào)調(diào)理器與數(shù)據(jù)采集卡的通訊信號(hào)調(diào)理器做前端信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)時(shí)，它向數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳送數(shù)據(jù)有兩種根本的操作方式：多路復(fù)用方式和并行方式。采用多路復(fù)用方式時(shí)信號(hào)調(diào)理設(shè)備的一切輸入通道都被復(fù)合到一個(gè)通道輸出。在缺省情況下，以差分方式輸出到數(shù)據(jù)采集設(shè)備的0通道。當(dāng)模擬輸入模塊運(yùn)轉(zhuǎn)在并行方式下時(shí)，模塊直接把它每個(gè)通道的信號(hào)傳送到與它相連的數(shù)據(jù)采集設(shè)備的一個(gè)單獨(dú)的模擬輸入通道。9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置1.信號(hào)調(diào)理器設(shè)置1)添加信號(hào)調(diào)理器9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置1.信號(hào)調(diào)理器設(shè)置2)DAQmx新建信號(hào)調(diào)理器機(jī)箱9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置1.信號(hào)調(diào)理器設(shè)置3)DAQmx信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)置

9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置1.信號(hào)調(diào)理器設(shè)置4)DAQmx信號(hào)調(diào)理機(jī)箱設(shè)置9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置2.FieldPoint設(shè)置1)新建FieldPoint通用資源9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置2.FieldPoint設(shè)置2)MAX中的FieldPoint內(nèi)容9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置2.FieldPoint設(shè)置3)MAX中FP-TC-120設(shè)置9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置2.FieldPoint設(shè)置4)設(shè)置FieldPoint數(shù)據(jù)項(xiàng)9-4-2信號(hào)調(diào)理設(shè)備安裝與設(shè)置2.FieldPoint設(shè)置5)FieldPoint數(shù)據(jù)項(xiàng)測(cè)試9-4-3應(yīng)變丈量應(yīng)變片是粘貼在受力物體上很薄的導(dǎo)體，它將被測(cè)對(duì)象的變形轉(zhuǎn)換為電阻值變化。用應(yīng)變片丈量金屬資料的應(yīng)變時(shí)，它的電阻變化率普通只需千分之幾，電壓往往是微伏級(jí)的，因此應(yīng)變丈量常采用惠斯登電橋電路。a〕半橋單臂丈量電路〔b〕半橋雙臂丈量電路〔c〕全橋丈量電路9-4-3應(yīng)變丈量1.創(chuàng)建應(yīng)變測(cè)試義務(wù)——應(yīng)變丈量數(shù)據(jù)采集助手設(shè)置9-4-3應(yīng)變丈量1.創(chuàng)建應(yīng)變測(cè)試義務(wù)——應(yīng)變丈量校準(zhǔn)導(dǎo)游9-4-3應(yīng)變丈量1.創(chuàng)建應(yīng)變測(cè)試義務(wù)——應(yīng)變丈量校準(zhǔn)窗口9-4-3應(yīng)變丈量2.生成應(yīng)變丈量程序代碼演示9-4-3應(yīng)變丈量2.生成應(yīng)變丈量程序代碼——應(yīng)變丈量義務(wù)設(shè)置演示9-4-4溫度丈量1.熱電阻〔1〕用熱電阻丈量溫度的原理熱電阻的原理是利用資料的電阻值隨溫度變化來(lái)測(cè)試溫度。對(duì)熱電阻施加恒定電流，根據(jù)歐姆定律，其輸出電壓將隨電阻變化。因此丈量電壓即可得到溫度變化。9-4-4溫度丈量1.熱電阻〔2〕創(chuàng)建溫度測(cè)試義務(wù)9-4-4溫度丈量1.熱電阻〔3〕生成溫度丈量程序代碼演示9-4-4溫度丈量2.熱電偶〔1〕熱電偶簡(jiǎn)介熱電偶是由兩種不同的導(dǎo)體A和B兩端相連組成的閉合回路。假設(shè)兩端溫度T和T0不相等,將產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)，推進(jìn)回路內(nèi)有電流流過(guò)。組成該回路的A、B兩導(dǎo)體稱為熱電極,由A,B導(dǎo)體組成的回路稱為熱電偶。9-4-4溫度丈量2.熱電偶〔2〕FielPointExpressVI設(shè)置面板9-4-4溫度丈量2.熱電偶〔3〕FieldPointExpressVI程序框圖演示9-4-4溫度丈量2.熱電偶〔4〕運(yùn)用FieldPoint丈量溫度程序框圖演示9-5數(shù)字信號(hào)輸入輸出數(shù)字信號(hào)輸入輸出和計(jì)數(shù)器都是對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)展的操作，也是工程實(shí)際中經(jīng)常遇到的數(shù)據(jù)采集內(nèi)容。9-5-1數(shù)字信號(hào)輸入輸出概述1.數(shù)字信號(hào)的概念數(shù)字輸入輸出接口通常用于與外圍設(shè)備的通訊和產(chǎn)生某些測(cè)試信號(hào)。例如在過(guò)程控制中與受控對(duì)象傳送形狀信息，進(jìn)展測(cè)試系統(tǒng)報(bào)警等。數(shù)字信號(hào)只需開〔ON〕關(guān)〔OFF〕兩種形狀。數(shù)字信號(hào)有開關(guān)量和脈沖序列兩種。2.數(shù)字端口與數(shù)字線數(shù)字輸入輸出系統(tǒng)的重要組成部分是數(shù)字端口“port〞與數(shù)字線“l(fā)ine〞。數(shù)字線是數(shù)據(jù)采集卡中單獨(dú)銜接一個(gè)數(shù)字信號(hào)的物理端子。一個(gè)數(shù)字線承載的數(shù)據(jù)叫做位“bit〞，它的二進(jìn)制值是“0〞或“1〞。9-5-1數(shù)字信號(hào)輸入輸出概述2.數(shù)字端口與數(shù)字線9-5-1數(shù)字信號(hào)輸入輸出概述3.數(shù)字信號(hào)輸入輸出設(shè)備NI公司有專門的數(shù)字輸入輸出板卡和信號(hào)調(diào)理設(shè)備，但是許多多功能數(shù)據(jù)采集卡也具備不同的數(shù)字輸入輸出功能。4.數(shù)字信號(hào)輸入輸出方式數(shù)字通訊有立刻方式和握手方式兩種方式。立刻方式數(shù)字輸入輸出就是調(diào)用一個(gè)數(shù)字輸入輸出VI馬上讀寫數(shù)據(jù)；握手方式數(shù)字輸入輸出在傳送每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)都要進(jìn)展懇求和應(yīng)對(duì)。9-5-2立刻方式數(shù)字輸入輸出DAQmx數(shù)字線輸出數(shù)據(jù)采集助手9-5-2立刻方式數(shù)字輸入輸出DAQmx數(shù)字線立刻輸出程序框圖演示演示9-5-3握手方式數(shù)字輸入輸出DAQmx握手方式數(shù)字輸入例如程序框圖9-6計(jì)數(shù)器輸入輸出9-6-1計(jì)數(shù)器輸入輸出概述計(jì)數(shù)器為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了高精度的計(jì)數(shù)與定時(shí)功能，數(shù)據(jù)采集卡上的計(jì)數(shù)/定時(shí)電路有些用于數(shù)據(jù)采集的定時(shí)控制，有些那么用于通用的計(jì)數(shù)/定時(shí)功能，例如產(chǎn)生脈沖序列、測(cè)試脈沖寬度和頻率、進(jìn)展事件計(jì)數(shù)與定時(shí)、進(jìn)展準(zhǔn)確的頻率細(xì)分等。9-6-2輸出脈沖信號(hào)方脈沖的一些主要術(shù)語(yǔ)時(shí)段1phase1：脈沖的第一個(gè)時(shí)段或延時(shí)。時(shí)段2phase2：脈沖的第二個(gè)時(shí)段或幅寬。周期Period：延時(shí)與幅寬之和。Period=phase1+phase2。頻率frequency：周期的倒數(shù)。Frequenc