第8章LabVIEW的信号调理

1、第8章 LabVIEW的信号调理 LabVIEW的信号调理就是对采集到的数据进行隔离、滤波等各种日常处理。它对一个测试系统的运行有很重要的影响。完整的一个测试系统中当到数据传输到计算机上分析处理后，就要对数据进行信号调理。调理有硬件的和软件的两种。在本章中全面讲解信号调理的方法。8.1 LabVIEW信号调理概念 LabVIEW中直接采集来的数据不一定能满足用户系统的要求，一般要经过信号调理对信号处理。这样做是为了能更好的适合数据采集系统的要求。信号调理主要是在硬件中完成，同时有一点软件配合。硬件中主要是对传感器采集来的电信号进行处理。这样做主要是对电信号进行放大，防止干扰。信号调理功能包括放

2、大、隔离、滤波、激励、线性化等。由于不同传感器有不同的特性，因此，除了这些通用功能，还要根据具体传感器的特性和要求来设计特殊的信号调理功能。信号调理具体的几个过程如下所示。 1放大 2隔离 3滤波 4激励 5线性化8.2 常用信号调理设备 在数据的采集和分析处理中，信号调理是一种不可少的环节。对这种数据的处理可以通过专用的设备进行，在LabVIEW中常用的设备有如下几类。8.2.1 SCXI SCXI是用于自动化系统和测试系统的高性能信号调理平台。 SCXI系统是通常由多通道信号处理模块组成。它通常集成在一个固定的机箱内，这样对系统的运输和运行中的保护起了很好的作用。它一般有多种输入输出选择，

3、能从模拟输入输出、数字输入输出或者一些开关模块中进行选择，以达到实际应用的各种需要。 NI公司开发数据采集卡带有很好信号调理。 并且它可扩展性好，最大的优点是速度快、运行性能高。它有如下特点： 采用多路复用技术 机箱选择灵活，方便用于多通道采集处理系统 多类数字模拟调理方式可选择。 可进行的机架式和便携式的设计 传感器可以直接连接, 便于系统设置和开发8.2.2 SCC SCC是模块化的便携式信号调理系统。它多与其它类型的数据采集设备配合使用。它可调理各种数字输入输出和模拟输入信号。 它的最大好处在于其模块化设计中以通道为单位，这样可以很方便的选择单个信号调理。在LabVIEW编程中，对低层操

4、作系统和设备控制可以方便的采用DAQ模块。 它的好处在于体积小，运输方便，低成本。它的特点如下： 数字量和模拟量都可以调理 可以选择单独对某一通道进行调理 与传感器连接中，大多数可以直接连接 携带方便，适合移动式应用。8.3 软件信号调理 软件信号调理是指用软件对信号进行处理。这里可以用LabVIEW软件编程，进行信号放大、滤波、变形等操作。关键的软件操作就是对信号进行滤波在上一章节中已经讲解过，这里不再说明。信号放大有多种方式，在硬件中可以用电路原理放大。同样可以在计算机上用软件进行软件放大。下面主要讲解LabVIEW的信号放大。8.3.1 线性放大 线性放大就是按一个比例对信号放大，这样最

5、大的好处是保证了信号的特性不会在放大或变化的过程中变形。如在一条直线上不同地方绘制不同时刻的点。它的方程式如，k为比例系数，c常数。下面对这一线性放大公式以信号发生器产生的信号放大编程。8.3.2 归一化缩放 归一化缩放就是在程序中，对所有的量都进行缩放到一定的范围内。它主要用于一些有特定输入要求器件上。在LabVIEW中归一化缩放很简单。此函数位于“函数”|“信号处理”|“信号运算”|“缩放和映射”函数中。下面以波形信号的归一化为例编程。8.3.3 dt缩放 dt缩放是将波形的dt乘以指定的缩放因子。通常，该操作会增加或降低波形的采样率。连接至波形输入输入端的数据类型和模拟波形Y的数据类型决

6、定使用哪个多态。它的函数接口如图6.8所示。8.3.4 各工程量转换 在工程应用中，LabVIEW经常用于测量物理量，这时存在一些量的转换问题。如对温度传感器热电偶测量来的信号分析，就要转换为温度波形。LabVIEW有中一些专门用来工程测量过程转换的函数。它们位于“函数”|“数学”|“数值”|“缩放”下拉列表中，如图8.11所示。8.3.4 各工程量转换 1转换RTD读数8.3.4 各工程量转换 2转换应变计读数8.3.4 各工程量转换 3转换热敏电阻读数8.3.4 各工程量转换 4、转换热电偶读数8.4 小结 本章对信号调理进行了整体讲解，然后通过在LabVIEW中编程实例进行了软件调理的过程。信号调理主要是对信号进行滤波、变换等处理，它是本章的重点和难点。在学习中应当结合硬件深入。下面将对数据分析中的数学运算方法和技巧进行说明。8.5 练习题 1、什么是信号调理？它有什么作用？ 2、信号调理有哪些过程？ 3、信号调理由哪几种组成？对比它们分别有什么优缺点？ 4、信号隔离有什么作用？它是怎样实现的？试画出电路图。 5、试着编写一个线性放大程序，它的方程式是。比例系数是定值6，截距是3c，c是一个可调节的变量。X是因变量，y是