第八章数据采集(新)

虚拟仪器技术

第八章数据采集虚拟仪器技术

数据采集系统的组成：DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量。要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号（电压或者电流信号）。有时不能把被测信号直接连接到DAQ卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。总之，数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统，包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。第八章数据采集虚拟仪器技术两个大问题：硬件---信号调理卡、数据采集卡等软件---LabVIEW中数据采集的实现

第八章数据采集虚拟仪器技术数据采集系统结构：第八章数据采集虚拟仪器技术第一个问题：系统组成：信号放大、衰减；滤波；隔离；多路复用和扩展；整流；热电偶补偿；激励；线性化；同步采样等虚拟仪器技术一.信号调理及硬件选用（测试系统配置）信号调理卡的功能选择确定信号调理板卡的配置方法信号调理模块应尽量独立于计算机硬件结构和软件结构最后还应注意通信方式和可扩展性的选择实验台/桌面配置 便携式配置 机架堆叠配置将内插式数据采集卡与外部仪器系统的优点结合移动灵活应用于高速高精度的测试场合虚拟仪器技术二：数据采集卡选用数据分辨率和精度；最高采样速度；通道数；数据总线接口类型；是否有隔离；板卡本身是否带有处理器；是否有标定功能；支持的软件驱动程序及其软件平台；输入电压的最大范围、输入增益的种类、是否有模拟输出、输入触发的类型等。虚拟仪器技术从传感器得到的信号大多要经过调理才能进入数据采集设备。信号调理方法包括：放大隔离滤波激励线性化数字信号调理信号调理虚拟仪器技术测量系统的连接方式⑴接地信号和浮动信号接地信号，就是将信号的一端与系统地连接起来；浮动信号，一个不与任何地（如大地或建筑物的地）连接的电压信号，浮动信号的每个端口都与系统地独立.⑵测量系统分类(P180)差分测量系统参考地单端测量系统(RSE)无参考地单端测量系统(NRSE)虚拟仪器技术差分测量系统虚拟仪器技术参考地单端测量系统

虚拟仪器技术无参考地单端测量系统

虚拟仪器技术根据实际情况，选择合适的测量系统

测量系统接地信号浮动信号DEF**RSE**NRSE**虚拟仪器技术1.数据采集基本原理一个典型的数据采集系统：模拟输入采样/量化1101…数字输入数字信号处理1101…数字输出模拟重建模拟输出虚拟仪器技术2.PCBaseDAQ系统架构虚拟仪器技术PCBase数据采集系统功能A/D转换（模拟量/数字量转换）D/A转换（数字量/模拟量转换）DIO（数字量输入/输出）Timer/Counter（定时器/计数器）虚拟仪器技术A/D基本信息：A/D：模拟量—数字量转换把外部电压信号转成计算机能够识别的数字信号采样频率MaxSamplingRate(S/s),SamplingFrequency(Hz)精度(Resolution)：8bit12bit14bit16bit输入范围(InputRange)(增益)：同步采样(Simultaneousanaloginput)轮询采样(Multiplexanaloginput)突发模式采样(Burstmode)触发模式(Triggermode)隔离(Isolation)FIFO……虚拟仪器技术信号的分类：信息状态速率幅值形状频率onofft1-0-t0.985ttf信号模拟量数字量开/关信号脉冲队列直流信号时域信号频域信号3.信号：虚拟仪器技术模拟信号电压信号温度压力流量应力DC精度频域信号振动语音声呐分辨率采样频率精度触发对采集卡的要求时域信号雷达回波血压变化汽车点火波形分辨率采样频率精度触发0.985ttf虚拟仪器技术信号的频率代表信号变化快慢的物理量任何一种信号都可以转换成一组正弦波的迭加不同的信号频率不同：语音：<4kHz音乐：<20kHz超声：20kHz~xxMHzFM收音机：MHz雷达：xGHz…虚拟仪器技术采样频率采样周期的倒数表示采样快慢的物理量多少时间采一个点/每秒采样多少个点虚拟仪器技术同步采样采用多个A/D芯片，不同通道采用同一时钟保证不同通道的采样时间相同（信号同步）轮询采样只采用一个A/D芯片，通过多路转换开关实现不同通道的切换通道转换时间可以通过外加采样/保持电路保证采样的同步突发模式采样用通道时钟控制通道间的时间间隔用另一个扫描时钟控制两次扫描过程之间的间隔BSSH4.多通道数据采集虚拟仪器技术第二个问题：LabVIEW中数据采集的实现DAQ访问模块（驱动）数据采集模块的分类

数据采集模块的使用虚拟仪器技术一、数据采集模块的分类

简易模入VIs中级模入VIs高级模入VIs通用模入VIs虚拟仪器技术device——设备号channels——指定数据样本的物理源

numberofsamples/ch——每通道要采集的样本数，缺省值是1000highlimit——被测信号的最高电平

lowlimit——被测信号的最低电平

waveforms——A/D转换后的输出，是一个二维的waveform数组虚拟仪器技术DAQ访问模块EasyI/OVIsAdvancedVIsUtilityVIsIntermediateVIsSingle-pointVIsAnalogInputVIOrganization虚拟仪器技术Example：虚拟仪器技术虚拟仪器技术大作业设计考试设计目的：1.

掌握虚拟仪器的概念和系统组成，虚拟仪器系统的基本设计思想。

2.要求在掌握LabView软件的基础上，通过查阅资料，能够独立进行虚拟仪器的设计。3.通过本次设计，加深对各种函数发生器的认识。虚拟仪器技术设计指标与要求设计题目：虚拟正弦波仿真信号发生器的设计功能指标要求：

频率范围:1Hz～10000Hz,可选;初始相位:0°～180°,可选;幅值:1V～510V,可选;生成波形的总点数:N=8～512,可选。

前面板要求：

1.仪器操作均在前面板进行2.仪器操作方便，人性化设计3.前面板美观大方后面板要求：

1.设计思路简洁

2.功能完善，达到设计要求

3.布线合理，便于查看方波、锯齿波、三角波虚拟仪器技术设计任务及工作量的要求

打印前面板设计图

打印后面板设计图

写出设计说明书

给出LabView的设计程序虚拟仪器技术附录前面板的设计图虚拟仪器技术

目 录设计目的………………2设计指标与要求………2设计报告………………31、关于正弦波仿真信号发器………2、设计任务分析……3、设计原理与方案…………………4、模块设计…………4.1前面板的设计4.2参数设