LabView软件和数据采集卡编程开发讲义LabVIEW高级培训

数据采集与测量系统概述

自动测试系统应用案例

光伏电池板测试电力故障录波超声波测试

EnablinganIntelligentPlanetADXANTECH

高速同步采集ATOP服务包

•PCI-1714U:4通道30MPCI同步采集卡

产品服务流程

•PCI-1714UL：4通道10MPCI同步采集卡

•PCIe-1744:4通道30MPCle同步采集卡

•MIC-3714:4通道30MCPCI同步采集卡哪sag喇球

•PCI-1706：1血8路，250k同步采集多功能卡方案验证定制例程

•PCI-1755:高度数字信号采集卡

业界最容易使用

的高速采集方案!

系统培训交付示例

（4小时）源M

EnablinganIntelligentPlanetADWNTECH

旗开博胜

汽车数字仪表测试方案

刹乍'左右转向幻一、燃由报辔、水

温报善以及左右车门开关信

乍

转

水

开

速

速

关

温

表

表

表

模拟输出■脉冲输出IDO

PCI-1720U

PCL-728

EnablinganIntelligentPlanetADSANTECH

移动式DAQ方案-钻井数据采集系统

目前国内的随钻测量钻井工具大部分是引进国外设备,成本高、

锯保恪蔡露零使用的国内设备在体积、集成度和精度上有着

IH]°

阿尔泰出问题!

SP【数据实时

存储模块

模拟信号输

入调理模块

（可扩至8路）二

主从扩,展》

系统供电f

模块T

发位及ISPe

卜载模块

RS232上停机

通信模块

图1系统硬件设计总体框图

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读万卷书行万里路

2

高速采集■发动机运行状态检测系统

利用高速数据采集技术和数字信号处理技术，将其发动机旋转时的声音

和振动信号实时高速采集，并对发动机非定常失速过程即各物理量的变化过程及

各时间点的状况，进行完整的记录和量测，然后进行综合评估，这是对发动机的

状态监测的一种最为有效的方法。

PCI-1680

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军工科研-航天器碰撞监测系统

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旗开博胜

■解

太阳能电池板同步测试..三

对降蜂及花蟠的制造商脸，皿CellModuleArray

要的即是W特性试,雌蝇的光电

转换效率测量结果直接影响产品价格。■8GW

PCH671UPMIVolteg«(V)

•开放式系统架构，方便进行V。模块及外围设备的扩展

•灵活的系统软件，可以进行测试参数设定及数据统计分析

•在线虚拟仪揍功能'方便系统在线调试及实时分析，自动实现I-V曲线测试。

•能鲜现Voc'ISC'Pmax、Imp、Vmp、FF、Rsh、Rs、QMAX^K态钠僦量

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电力：基于Linux同步采集的电力故障录波

1

LJ

Ln

斯

斯

，

电

他

路

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公电量闷

tt.同-IEC618509-1

计1-Ilft

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-|1XE-1m动

二次施方■到别

时间同步

其他报文外理

调度■运行管理机构」

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读万卷书行万里路

激光器

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旗开博胜

基础概念

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EnablinganIntelligentPlanetADSANTECH

读万卷书行万里路

■传感黑.执由偶

-匈现法最常见的温度测量传感器之一

-相对温度测量

-由两种金属构成

-测量两种不同金属之间的热电势

-需要冷端补偿coldjunctioncompensation,CJC)

80

60

s

u

o

>40

三

H

2P

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数螭采卸郃翘蹦识

-信号变送器：隔离

-不正常的接地有可能对系统造成损害

-增加信号隔离装置可以有效避免这一问题

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旗开博胜

-信号变送器:滤波

-滤波器可以有效去除某些特定频率的多余噪声信号

-低通滤波器可以避免信号混扰现象

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教解采舞做翻㈱曲

-信号变送器:放大/衰减

-来自现场的信号经常会出现过小或者过大的情况，因此需

要进行放大或者衰减以适应A/D芯片的输入范围。

-此外，信号的放大也可以有效减小信号被干扰的可能。

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读万卷书行万里路

-模拟量输入:模拟量到数字量转换器(ADC)

-ADC可以通过采样保持器和数字化把模拟量转换为数字

量

-采样和保持的速度是AI速率的关键

/Nhl创k颂I】飒阚I哪哪洲阂物

ADConverter

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-模拟量输入:模拟量到数字量转换器(ADC)

-分辨率：12位/14位/16位

/依淄◎口加淅

->Z-U

DigitizerResolution(+10VRange)

Distinct1LSB

Resolution

Values(approximate)

8bits25680mV

10bits102420mV

12bits40965mV

14bits163841.25mV

16bits65536300UV叫做贺II总嫌感朋哪朝姒酬(H哪

EnablinganIntelligentPlanetADWNTECH

旗开得胜

-高分辨率板卡可以获取更好的量化效果

EnablinganIntelligentPlanetADSANTECH

--1」「

-更高的采样速率可以保证更好的采样效果

¥代步1HI1I-

110-

IHtll-

m搬-

0111V

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10

EnablinganIntelligentPlane1ADXANTECH

-模拟量输入:模拟量到数字量转换器(ADC)

-数字转换器通常都是A/D卡片中最昂贵的部分

ADWNTECH

旗开博胜

模拟量输入（AD

SystemDA&CCardSignal

EnablinganIntelligentPlanetADSANTECH

魏格和功馥说明

-采样通道数

-输入模式:差分或者单端

-极性:单极性（0~10V）或双极性（+/-5V）

-输入范围、增益

-分辨率：12-b%16-bit

-数据获取方式:轮询，中断,DMA

-采集速率（共享或独享）

-采集时钟：内部，轮询，外部

-FIFO大小

隔离模拟量输入卡

（PCI-1713,PCI-171®）

EnablinganIntelligei

读万卷书行万里路

泪卷清海»

■板卡最多可同时采集的模拟量个数，一^为2M

-研华采集板卡最少为4通道，最多为64通道。

EnablinganIntelligentPlane1ADXANTECH

单端输入：以一个共同接地点为参考点。这

种方式适用于输入信号为高电平（大于一伏），

信号源与采集端之间的距离较短（小于15英尺），

并且所有输入信号有一个公共接地端。如果不能

满足上述条件，则需要使用差分输入。

差分输入：每个输入可以有不同的接地参考

点。并且，由于消除了共地噪声的误差，所以差

分输入的精度较高。

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旗开博胜

--单端模式下，电压输入的参考端为同一个地

-差分模式下，差分通道的配对是固定的(ch0&ch1,ch2

&ch3,ch14&ch15).

-差分模式下的通道数只有单端模式的一半。

-某些板卡允许混合输入的模式

EnablinganIntelligentPlanetADSANTECH

-正极性、负极性或正负极性；

如：0-5V，-5-0V，+/-5V

-量程范围：AD芯片可以量化的最大最小电压范围

如：0-0.05，+/-0.625

■增益二AD芯片的放大倍数

如10倍、100倍、1000倍

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14

分解莪却采羯雌

1.分辨率（12bit、16bit）

模数转换器的转换位数，根据采集设定的量程,

将模拟量线形转换成数据量，如选择-10~+10V的量程,

则0001H（16bitA/D）对应于模拟量

20V/2的16次方=0.305mv,此值即为LSB

2.采集精度（FSB的0.01%±1LSB是什么含义？）

因为采集的过程示仅只取决于板卡的分辨率，好

比PC机的好坏不仅只取决于CPU一样，前段模拟信号的

增益与运放对数据最终的精度非常重要，因此板卡必须

给出采集精度的指标，如上所示得到20Vp.c）1%+

0.305mv=2.305mv而且不同的量程对应于不同的采集精

度。

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数1KWK方式

-软件查询：通过寄存器指令触发的方式，CPU反复检查和

等待，无法以固定速率采集，效率最低，CPU占用率最高

-中断采集：每个数据或FIFO一半时向CPU发送中断通知，

CPU根据通知读取数据，效率很高。

-DMA采集:预先申请DMA通道，在DMA控制器操作下，以

在不受CPU干扰下传送大笔数据。此时CPU可以处理其它任

务,效率最高。

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旗开博胜

■工作原理

伽徐打I；剑琳海

。剂皴蜻嗣IBufChange

inkiiin；aEvent

FAITransfer

1-一次非循环采集的事件会包含两次BufChangeW件。

2.如果薮塘没着莪及时档输到UserBuffer,就会产生溢出事件

3一UserBuffer的天小婆大手或者等于ConversionBuffer.,

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-采集速率：例隹够进行的A/D转换次数>单位S/S>表示

Samples/second。一般为100kS/s、1MS/s等

■采集时钟：用于触发每次A/D转换的脉冲信号。一般区分

为内部时钟和外部时钟。

■FIFO二板卡上用于暂存A/D转换数据的缓冲区。

如1K，4K，32K等

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16

--大部分卡片只有一个ADC器件

=＞采样速率会被所有通道平分

例如：PCI-1711最高采集速率为100KS/S

那么对于每一个通道，

最大传输速率=100kHz/通道数

对通道0~3采集时，

最大采集速率是100kHz/4=25kHz/通道

■■例外：PCI1714/UL的4个通道使用4个ADC

=＞板卡的30MS/S和10MS/S都是针对每个通道的

°不需要再把此速率用通道数量来平分。

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模拟量输出

SystemDA&CCardSignal

L/\/^

•输出值(e＜L234)•电压信号

•虚拟滑块或者旋钮・电流信号

•连续的输出控制

模拟量输出或多功能卡

•生成一个波形

•驱动马达等设备

ISA,PCI,andUSBseries

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旗开博胜

规格蒯功麓毓明

-1■1-

-使用通道数

-极性：单极性或双极性

-分辨率：12bit,14bit,16bit

-数据传输方式:软件轮询，DMA

-输出模式:静态更新或者波形输出(PCI-1712,PCI-

1721)

-FIFO大小

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觐格和功能说吸I

-模拟量输出：数据传输方式

-软件轮询传输：

■前台操作

■无法确定更新速率

=＞静态更新

-DMA传输：

■后台操作

■输出数据直接传递到板载FIFO

•对于PCI卡片，使用总线主控的DMA方式

■最快可以达到10MS/S(PCI-1721)

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数字量输入

SystemDA&CCardOn/Off

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翅鬣糊功能镰明

-数字量I/O的规格说明

-通道数目

-输入方式:TTL电平标准或者隔离数字量输入

-输入范围

-中断功能:事件,状态改变,状态匹配

-数据传输模式:轮询，DMA（仅有PCI-1755）

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旗开博胜

-数字量输入：输入方式

-TTL:

.5V或3.3VTTL电平

■干露点（内部带有上拉电阻）或湿结点

'pull-high

resistor

WKn

—

Buffer

DryContactOpen-►High

Close—►Low

WetContact:20*5.25V0c—►High

0*0.8VocfLow

TTLDI

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■数字量输入：输入方式

-隔离方式：

■利用光隔离器件隔离输入端和逻辑端

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20

数字量输出

SystemDA&CCardOn/Off

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-数字量输出的规格说明

-使用通道数

-输出方式:TTL电平，隔离数字量输出，继电器(A,B,C型)

-输出范围

-输出类型:汇型，源型

-开机状态:保持原有状态,默认状态

-数据传输模式:轮询，DMA(仅PCI-1755)

-看门狗定时器(仅PCI-1758U)

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旗开博胜

-数字量输出：输出类型

,隔离型：

■作为一个开关控制负载回路的通断

・PCOM端作为保护端存在，必须要接

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规格和功能说明

-数字量输出：继电器类型

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22

计数器

SystemDA&CCardSquareWave

r

•示数计・电平信号

•数目显示•连续脉冲信号

计数器卡片

ISA,PCI,andUSBSeries

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翅潞刺磔fig渊班

-计数器的规格说明

-使用通道数

一位数（代表了计数器的最大计数值）

-基准频率（决定了计数器的最大输入脉冲频率）

-PWM

-计数模式

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旗开博胜

让教蛰硼许"貂

-内部带有可编程计数器/定时器芯片

-3个独立的16位计数器，其中每一个单元都带有脉冲输入

、定时输出、门控功能

-可以从2到65535任意设定计数器的计数上限

-最大输入频率为10MHz

■6种计数模式

模式o-在终点计数时中断

模式1-可编程单脉冲发生器

模式2-速率发生器

模式3-方波发生器

模式4-软件触发选通

模式5-硬件触发选通

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计算机总线技术

ISA/EISA总线

ISA——IndustiyStandardArchitecture以IBMPC总线规范为基础

EISA——ExtendedISA

PCI^S

PCIPeripheralComponentInterconnectSpecialInterestGroup（外围部件互联专

业组）,它是一种先进的局部总线•已经成为局部总例撕标海

CPCI^

CompactPCI.中文又称颦凑型PCI•采用欧洲单槽唾双槽结构为机架固定型板卡，同样

具有插槽式结构,功雄扩展方便,值灵活•需要配备标准机架,适用于某些大型系

统，如通信设备•

PO104总线

它时超小型PC微机所用的总线标准•即IEEEP996•采用ISA总痴陋•

Pc~104+当

PC/104增强标准，增加PCI总线定义•

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■由IBM定义，也被叫做AT总线

■易于设计

-数据传输速率：8.33X2=

■不支持即插即用

■只支持16位数据格式

-需要硬件配置

-由于传输速率等性能低于PCI总线，ISA总线正在

逐步被USB、PCI等总线代替。

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目前ISA总线具有1地;宽度，最高工作;位8MHz，

■数据传输蟒达到16R®/s

■地址线为24条，可寻址16岭黄。

-它是在早期62线PC总线基础上再扩展T32则槽形成的。分成62

线和36线两段，共计98线。

98根线分成犊：地址线，线，控制线，时钟线，电源线。

EISA总是再ISA^线的事ffi上，通过增加地址线，线和控制稣

扩充的。支持32位地址，可寻址4GB地址空间，32位娄据宽度，工作

频率位&3MH魂据传输可达33MB/S。

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，;二点埠；

■32位标准总线带宽,最大传输速率133Mbytes/s

-扩展至64位带宽时最大可达到266Mbytes/s

-同时支持5V和3.3VK种电压标准-通用PCI总线

-操作频率最高33MHz

-通过总线管脚完成多设备选通

-通过软件和寄存器进行配置

-可以配合32位或者64位板卡使用

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26

PCI总线的特点

-总线时钟频率微31涮%购斓帆Ite,

■总线宽度短位，扩展到64位

■最大数据传输速率13黜对那，数据宽度升级到64位，数据传输速率可

达266MB/S.

--能自动识别外设。

-多总线共存：通过HOST-PCI,PCUSA/EIS碱接组件可以构成一个

分层次的多总线系统。

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-由PICMG规范定义

-CPCI是以另一种外观出现的PC机用PCI总线的扩展.CompactPCI

使用了VEM总线上使用EuroCardS装外观.

■目前定义为那的（0；（0；>x1颂;麻网（獭次施凝嬲麻网瞬林尺寸

-传输速率，32位-133MB/s,64位-266MB/S

-最多可以支持25«个PCI总线设备

-良好的抗冲击和抗振动性能

-用户可以自由选择前出线或者后出线方式

-特殊的接口设计可以支持热插拔

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•标准欧洲卡尺寸,符合IEEEUOL1结构标准；

■与PCI21电气，加和软件功能：全既魏；

■气密性'高密度2f孔诩器•符合IEC-1076国际标准；

■良好的抗振或和冲击特性；

■金JS前面板,便于安装'固定fil指示；

•现场I/O信号由板后通过针一孔连接筋I出，弹性连接，抗腐蚀、抗廉动性能好；

■标准金属机箱（铝），EMC、ESD性趣好•抗干扰能力强；

■:勒料蝴W噌獴赚.Wfegy》；

■无源母版•标旃槽,可扩展也和伸缩性能好；

■支持混合总线系统•

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:.?-V<-内必心'滑；II

■USB（UniversalSerialBus通用串行总线）

目前使用的大部分PC机都带有此接口

PC机最多可以连接127个外部USB设备（可能需要通过集线器）

支持即插即用

-USB1.1（1996年制定）

最高传输速率可达到12Mbps

至少能向外部设备提供13Mbps带宽

—C/S闻

-USB2.0（2002年制定）

480Mbps数据传输速率=>比前一代标准高出4（磨

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第一步：根据计算机平台选择总线类型

ISAorPCk插入式or»A式(PC/104)、CPCkUSB

第二步：根据实现功能选择具体型号

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选型案例

1MSfev12-bitHigh-SpeedMultifunctionCard

PCI-1712

特点

•16通道单端或者8®道差分或者混合使用的模拟量输入方忒

•12位A/D转换器，最睡集速率可达到1MSfe

•增益可编程设定

•两路12位模拟量输出通道，可编程输出连续波形

•16路数字量输入/输出通道

-3个16位可编程计数蜀定时器，基频可达10MHZ

配线:PCL-10168

端子板:ADAM6968

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选型案例

-客户希望选择一款能够直接进行温度测量的产品

-希望便携，可在不同机器上方便使用

7种热电偶输入

-8路热电偶模块TO点/秒

•16位分辨率

•带有自动校准功能

J0-760C

K0-1370C

T-100-400C

E0-1000C

R500-1750'C

S500-1750C

B500-1800*C

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Q&A

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30

DAQNavi简介

麻司需酬值样的Driver

1

Instant(

SampleO«DAC哂Navi

•incluM-«，-

a*xngnaa«n

Contents

KWelcom

IIRc«aAXa.DAQNav

re*•-#Devii

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SoftwareDevelopmentforAdvantechDAQ

ProductswrthMultipleOSSupports

RSquare

O'10VvDC液et

<1>2,：3：2C

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DAQNavivs.ADSAPI32

1|ADSAPI32|DAQNavi

设计理念硬能的角度实际丽的角度

API介面NativeAPI基于组件的API,OC用导引式

相同的功能,不同的API相同的功鲍,统的API

用户要关注应用和实现用户只蠹笑注应用

卡片功能支持功能.单线程多功能同时运行,多线程

API执行效能执行时间长,资源占用多执行时向短，资源占用少

用户编程娱概念混淆,文档不清，概念明确，文档详尽

范例复杂.测试目的范例简化，教学目的

支持Mfl逐统支持X64

运行环境Win95-XP32位Win2000-Win764fir

^^持多核CPU支持多核CPU

研发技术支持只修改必要的bug向，全面

不做结构性修改不g增嘴牲

新设备不提供旧Driver

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DAQNavi名字=DAQ+Navigator

内部结构——演进的能力对夕K口——引导用户简单上手

"Bionic""Navigate"

:导引

引导他完成安

装，测试，编程,

发布等每f

JFT5.

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DAQNavi关键概念

从应用场景出发Scenarios用向导引领用户上手Wizard

场景是应用案例的统一的Wiz2rdi任何

抽象，同一类应用编程语言和开发环

操作流程的样板境下朝一致的向

导，一^^^引领

解放用户精力，更

用户配置他的应用

关注于应用而不是硝.

实现.

配置与运行相Config&Run组件式编程ComponentStyleSDK

使用对话框进行配Control面向对象

置,无需编荏保存的组件式开发工

后照此运行.昊亲近大自然

减轻编程负抵功的编程语言，更

能执行更加快速易WB掌握.

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