文档介绍：第一节概述LabVIEW的数据采集(DataAcquisition)程序库包括了许多NI公司数据采集(DAQ)卡的驱动控制程序。通常,一块卡可以完成多种功能-模/数转换,数/模转换,数字量输入/输出,以及计数器/定时器操作等。用户在使用之前必须DAQ卡的硬件进行配置。这些控制程序用到了许多低层的DAQ驱动程序。本课程需要一块安装好的DAQ卡以及LabVIEW开发系统。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。但是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。上图中描述了插入式DAQ卡。另一种方式是外接式DAQ系统。这样,就不需要在计算机内部插槽中插入板卡,这时,计算机与DAQ系统之间的通讯可以采用各种不同的总线,如USB,并行口或者PCMCIA等完成。这种结构适用于远程数据采集和控制系统。模拟输入:当采用DAQ卡测量模拟信号时,必须考虑下列因素:输入模式(单端输入或者差分输入)、分辨率、输入范围、采样速率,精度和噪声等。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。差分输入方式下,每个输入可以有不同的接地参考点。并且,由于消除了共模噪声的误差,所以差分输入的精度较高。输入范围是指ADC能够量化处理的最大、最小输入电压值。DAQ卡提供了可选择的输入范围,它与分辨率、增益等配合,以获得最佳的测量精度。分辨率是模/数转换所使用的数字位数。分辩率越高,输入信号的细分程度就越高,能够识别的信号变化量就越小。下图表示的是一个正弦波信号,以及用三位模/数转换所获得的数字结果。三位模/数转换把输入范围细分为23或者就8份。二进制数从000到111分别代表每一份。显然,此时数字信号不能很好地表示原始信号,因为分辩率不够高,许多变化在模/数转换过程中丢失了。然而,如果把分辩率增加为16位,模/数转换的细分数值就可以从8增加到216即65536,它就可以相当准确地表示原始信号。增益表示输入信号被处理前放大或缩小的倍数。给信号设置一个增益值,你就可以实际减小信号的输入范围,使模数转换能尽量地细分输入信号。例如,当使用一个3位模数转换,输入信号范围为0到10伏,上面的图显示了给信号设置增益值的效果。当增益=1时,模/数转换只能在5伏范围内细分成4份,而当增益=2时,就可以细分成8份,精度大大地提高了。但是必须注意,此时实际允许的输入信号范围为0到5伏。一但超过5伏,当乘以增益2以后,输入到模/数转换的数值就会大于允许值10伏。总之,输入范围,分辩率以及增益决定了输入信号可识别的最小模拟变化量。此最小模拟变化量对应于数字量的最小位上的0,1变化,通常叫做转换宽度(Codewidth)。其算式为:输入范围/(增益*2^分辩率)。例如,一个12位的DAQ卡,输入范围为0到10伏,增益为1,。而当输入范围为-10到10伏(20伏),。采样率决定了模/数变换的速率。采样率高,则在一定时间内采样点就多,对信号的数字表达就越精确。采样率必须保证一定的数值,如果太低,则精确度就很差。下面的图表示了采样率对精度的影响。根据耐奎斯特采样理论,你的采样频率必须是信号最高频率的两倍。例如,音频信号的频率一般达到20KHz,因此其采样频率一般需要40KHz。平均化。噪声将会引起输入信号畸变。噪声可以是计算机外部的或者内部的。要抑制外部噪声误差,可以使用适当的信号调理电路,也可以增加采样信号点数,再取这些信号的平均值以抑制噪声误差,这样误差可以减小到乘以下面的系数:例如,如果以100个点来平均,则噪声误差将减小1/10。第二节数据采集VI程序的调用方法LabVIEW的DAQ程序包括模拟输入、模拟输出、计数器操作、或者数字输入、输出等。你可以在框图程序窗口下选择DataAcquisition。再在此子模板下,可以看到6个子模板:AnalogInput,AnalogOutput,DigitalI/O,Counter,CalibrationandConfiguration和SignalConditioning。在上述6个子模板下,每个子模板又分成EasyI/OVis,IntermediateVis,UtilityVis和AdvancedVis。下面我们以AnalogInput子模板为例进行解释。如图所示,在其顶层是简单模拟量输入VI程