文档介绍：《精通LabVIEW 程序设计》 一书随书课件
清华大学张桐
概述
数据采集系统的基本构成
采样定理的应用
信号分类和信号调理
测量系统的连接
数据采集驱动程序NI-DAQ
模拟I/O参数的选择
模拟输入
模拟输出
NI-DAQmx模拟I/O
第 6章数据采集
本章实例列表
例6-1 单点采集实例
例6-2 使用易用VI进行波形采集实例
例6-3 使用中级VI进行波形采集实例
例6-4 使用中级VI进行连续采集实例
例6-5 单点输出实例
例6-6 使用易用VI进行波形输出实例
例6-7 使用中级VI进行波形输出实例
例6-8 使用实用VI进行连续输出实例
例6-9 使用MAX创建任务实例
例6-10 使用DAQ Assistant创建任务实例
例6-11 使用NI-DAQmx VI创建任务实例
内容提要
数据采集(Data Acquisition)是利用LabVIEW所构建的数据采集系统或自动测试系统的重要功能之一。
本章着力于介绍数据采集的基本概念和原理,以及利用LabVIEW构建数据采集系统的通用方法。
通过本章的学习,读者应该能够对数据采集的基本概念和一般原理有所了解,并且能够使用LabVIEW按照实际需求搭建一般的数据采集系统。
概述
数据采集是指从系统外部采集数据并进行转换后传输到系统内部的过程,能够提供这一功能的完整系统被称为数据采集系统(Data Acquisition System)。
构建数据采集系统时仍然需要注意一些基本原则,如:数据采集系统各单元的选型和配置原则、采样定理的应用原则、特定的采集信号的类型和特点、信号调理的基本概念、测量系统的连接方式、数据采集驱动程序的调用方法、特定的数据采集卡的设置和使用方法等。
利用LabVIEW构建数据采集系统时,常使用NI公司所提供的数据采集驱动程序NI-DAQ,最常用的VI可以分为如下几类:模拟输入、模拟输出、数字I/O。
数据采集系统的基本构成
驱动程序提供对底层硬件设备的驱动功能,如NI-DAQmx、Traditional NI-DAQ、NI-VISA等;
应用程序编程接口(Application Programming Interface,简称API)将常用的采集步骤封装为一系列子VI或者子函数供用户使用,使得用户可以不必关心驱动程序的细节,熟悉API的使用方法后直接调用即可;
虚拟仪器开发工具,如LabVIEW、LabWindows/CVI、Measurement Studio等。
采样定理的应用
通常在采样器和模拟/数字转换器(ADC)之间加一个低通滤波器,可以保证低频信号通过并且衰减高频信号,从而保证所有频率分量都在适当的范围内。
执行这种功能的滤波器常被称为抗混叠滤波器,许多数据采集卡或数据采集设备都已经通过硬件方式实现了抗混叠滤波器。
信号分类和信号调理
常见的信号调理方法有放大、滤波、隔离、激励、线性化等。
放大:对微弱信号进行放大的主要目的有两个,一是将信号电压范围调理到与ADC的量程范围相适应,二是提高信噪比。
滤波:滤波的主要目的是将无用的噪声或者不需要的频率成分从信号中滤除。
隔离:在不适宜直接通过电连接方式传递信号时需要进行隔离。
隔离方式包括变压器隔离、光电耦合和电容耦合等。
激励:有些传感器或变换器需要外界电流或电压激励源才能正常工作,例如测量压力用的应变片,以及测量温度用的热敏电阻等。
线性化:某些传感器的输入输出特性并非完全线性化的,如果不进行线性化补偿就会增加测量误差。
测量系统的连接
测量系统的连接方式可以分为如下三类。
差分(Differential)连接方式
参考地单端(Referenced Single-Ended,简称RSE)连接方式
无参考地单端(Non- Referenced Single-Ended,简称NRSE)连接方式
数据采集驱动程序NI-DAQ
NI-DAQmx与Traditional NI-DAQ相比,有如下突出的新特性。
(1)更轻松地添加DAQ API的新特性和新设备
(2)更有效的多线程数据采集
(3)提高了数据采集性能
(4)提高了驱动性能和可靠性
(5)更便利的使用方式