第八章LabVIEW数据采集与仪器控制

第八章LabVIEW数据采集与仪器控制

基于LabVIEW的虚拟仪器 设计自动化学院 控制工程系 王辉

第八章LabVIEW数据采集与仪器控制

第10章 数据采集与仪器控制

10.1 数据采集

10.1.1 数据采集系统的构成

10.2 仪器控制

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10.1 数据采集

数据采集(Data AcQuisition,DAQ)是指 从传感器和其它待测设备等模拟或数字被测单 元中自动采集信息的过程。 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件 产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。 一个完整的DAQ系统包括传感器或变换器、信 号调理设备、数据采集和分析硬件、计算机、 驱动程序和应用软件等。

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10.1.1 数据采集系统的构成

典型的基于PC的数据采集(DAQ)系统

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10.1.1 数据采集系统的构成

1. 传感器和变换器传感器感应物理信息并生成可测量的电信号。 例如热电偶、电阻式测温计(RTD)、热敏电 阻器和IC传感器可以把温度转变为ADC可测量 的模拟信号。

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10.1.1 数据采集系统的构成

2. 信号调理

从传感器得到的信号可能会很微弱，或者含有大量噪声，或者是 非线性的等等，这种信号在进入采集卡之前必须经过信号调理。 信号调理的方法主要包括放大、衰减、隔离、多路复用、滤波、 激励、冷端补偿等

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10.1.1 数据采集系统的构成

3. 数据采集设备通过信号调理后的信号就可以与数据采集设备 连接了。通常情况下数据采集设备是一个数据 采集卡，与计算机的连接可以采用多种方式。 NI的数据采集设备支持的总线类型包括PCI、 PCI Express、PXI、PCMCIA、USB、 CompactFlash、Ethernet以及火线等各种总 线。 数据采集卡的功能包括模拟输入、模拟输出、 数字I/O、触发采集和定时I/O。

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10.1.1 数据采集系统的构成

4. PC与软件 软件使PC与数据采集硬件形成了一个完整的数 据采集、分析和显示系统。 软件分为驱动程序和上层应用程序。

驱动程序可以直接对数据采集硬件的寄存器编程， 管理数据采集硬件的操作并把它和处理器中断、 DMA和内存这样的计算机资源结合在一起。驱动 程序隐藏了复杂的硬件底层编程细节，为用户提 供容易理解的接口。一般来说，硬件厂商在卖出 硬件的同时也会提供驱动程序。 上层应用程序用来完成数据的分析，存储和显示 等。LabVIEW就是一个极佳的开发上层应用程序 的开发平台。

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10.1.2 NI-DAQmx

1. Measurement & Automation Explorer (MAX)

快速检测及配置所有硬件 通过测试面板验证硬件的运作状况 实施简便、交互式的测量 给Ι/Ο通道命名

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创建一个新的通道配置文件(1)

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配置通道的设置和测试

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10.1.2 NI-DAQmx

2. DAQ助手(DAQ Assistant)DAQ助手提供了一个对话框式的向导用

于测量任务的配置、测试 和自动代码生成。配合Express VI,通过DAQ Assistant可以在 数分钟内搭建一个专业的数据获取系统。

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10.1.2 NI-DAQmx

配置虚拟通道

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10.1.2 NI-DAQmx

自动生成代码

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10.2 仪器控制简介

仪器控制是指通过PC上的软件远程控制总线上的一 台或多台仪器。 它比单纯的数据采集要复杂的多。它需要将仪器或设 备与计算机连接起来协同工作，同时还可以根据需要 延伸和拓展仪器的功能。 通过计算机强大的数据处理、分析、显示和存储能力， 可以极大的扩充仪器的功能，这就是虚拟仪器的基本 含义。

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10.2 仪器控制简介

一个完整的仪器控制系统除了包括计算机和仪 器外，还必须建立仪器与计算机的通路以及上 层应用程序。

通路包括总线和针对不同仪器的驱动程序 上层应用程序用于发送控制命令、仪器的控制面板 显示以及数据的采集、处理、分析、显示和存储等。