labview用户手册测量基本原理

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1、4测量基本原理本章向您介绍对于数据采集设备和测量仪器的您需要熟悉的测量的概念。信号采集信号采集是一个转换物理量到电脑可以使用的数据的一个过程。测量开始于一个传感器转换物理现象到电信号。传感器可以生成电信号去测量类似温度，力，声音或光等物理现象。表4-1列出了一些通用传感器。表4-1现象和传感器现象传感器温度热电偶电阻式温度检测计温度计集成电路传感器光真空管光电传感器光敏电阻声音麦克风力和压力应变片压电式传感器测压元件位置（移位）电位计 线性差动变送器变压器（LVDT）光编码器流量水头流量计旋转流量计超声波流量

2、计pHpH电极信号源使用接地和未接地信号源的模拟输入采集。接地的信号源接地的信号源是一个电压参考系统地的信号源，例如地球或建筑物的地，如图4-1所示。因为这样的源使用系统接地，它们与测量设备共享一个公共地。最常见的接地源的例子是通过墙上电源插座插入建筑地的设备，如信号发生器和电源。注释：两个独立信号源的地通常不具有相同的电势。两个连接相同建筑地的仪器的电势差通常在10mV到200mV。如果配电电路连接不正确，电势差还将更高，这就造成了接地环路的现象。图4-1接地信号源未接地信号源在一个未接地信号源内，电压信号

3、没有参考任何公共地，例如大地或者是建筑地，如图4-2所示。常见的未接地信号源的例子有电池，热电偶，变压器和隔离放大器。注意在图4-2内，没有源的终端连接到像图4-1所示的电源插座地。每一个终端都与系统地独立图4-2未接地信号源信号调理信号调理是一个测量和操纵信号以提高准确度、隔离、滤波等的过程。为了测量来自传感器的信号，你必须把他们转换为数据采集设备能接受的形式。举个例子，热电偶的最大输出电压非常小而且对噪声很敏感。因此，你需要在热点输出电压数字化之前将他放大。这个放大就是信号调理的过程。信号调理的通常类型包

4、括放大，线性化，传感器激励和隔离。图4-3显示了一些通常的传感器和信号类型和每个需求的信号调理低通滤波器有高频噪声的信号交流转换负载或大电流机电式继电器或固态继电器共模或高压隔离放大（光学隔离）应变计电压激励，桥式接线，线性化电阻式温度检测计热电偶放大，线性化和冷锻补偿电流激励，四线和三线接线，线性化信号调理传感器/信号图4-3传感器/信号的通常类型和信号调理放大是最通常的信号调理方式，放大电信号提升数字化信号结果的准确性，减少噪声的影响。放大在数据采集设备和SCXI模块（图4-4标记的外部放大）的低电平信号

5、离信号源最接近用来提高信噪比（SNR）。为了尽可能的提高精读，放大信号以便于最大电压范围等于模拟数字转换（ADC）的最大输入范围。数据采集设备仪器放大器导线噪声外部放大器低电平信号图4-4源附近放大信号来增加信噪比（SNR）如果你在数据采集设备中放大信号，随着噪声测量和数字化的信号可能已经进入导线，它降低了信噪比。但是如果你用SCXI模块在信号源附近放大信号，噪声对信号的影响会更小，而数字化表示更好地反映了原来的低电平信号。参考NationalInstruments网页到ni.com/info，进入网页到信息

6、代码exd2hc获得更多模拟信号信息。提示这里有一些方法降低噪声：1．使用屏蔽电缆或双绞线电缆。2．最小化线长以降低导线获得的噪声。3．保持交流线远离交流电源和监控以减少50Hz到60Hz的噪声。线性化很多传感器例如热电偶对测量的物理量的改变有非线性响应。LabVIEW可以线性画来自传感器的电压电平。这样你就可以电压测得的现象缩放电压。LabVIEW对来自应变计，电阻式温度检测计，热电偶和温度计的转换电压提供缩放功能。传感器激励信号调理系统可以产生一些传感器对操作要求的激励。应变计和电阻式温度检测器各自要求外

7、部电压和电流。以激励其电路测量物理现象。这种激励类型类似于需要功率接受和音频信号解码的无线电。隔离用信号调节的另一种常见的方法是隔离来自计算机用于安全目的的传感器信号，当信号您的显示器中含有电压尖峰可能会损坏计算机或危害操作者，没有某种类型的隔离，信号不会直接连接到数据采集设备。你可以使用隔离来确保地的电势差来影响数据采集设备的测量。当您的数据采集设备和信号不能够参考相同的地电势，接地环路就有可能发生。接地环路可能会引起测量信号不准确的表示。如果在信号地和数据采集设备地电势差很大，可能会损坏测量系统，使用隔离

8、的信号调理模块可以消除接地环路以确保信号可以准确地测量。测量系统您可以根据您使用的硬件和您需要的测量配置测量系统差分测量系统差分测量系统类似于未接地信号源因为你采取的测量遵循浮动地不同于测量系统的地。差分测量系统的输入没有固定的基准，例如大地或建筑地。手持式，电池供电的仪器和用仪器放大器的数据采集设备是差分测量系统的一个例子。一个典型的美国国家仪器设备使用如图4-5所示的八通道差分测量系统。当只有一