基于pci数据采集卡和labview的智能传感器测试平台

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1、万方数据中同恹露镢表CHINAINSTRUMENTATION2009年第10期TECHNICALEXPLORATIONI技术探讨基于PCI数据采集卡和LabVIEW的智能传感器测试平台IntellectualSensorTestSystemBasedonPXIBusandLabVlEW鍪器羹麓0鬻籼嘶∽摘要：在传统的传感器测试系统中，存在着系统配置时间长、测试精度低、工作量大的问题。为解决系统存在的不足．利用通用性强的PCI接口和先进的图形化语言LabVIEW研制开发了智能传感器测试平台。该系统能够实现传感器的即插即用和自动配置，大大缩短了配置系统的时间。由于信号调理部分嵌入了独立数据采集

2、系统，它同时也是一种USB接口的智能传感器测试信号采集系统，能够对采集的数据进行实时分析，从而更陕地得出试验结果。关键词：PCI虚拟仪器传感器测试Abstract：Therearemanyshortagesinthetraditionsensortestsystem，forexamplelongconfiguringtime，highworkloadandlowprecision．Inordertosolvetheseproblems，atypeofintellectualsensortestsystembasedonPXIbusandLabVIEWisdesigned，theplug—a

3、nd—playsensorsarerealized，andthesystemconfigurationispredigesteddeeply．BecauseoftheembeddedindependentDAQsystem，it'saUSBintellectualsensortestsignalDAQsystem，andtestingresultsarereceivedquicklybyreal·timeanalyzingdata．Keywords：PCIVirtualinstrumentSensortesting哈尔滨市科技创新人才研究专项资金(项目编号：2007RFXXG049)传统的

4、诊断检测系统需要人工配置传感器工作参数和相关设备的工作范围及量程，还存在采用不同的传感器需要更换不同仪器的问题，给测试工作带来了很大的不便。现代的诊断检测技术的发展使检测系统可以进行多通道、多传感器的数据采集和处理。本文的设计就是利用NI公司的PCI-6221数据采集卡和自主设计的信号调理单元作为硬件基础，并以LabVIEW软件为测试程序开发平台，可完成多种传感器的测试信息获取和处理任务，具有硬件配置灵活、通用性强和开发周期短等特点，实现多类型传感器的自动配置和测量，从而节省配置时间和劳动量，及时快速地得出测试信息。1硬件总体方案本文设计的智能传感器测试平台可与PCI．6221数据采集卡联

5、合使用，也可独立作为传感器测试数据采集器，因此需要嵌入式微控制器作为主控单元。如图l所示，与PCI一6221联合使用时，利用PC机的LabVIEW程序控制整个测试过程；独立使用时由信号发生单元、温度控制／81U量单元、信号调理单元及嵌入式微控制器构成数据采集的主要部分，再EhUSB接口将数据实时送给PC机的LabVIEW进行处理和显示。其中，传感器模块被放置于受控的温度环境中，接收外部激励信号，测试信息被送入信号调理单元；嵌入式微控制器采用NXP公司的32位ARM内核控制器LPC2368，它除了基本片内外设，还集成了USB2．0全速接口，但由于它本身不能产生所需的激励信号，故本系统利用额外

6、的激励信号发生单元来弥补这一需要；激励信号发生单元采用DDS技术和PLD来实现，具有可重构性，为系统升级打下基础；线或结构用于万方数据技术探讨lTECHNICALEXPLORATIONCHINAINSTRUMENTATION中周佤嚣豫表0SBI』‘USB血印船GPIo嵌人式微控制器D^C一温度控制／L—一L一——’^DCr=1测吊单元广—：3三二=_——1．L__：●；：一If亩号调理1．1^DC^Dcf_州采集乍峨rl椿几睾串‘持JII．．．．．．．．．．．一线缆—^GPIoGPlO-VwDIIHvb”、r———一图I系统结构接收PCI数据采集卡和嵌入式微处理器的数字量控制信号，以兼容两

7、种不同的数据采集控制器．但系统工作时只能使用其中之一作为控制器，而空闲控制器则将数字信号的电平设置为低即可。2信号调理单元信号调理单元作为数据采集设备和传感器之间的接口，具有重要地位，本系统为满足不同种类传感器的{贝9试需要，设计了几种典型的信号调理单元。本文以电桥前置电路为例进行说明。图2示出一个电桥信号调理电路，一种典型的仪表放大器应用。当检测信号时，电桥电阻器阻值改变，使电桥失去平衡并且在电桥两端产生一个差分的电压