基于labview和小波分析理论数据采集与处理系统研究

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1、万方数据摘要：通过LabVEw直观的图形化界面对电测法得到的信号进行采集，MATLAB强大的数学计算功能，可以补充LabVlEw的开发功能不足，在LabVlEw中通过MATLABscriptNode调用MATLAB中小波函数程序对有噪声信号进行消噪处理的方法。这种方法充分利用了LabVIEW和MATLAB了优点，实现了两者的有机结合，为后期的缺陷定位分析打下了坚实的基础。关键词：LabVIEW；小波变换；MATLAB；数据采集中图分类号：029TP391文献标识码：A文章编号：1006—883×(2∞7)04一004

2、1一04赵冬梅王雅萍江涌朱目成《●一、引言Labvmw(LaboratoryvinIlalhlstnlmentEngineeIingwbrkbench)是由美国NI公司(NaIionalInstmments，国家仪器公司)推出的一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件，是一种崭新的图形化编程语言(G语言)和开发环境，其源程序完全是图形化的框刚11，避免了传统语言线性结构的困扰。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，被公认为是标准地数据采集和仪器控制软件【2】。小波变换是近年来在傅里叶变换的基础上发展起来的一种新的数

3、学方法，它在时域和频域内都具有良好的局部化性质‘3】【4】【51，小波变换的模局部极大值可用作分析信号的不连续性，即信号的奇异性提供了足够的信息，因此小波变换可作为检测瞬态信号的有力工具。同传统的信号处理方法相比，小波变换越来越多的被理论工作者和工程技术人员所重视和应用，尤其在损伤检测领域中应用更广。本文中我们利用Labvmw程序开发环境对由电测法得到的有缺陷梁上的信息进行采集，然后用调用M棚，AB中的小波函数对采集到的信号进行去噪声处理，为进一步确定缺陷位置和损伤程度打下良好的基础。二、系统硬件的组成测试系统硬件由

4、传感器、动态电阻应变仪、数据采集卡和计算机组成，如图1所示。现代自动监测和自动控制都离不开传感器，它是测试与控制系统的首要环节，它能把被测物理量自接转换为与之有确定对应关系的并容易检测的电信号输出，以满足信息的传输、记录、显示、分析、处理以及控制等要求。我们用的是工程中常用、安装最方便而便宜的电阻应变片。由于应变片输出的信号一般比较微弱，数据采集系统的信号调理模块就是对传感器输出信号进行放大以提高信号的精确度。本系统采用的是北戴河实用电子技术研究所sDY210l动态电阻应变仪，它具有自动平衡功能，主要用于实验应力分析

5、及动力强度研究中，对结构及材料的任意变形进行动态应变测量，具有多通道组合、体积小、重量轻，便于携带和搬运等特点。仪器频带宽、校准方便，配接不同类型的应变片及应变式传感器，可以实现应力、拉力、压力、速度、加速度、位移、扭矩等多种物理量的测量。2仪)7．4Sens翻协f皤dwww．sen80nvO衄。∞m．cn万方数据数据采集用的是NIPcI．601316路模拟输入多功能数据采集卡，具有200kS，S的采样率、16位的采样精度、8路的双端差分输入，在0EM产品中具有广泛的应用市场，同时也适合应用在实验室自动化、研发、设计

6、验证，测试或工厂生产测试中。支持模拟输出，静态数字I／o，和计数器，定时器的I幻操作。支持开发工具LabvⅢW'CvI，和visualBasic和ⅥsualStudio．NET等。可直接插在PCI插槽上。由于不同用户有不同的应用要求，数模转换的启动可以使用程序或者定时器定时触发启动方式。计算机是整个测试系统的核心，在系统中担负用户命令接受及实验数据采集、数据显示、数据存盘、数据分析和数据传输等任务。由图1可以看出，系统的工作原理是动态电阻应变仪对电阻的产生的弱电信号进行适当的调理，通过A，D转换进行数字化。然后计算机

7、通过软件对信号进采集、显示、存储和处理。三、系统软件程序的设计由于采用了虚拟仪器的设计思想，因此软件设计也就成了本设计的关键部分，设计中使用了Labvmw7．0Exppress大大缩短了应用软件的开发周期。系统的软件主要包括信号数据的采集存储和分析两大模块组成。软件用户界面是一个应用程序最重要的部分，对用户而言，界面就是应用程序，他们感觉不到幕后正在执行的代码。不论花多少时间和精力来编制和优化代码，应用程序的可用性仍然在很大程度上依赖于界面的好坏。1、软件设计步骤LabVⅢW软件设计分为四步：(1)创建前面板：前面板

8、是图形化用户界面，用于设置输入数值和观察输出量，它模仿了实际仪器的面板。前面板包含了旋钮、按钮、图形和其它控制与显示对象。通过鼠标和键盘输入数据、控制按钮，可在计算机显示器上直接观看结果。(2)创建框图程序：在前面板窗口的主菜单windows中选择ShowDiagmm，将前面板窗口切换到框图程序窗口，此时会看到与前面板对象对应的端口。根据需要在