数据采集基础课件.ppt

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1、第二章数据采集基础薛海涛引言LabVIEW是一个功能强大的仿真工具，常用于从外部数据源获取数据，并拥有众多与这些功能实现相关的专用VI。如，LabVIEW能够控制插卡式数据采集或DAQ设备采集或产生模拟信号和数字信号。可以使用DAQ设备和LabVIEW监控温度、向外部系统发送信号、检测未知信号的频率。LabVIEW也可以通过GPIB（通用功能接口总线）总线或计算机内的USB接口、以太网、IEEE1394及串口很容易实现数据传输。GPIB常用来与示波器、扫描仪和万用表通信，实现从远端遥控仪器。LabVIEW能够控制复杂的VXI硬件仪器系统、以太网或USB接口的仪器

2、。在采集或收到数据后，可以使用LabVIEW的很多分析VI对数据进行处理和操作。除了仪器以外，LabVIEW与其他软件和计算机共享数据也是非常有用的。LabVIEW拥有的内置函数能够使这个过程更加简单，他支持各种网络协议，能够调用外部已有的代码、动态链接库（DLL）和ActiveX组件。一、什么是数据采集1、数据采集：DataAcquisition，简称DAQ。是实现测量现实世界信号如温度、压力、位移、转速、电压等物理信息，并把这些信息发送到计算机用于处理、分析、储存或其他数据操作的过程。搭建数据采集系统时有很多种形式，比如可以用计算机的串口，也可以用插卡式DA

3、Q设备。不同类型的数据采集系统，其成本、计划及灵活性不同。采用哪种架构的数据采集系统，取决于要采集的信号形式。2、信号形式信号是任意的物理量，其量级和随时间的变化包含有特定的信息。在对信号测量之前，为了能让DAQ设备直接测量，首先必须将各种物理信号转换为电信号，如电压或电流。这种转换是由传感器来完成的。将物理量转换为电信号后就可以测量了。根据信号传递的信息可将信号划分为5种。信号的五种分类信息状态速率幅值形状频率onofft1-0-t0.985ttf信号模拟量数字量开/关信号脉冲队列直流信号时域信号频域信号3、传感器：现实世界中的各种物理量要经过传感器感应这些物

4、理现象并按比例产生电信号。传感器所产生的电信号与所监测的物理现象直接相关。使用传感器可以将温度、压力、声音、光、湿度、速度、流量等物理现象转换为可测量的电信号。传感器阵列：一个传感器只能测量空间中一点的物理量，如果用大量的传感器用于测量不同物体，就可以把现现实世界正在发生的事情描绘成更清晰的图片，如数码相机、麦克风阵列等。那么，能否把传感器的输出直接接到DAQ设备上？4、信号调理为了能在DAQ设备上对信号进行数字化而对其才起的处理操作，必须尽可能的把干净的信号送到DAQ设备，对于电压和电流要在DAQ设备的限制以内，应用程序才能获得足够的精度。电压范围一般±5V或

5、0-10V，电流一般20mA。数据采集系统功能框图低电压信号电流输入/输出RTDs和热敏电阻热电偶应变仪隔离放大噪声滤波电流与电压的转换;隔离，放大，噪声滤波隔离，放大，噪声滤波冷端补偿激励电源隔离，放大，噪声滤波激励电压全桥和半桥设置隔离，放大，噪声滤波多功能I/O3、信号调理：用于调理由传感器产生的电信号，使其成为DAQ设备能够接受的信号形式。一般信号调理模块应能完成放大、限幅、线性化、滤波、隔离等功能。二、什么是GPIB1965年，惠普公司（Hewlett-Packard）设计了惠普接口总线（HP-IB，用于连接惠普的计算机和可编程仪器。总线是计算机和仪器

6、之间传输数据的手段，HP-IB提供了一个非常必要的规则和协议来管理这种通信。由于其高转换速率（通常可达1Mbytes/s），这种接口总线得到普遍认可，IEEE（美国电气和电子工程师协会）在1975年对其进行了标准化，成为著名的IEEE-488-1975和ANSI/IEEE标准488.1-1987。后来，GPIB比HP-IB的名称用得更广泛。ANSI/IEEE488.2-1987加强了原来的标准，精确定义了控制器和仪器的通讯方式。可编程仪器的标准命令（StandardCommandsforProgrammableInstruments,SCPI）采纳了IEEE48

7、8.2定义的命令结构，创建了一整套编程命令。GPIB以字节为单位传输数据，所传输的消息通常是以ASCII码编码的字符串。GPIB是并行总线，可以用于多个仪器通信。每一个设备，包括计算机接口板，都应该有一个唯一的从0到30的GPIB地址，通过该地址就能制定数据源和目标。一般将0分配给GPIB接口板。GPIB需要一个控制器，通常是计算机，用来控制总线管理的功能。在总线上传输仪器命令和数据时，控制器制定一个发送（讲）者和一个或多个接收（听）者，然后数据串通过总线从发送者传送到接收者。将GPIB作为虚拟仪器的一部分使用时，需要GPIB接口板或外部接口盒，GPIB电缆、L

8、abVIEW、计算机和与