实验四数据采集虚拟仪器设计.doc

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1、实验四：数据采集虚拟仪器设计电气工程学院测控技术与仪器1201班麻豪杰6一、实验目的1、练习labVIEW的编程能力。2、熟练掌握DAQ的使用方法，理解数据采集功能。二、实验内容：设计一个基于labVIEW的数据采集的虚拟仪器，本实验设计基于Labview的温度控制器。三、实验环境：labVIEW8.6、NI-DAQmx14.0、计算机四、实验步骤：1、前面板的设计启动LabVIEW8.6后，在启动界面上选择新建VI，创建一个新VI，然后按下面的步骤进行设计。（1）在控件选板的【经典】→【经典数值】面板上选择“温度计”控件，放置到前面版设计窗口的合适位

2、置。（2）在控制选板的【经典】→【经典波形】子选板中选择【波形图】控件，放置到前面板设计窗口的合适位置。（3）在控制选板的【经典】→【经典Ｉ／Ｏ】子选板中选择两个【波形】控件，放置到前面板设计窗口的合适位置。然后，用鼠标右键单击该控件，在弹出的快捷菜单中外观选项中“标签”选择可见，分别为“通道一波形数据”、“通道二波形数据”。（4）在控制选板的【经典】→【经典布尔】子选板中选择“圆形按钮”控件，放置到前面板设计窗口的合适位置。然后，用鼠标右键单击该控件，在弹出的快捷菜单中，标签改为“滤波开关”。（5）在控件选板的【新式】→【修饰】子选板中选择“标签”控

3、件，放置到前面板设计窗口的合适位置，并输入文本“基于LABVIEW数据采集卡的多通道数据采集系统”。（6）在控件选板的【新式】→【修饰】子选板中选择“平面凹框”控件，放置到前面板设计窗口的合适位置，并设置合适的大小。完成以上6个步骤后的虚拟数据采集系统的前面版如图所示。图1数据采集前面板2、程序框图的设计（1）首先要创建一个DAQ助手，在流程图设计窗口中打开【函数】模块,执行【函数】→【express】→【DAQ助手】调入DAQ后，用右键单击调入的“DAQ助手”，选择【属性】选项，就会出现如图2所示。在生成信号中选择【模拟输出】→【电压】输出，选择通道

4、a1和a0，设置模拟输入系统为ＲＳＥ，采样点数100采样频率1000Hz，DAQ创建完成。图2创建DAQ（2）将外部信号从DAQ导入，再将其分成两路就得到了两路信号，图3是本设计接收信号的程序框图的设计。图3接收信号的程序框图3、信号的滤波处理在实际应用中几乎所有的数据采集系统，都会不同程度的受到来自电源线的50HZ工频干扰。因此在设计程序框图时因该设置低通滤波器，最大限度的剔除50HZ噪声。交流信号往往需要抗混叠滤波器，它具有非常陡峭的截止频率，几乎可以将除了有用频率外的所有噪声信号剔除。图4温度显示程序框图用条件结构来控制滤波功能的使用，为真时通过

5、滤波器进行滤波，前面板有相应控制按钮。用来决定是否使用滤波功能。对此滤波器的设置如下：因为数据采集系统设计中涉及的最大干扰为50Hz工频电压干扰，因此我选择了低通滤波器，并且设置其截止频率为40Hz，目的是使干扰信号最大限度的剔除。4、信号存储部分设计我们要对采集的数据进行存储，因此用电子表格对这些数据进行存储，电子表格是一种特殊的文件，数据记录文件只需进行少量处理，因而其读/写速度更快，数据记录文件将原始数据块作为一个记录重新读取，无需读取该记录之前的记录，因此简化了数据查询的过程。仅需记录号就可以访问记录。虚拟仪器的对文件的存储功能使编程者带来了很

6、大的方便。图5信号存储程序框图当按下前面板的存储键时,开始对数据进行存储,再按一下则停止当前存储,我用条件结构来实现对存储数据的控制.上图中的电压值和温度值为创建的局部变量，用来实现与采集数据的同步，她们有for循环中的循环次数Ｉ构成数组，一起存入电子表格中，其中我把电压值存在Ｄ盘的lxm1中，把温度值存在D盘的lxm2中。这样就可以对数据进行实时存储了。5、工作演示首先我们需要采集两路信号，直流电压0到5伏，还有温度信号，因为我们没有适当的传感器设备，因此我们两路均用直流信号来模拟。下图是没添加滤波时的输入信号前面板波形显示：因为数据采集卡DAQ上有

7、两路模拟通道输入端，因此面板上显示两个波形，类似于50Hz正弦信号的波形是我们输入的0到5伏直流电压信号，理想状态下的输入信号应该为一条直线，因为存在较为严重的工频干扰，导致信号严重失真。波形2是模拟输入的第二个通道，因为此通道没有连电源线，因此干扰较小，趋近于一条直线。波形图2是没通过滤波器的结果，因此与图1相同。由上图可以看出输入信号存在较为严重的干扰，因此需要对其进行滤波下图是滤波前与滤波后的两路波形对比图：从波形图的对比可以看出通过截止频率为40Hz的低通滤波器对信号的处理，基本上把高于40Hz的信号滤掉，使我们得到了较为准确的直流信号，并且通

8、过电位器可以得到0到5伏之间的任何一个电压值。第二路温度信号的模拟显示：通过对0到5伏直流电压