虚拟仪器课程设计

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1、数据采集卡接收的信号是范围很广的电压信号，如果太强，就需要衰减器把被测信号减弱后再输入给数据采集卡，这样一方面可以保证数据采集卡可以顺利采数，另一方面有利于系统的安全运行。而对于微弱信号要进行放大，以提高分辨率和降低噪音，也使调理后信号的最大电压值和ADC最大输入值相等，这样可以提高精度。在设定调理电路的放大或衰减倍数时，一般应满足这样一个条件:经调理后的信号其最大值应尽可能地达到数据采集卡可以接受的电压范围，最大限度地提高数据的准确度。(2)隔离隔离是指使用变压器、光或电容祸合等方法阻碍被测系统和测试系统之间传递信号，避免发生直接连接，使

2、用祸合主要有两个方面原因:一是从安全的角度把传感器信号同计算机隔离，因为被监测系统可能产生瞬时高压，另一个原因是隔离可以使从数据采集卡出来的数据不受地电位和输入模式的影响，减少误差。(3)滤波滤波的目的是消除噪音信号，提高输入信号的信噪比。噪音滤波器通常用于直流信号;交流信号通常需要抗失真的低通滤波器，因为这样的滤波器有一陡峭的截止频率，因而几乎能够完全消除高频干扰信号。(4)激励由于电工测量试验中经常要要用到正弦波、方波等信号，且有时需要为一些传感器提供激励信号，故由虚拟信号发生器产生各种信号并由信号调理电路进行功率放大后输出。(5)线性

3、化很多传感器对被测量都有非线性响应，因而需要对输出信号进行线性化。3数据采集硬件数据采集硬件与众多因素有关，要根据具体情况进行分析，下面是通用的特征:(1)采样频率采样频率高，就能在一定时间内获得更多的原始信息，见图4一1(a)所示。为了再现原始信号，必须有足够高的采样频率。显然，如果信号变化比采样板的数字化要快，或采样太慢，就会产生波形失真，见图4一1(b)。根据采样定理，采样频率至少是输入最高频率的两倍，才可能不产生失真。(2)采样方法要从多个通道得到数据，通常使用多路开关把每个信号端连接到A/D转化器(ADC)。采用连续扫描方法，要比

4、给每个通道一个放大器和ADC要经济得多，但这仅仅实用于在采样点之间对时间不是很重要的场合。如果采样点之间对时间要求严格，则必须同时采样。对于低频信号，可以用间隔扫描办法来产生同时采样的效果，而不必增加采样保持电路。这种方法一定时间间隔扫描输入通道，用脉冲来计算各通道两次扫描的时间间隔。(3)分辨率ADC的位数越多，分辨率就越高，可区分的电压就越小。例如，三位转化器把模拟电压分成2’(8位)段，每段用二进制代码在000到In之间表示，因而数字并不能真实反映原始信号，因为一部分信息被漏掉了。如果增加到16位，代码增加到，这样就可以得到较为精确地

5、反映原始信号的数字信号。(4)电压范围电压范围指ADC能扫描到最高和最低电压。一般情况下，由于DAQ卡的电压范围可以调节，所以将信号电压范围调到与微机相匹配以便利用其可靠的分辨率范围。范围、增益、分辨率决定了可分辨的最小电压变化，它表示ILSB。例如，某DAQ板的分辨率为16位，范围取0一1OV，增益取100，则有1LSB=(10/100xZ’6)=1.5协v，这样一来，在数字化的过成中，一位的分辨率为1.spv。(5)模拟输出模拟输出电路通常是为DAQ板的系统提供激励电压或电流。DAQ输出信号由停滞、转换率、分辨率等构成。停滞时间和转换率

6、决定了输出信号幅值改变的快慢。(6)定时I/0许多场合都要用到定时器，如数字脉冲定时、产生方波等。定时器包括三个重要信息:门限信号、计时信号、输出。门限信号实际上是触发信号一使它工作或不工作;计时信号也就是信号源，它提供了继续其操作的时间基准;输出是在输出线上产生方波和脉冲。他们最重要的参数是分辨率和时钟频率。高分辨率意味着计数器可以计更多的数，时钟频率决定了产生数据信号输入的快慢，频率越高，计数增长得越快，因而输入端的信号频率高，就可以产生高频的脉冲波和方波。4驱动软件没有软件，甚至没有好的软件，数据采集硬件系统不可能发挥很大的作用。数据

7、系统一个主要方面是驱动软件的使用。驱动软件是直接对数据采集硬件系统来进行设计的软件层，管理着系统的操作以及和计算机资源的组合，比如CPU中断、DMA传送、存储器等。驱动软件在保持高性能、提高给用户易于理解的基础的同时，隐藏了复杂、详细的硬件及程序设计。N工一DAQ就是N1公司高性能数据采集及驱动程序。数据采集技术是电子测量仪器的基础，当然也是虚拟仪器的基础。只有当数据采集部分正确工作，整个虚拟仪器系统才能正确工作。3.2数据采集系统的设计数据采集系统简称DAS(DataAequisitionSyst。m)是信息科学的重要分支，它不仅应用在现

8、代智能检测系统中，而且在现代工业生产、国防军事及科学研究等方面都得到广泛应用，无论是过程控制状态检测、还是故障诊断、质量检测，都离不开数据采集系统。数据采集系统是计算机、智能仪器