基于pc的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：　　　　　日　期：　　　　　指導(dǎo)教師簽名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名：　　　　　日　期：　　　　　 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　　　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）基于ＰＣ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)摘要數(shù)據(jù)采集是通過(guò)傳感器把被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，通過(guò)信號(hào)采集卡采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理的過(guò)程。本文采用流行的虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它是在基于傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興測(cè)控技術(shù)，能靈活的根據(jù)需要組建符合用戶自定義的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模式，實(shí)現(xiàn)了用軟件來(lái)替代儀器，而且更加快速和迅捷，對(duì)數(shù)據(jù)處理的功能更加多樣靈活。本文采用以PCI為總線的虛擬儀器采集方案，它的特點(diǎn)是通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡以及虛擬儀器軟件搭配組建的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行采集、分析。本文以此為指導(dǎo)思想，提出了合適的組成方案，主要工作是以NI公司PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡為硬件支持，LabVIEW為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M測(cè)試以求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、在線監(jiān)測(cè)以及對(duì)歷史數(shù)據(jù)的回放和分析等功能。經(jīng)測(cè)試表明，由熱電偶、SCC-68接線盒、SCC-TC02熱電偶處理模塊和PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡所構(gòu)建的數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)采集，并對(duì)采集過(guò)程的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這些都體現(xiàn)虛擬儀器技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。證實(shí)本文所采用的數(shù)據(jù)采集理論和方法是可行的。關(guān)鍵詞：虛擬儀器；數(shù)據(jù)采集；LabVIEW；PCI-6221；SCC-68；SCC-TC02 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）DateAcquisitionBaseOnPCAbstractDataacquisitionthroughthesensortothemeasuredsignalsintovoltageorcurrentsignals,signalacquisition,throughdataacquisitioncardandthecorrespondingprocess.Inthispaper,thepopularvirtualinstrumenttechnologytobuilddataacquisitionsystem,whichisbasedonsensortechnologyandcomputertechnologydevelopedonthebasisofmeasurementandcontrolofemergingtechnology,theflexibilitytoformthebasisofneedinlinewiththeuser-defineddataacquisitionsystem,breakingthetraditionaldataacquisitionmode,therealizationofthesoftwaretoreplaceequipment,andmorefastandagile,data-processingfunctionsonamoreflexibleanddiverse.Inthispaper,foraPCIBusVirtualInstrumentcollectionprogram,whichischaracterizedbytheadoptionofdataacquisitioncards,aswellastheformationofvirtualinstrumentsoftwarewiththedataacquisitionsystemofstandardsfordatasignalscollection,analysis.Inthispaper,astheguidingideology,thecompositionofasuitableprogram,themainworkisbasedonNIcompanyPCI-6221dataacquisitioncardforthehardwaresupport,LabVIEWsoftwaredevelopmentplatform,throughexperimentalsimulationtestsinordertoachievereal-timedataacquisition,datashow,datastorage,on-linemonitoringandplaybackofhistoricaldataandanalysisfunctions.Testedindicatedthatthermocouple,SCC-68JunctionBox,SCC-TC02ThermocoupleprocessingmoduleandthePCI-6221dataacquisitioncardbybuildingadataacquisitionhardwaresystem,enablingreal-timeacquisitionofthetemperatureoftheacquisitionprocesschangesinthecorrespondingadjustment,whichreflectsthecharacteristicsofvirtualinstrumenttechnologyandadvantages.Confirmedinthisarticleusedthetheoryandmethodsofdatacollectionisfeasible.Keywords：Virtualinstrument；DAQ；LabVIEW；PCI-6221；SCC-68；SCC-TC02 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）目錄摘要IAbstractII第一章緒論11.1研究目的及意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3本文研究的主要內(nèi)容3第二章數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)42.1虛擬儀器組成42.1.1高效的軟件42.1.2模塊化的I/O硬件52.1.3用于集成的軟硬件平臺(tái)52.2虛擬儀器的特點(diǎn)62.2.1性能高62.2.2可擴(kuò)展性強(qiáng)62.2.3無(wú)縫集成62.3虛擬儀器的發(fā)展前景72.4虛擬儀器軟件介紹72.4.1可視化編程工具72.4.2LabWindows/CVI82.4.3LabVIEW8第三章數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計(jì)10 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）3.1數(shù)據(jù)采集卡103.1.1數(shù)據(jù)采集卡的選用103.1.2PCI-6221型數(shù)據(jù)采集卡123.2傳感器的選擇123.3信號(hào)調(diào)理模塊143.4接線盒153.5NI-DAQ安裝163.6DAQmx介紹18第四章數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)204.1軟件總體設(shè)計(jì)204.2主程序204.2.1主程序框架204.2.2主程序前面板224.2.3主程序后面板244.3子程序254.3.1采集子程序254.3.2查詢子程序264.3.3存儲(chǔ)子程序274.4數(shù)據(jù)處理284.4.1濾波功能選擇284.4.2調(diào)用數(shù)字濾波器子程序的幾個(gè)基本問(wèn)題314.4.3濾波器的選用324.4.4越限報(bào)警33 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）4.5LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)334.5.1LabVIEW中數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)334.5.2利用ADO技術(shù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)344.6Access數(shù)據(jù)庫(kù)364.6.1在Access中建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)364.6.2建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接37第五章系統(tǒng)調(diào)試385.1調(diào)試方法385.2調(diào)試過(guò)程385.2.1檢查采集是否正常385.2.2檢查數(shù)據(jù)庫(kù)建表、記錄和查詢功能395.2.3檢查參數(shù)設(shè)置和存儲(chǔ)設(shè)置功能40總結(jié)41參考文獻(xiàn)42附錄A：程序前面板43附錄B：程序總圖44致謝45 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第一章緒論1.1研究目的及意義基于PC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是利用數(shù)據(jù)采集板卡和計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和顯示的過(guò)程。在自動(dòng)化過(guò)程中，數(shù)據(jù)的在線采集是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的第一步，現(xiàn)在大多工廠的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集還是基于人工檢測(cè)或機(jī)械儀表測(cè)量，存在很大的誤差，而且實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，不利于后續(xù)的準(zhǔn)確控制，這就要求能夠有一種方便、經(jīng)濟(jì)、高效的檢測(cè)手段能夠?qū)崿F(xiàn)這一過(guò)程?；谔摂M儀器技術(shù)的數(shù)據(jù)采集手段，是隨著微機(jī)和傳感器技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)新興的測(cè)控手段之一，它主要以PC機(jī)為平臺(tái)的測(cè)控技術(shù)。LabVIEW是美國(guó)國(guó)家儀器公司(NI)推出的一種基于圖形化語(yǔ)言的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它功能強(qiáng)大，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)值分析、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)表達(dá)等，NI公司的口號(hào)是“軟件即儀器”，即是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的功能。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)今，在實(shí)驗(yàn)室研究、測(cè)試和測(cè)量以及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，絕大多數(shù)科研人員和工程師使用配有PCI、PXI/CompactPCI、PCMCIA、USB、IEEE1394、ISA、并行或串行接口的個(gè)人電腦(PC)采集數(shù)據(jù)。許多應(yīng)用使用插入式設(shè)備并把數(shù)據(jù)直接傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，在一些其它應(yīng)用中數(shù)據(jù)采集硬件和PC分離，通過(guò)并行或串行接口和PC相連?；赑C的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由下列部分組成：·PC·傳感器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）·信號(hào)調(diào)理·數(shù)據(jù)采集硬件·軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所使用的計(jì)算機(jī)會(huì)極大地影響數(shù)據(jù)采集的速度，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳送能力也會(huì)極大地影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。PCI、ISA和IEEE1394設(shè)備可以支持DMA和中斷傳送方式，而PCMCIA和USB設(shè)備只能使用中斷傳送方式。數(shù)據(jù)傳送方式會(huì)影響數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)吞吐量。限制數(shù)據(jù)采集量的因素常常是硬盤，硬盤的訪問(wèn)時(shí)間和硬盤的分區(qū)會(huì)極大地降低數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)到硬盤的最大速率。對(duì)于要求采集高頻信號(hào)的系統(tǒng)，就需要選擇配置高速硬盤PC機(jī)，從而保證有連續(xù)(非分區(qū))的硬盤器或?qū)Ｓ玫那度胧教幚砥?，如?shù)字信號(hào)處理(DSP)板卡。為了保證硬盤的訪問(wèn)速度和整個(gè)程序運(yùn)行的流暢性，要用專門的硬盤進(jìn)行采集并且在把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤時(shí)使用另一個(gè)獨(dú)立的磁盤運(yùn)行操作系統(tǒng)。此外，對(duì)于要實(shí)時(shí)處理高頻信號(hào)的應(yīng)用，需要用到32位的高速處理器以及相應(yīng)的協(xié)處理。在實(shí)際生產(chǎn)工藝中，為了滿足短期目標(biāo)的同時(shí)，要根據(jù)投資所能產(chǎn)生的長(zhǎng)期回報(bào)的最大值來(lái)確定選用何種操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)平臺(tái)。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展極其在電子測(cè)量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測(cè)試方法，新的測(cè)試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)突破傳統(tǒng)儀器的概念，電子測(cè)量?jī)x器功能和作用己經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。在這種情況下，美國(guó)國(guó)家儀器公司(NI)在20世紀(jì)80年代最早提出虛擬儀器的概念同時(shí)推出了用于虛擬儀器開(kāi)發(fā)工程軟件包LabVIEW是NI公司宣稱“即軟件就是儀器”，虛擬儀器利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，加上特殊設(shè)計(jì)的儀器硬件和專用軟件，形成既有的普通儀器基本功能，又有一般儀器沒(méi)有的特殊功能的高檔低價(jià)的新型儀器，虛擬儀器的出現(xiàn)是儀器發(fā)展史上的一場(chǎng)革命，代表著儀器發(fā)展的最新方向和新 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）潮流，對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步將產(chǎn)生不可估量的影響。1.1本文研究的主要內(nèi)容LabVIEW是“LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench”的簡(jiǎn)寫(xiě)，即實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)，是美國(guó)NI公司推出的一種基于G語(yǔ)言的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具，最初它是基于蘋(píng)果公司的MACNITOSH微機(jī)，后來(lái)NI公司不斷推出基于各種操作系統(tǒng)的LabVIEW版本。正是由于LabVIEW的出現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了儀器研究新方法——虛擬儀器。全文分為七章：第一章為緒論，主要說(shuō)明選題的意義和目的、國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究情況。第二章為虛擬儀器技術(shù)，了解虛擬儀器的概念及其特點(diǎn)。第三章為系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，制定出相應(yīng)的采集技術(shù)方案，并對(duì)系統(tǒng)的硬件組成進(jìn)行解釋說(shuō)明等。第四章為講述系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)部分。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)的操作進(jìn)行了介紹。第五章敘述了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程，以檢驗(yàn)系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。最后為總結(jié)部分，對(duì)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方式作一個(gè)總結(jié)概括性的結(jié)論，并提出還需要努力完善的部分。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第一章數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集方式方法有很多種，如傳統(tǒng)的儀器儀表、MATLAB數(shù)據(jù)采集工具、單片機(jī)、虛擬儀器等等，考慮到本設(shè)計(jì)的需要和各種方案的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)將采用虛擬儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。1.1虛擬儀器組成虛擬儀器技術(shù)是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助用戶創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái)能滿足對(duì)同步和定時(shí)應(yīng)用的需求。這也正是虛擬儀器廠商近30年來(lái)始終引領(lǐng)測(cè)試測(cè)量行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的原因所在。只有同時(shí)擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺(tái)這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少，以及出色的集成性這四大優(yōu)勢(shì)。虛擬儀器技術(shù)的由三大組成部分：高效的軟件、模塊化的I/O硬件、用于集成的軟硬件平臺(tái)。1.1.1高效的軟件軟件是虛擬儀器技術(shù)中最重要的部份，使用正確的軟件工具并通過(guò)設(shè)計(jì)或調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學(xué)家們可以高效地創(chuàng)建自己的任務(wù)以及友好的人機(jī)交互界面。NI公司提供的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程軟件—LabVIEW，不僅能輕松方便地完成與各種軟硬件的連接，更能提供強(qiáng)大的后續(xù)數(shù)據(jù)處理能力，設(shè)置數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)的方式，并將結(jié)果顯示給用戶。此外，NI提供了更多交互式的測(cè)量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，例如連接設(shè)計(jì)與測(cè)試的交互式軟件SignalExpress、用于傳統(tǒng)C語(yǔ)言的LabWindows/CVI、針對(duì)微軟VisualSutdio的MeasuremnetStudio等等，均可滿足用 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）戶對(duì)高性能應(yīng)用的需求。有了功能強(qiáng)大的軟件，就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在測(cè)試應(yīng)用中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。1.1.1模塊化的I/O硬件面對(duì)如今日益復(fù)雜的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用，虛擬儀器廠商提供了全方位的軟硬件的解決方案。無(wú)論是使用PCI，PXI，PCMCAI，USB或者是1394總線，都能提供相應(yīng)的模塊化的硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品種類從數(shù)據(jù)采集、信號(hào)調(diào)理、聲音和振動(dòng)測(cè)量、視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊，應(yīng)有盡有。高性能的硬件產(chǎn)品結(jié)合靈活的開(kāi)發(fā)軟件，可以為負(fù)責(zé)測(cè)試和設(shè)計(jì)工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測(cè)量系統(tǒng)，滿足各種獨(dú)特的應(yīng)用要求。目前，NI公司己經(jīng)達(dá)到了每2個(gè)工作日推出一款硬件產(chǎn)品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面：例如NI新近推出的新一代數(shù)據(jù)采集設(shè)備—先期推出的20款M系列DAQ卡，就為數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域設(shè)定了全新的標(biāo)準(zhǔn)。1.1.2用于集成的軟硬件平臺(tái)NI首先提出的專為測(cè)試任務(wù)設(shè)計(jì)的PXI硬件平臺(tái)，已經(jīng)成為當(dāng)今測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，它的開(kāi)放式構(gòu)架、靈活性和PC技術(shù)的成本優(yōu)勢(shì)為測(cè)量和自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)翻天覆地的改革。由NI發(fā)起的PXI系統(tǒng)聯(lián)盟現(xiàn)已吸引了68家廠商，聯(lián)盟屬下的產(chǎn)品數(shù)量也已激增至數(shù)千種。PXI作為一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺(tái)，內(nèi)建有高端的定時(shí)和觸發(fā)總線，還配以各類模塊化的I/O硬件和相應(yīng)的測(cè)試測(cè)量開(kāi)發(fā)軟件，用戶就可以建立完全自定義的測(cè)試測(cè)量解決方案。無(wú)論是面對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，還是高端的混合信號(hào)同步采集，借助PXI高性能的硬件平臺(tái)，都能應(yīng)付自如。這就是虛擬儀器技術(shù)的無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）1.1虛擬儀器的特點(diǎn)虛擬儀器具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)：性能高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、無(wú)縫集成。1.1.1性能高虛擬儀器技術(shù)是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能卓越的處理器和文件I/O，方便用戶在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤的同時(shí)就能實(shí)時(shí)地進(jìn)行復(fù)雜的分析。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來(lái)越方便快捷的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。1.1.2可擴(kuò)展性強(qiáng)NI的軟硬件工具使得工程師和科學(xué)家們不再局限于當(dāng)前的技術(shù)中。得益于NI軟件的靈活性，只需更新計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無(wú)需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)。在利用最新科技的時(shí)候，用戶可以把它們集成到現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時(shí)間。開(kāi)發(fā)時(shí)間少，在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。NI設(shè)計(jì)這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時(shí)還提供了靈活性和強(qiáng)大的功能，使用戶輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測(cè)量和控制解決方案。1.1.3無(wú)縫集成虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說(shuō)是一個(gè)集成的軟硬件概念。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備來(lái)滿足完整的測(cè)試需求，而連接和集成這些不同設(shè)備總是要耗費(fèi)大量的時(shí)間。NI的虛擬儀器軟件平臺(tái)為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助用戶輕松地將多個(gè)測(cè)量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。1.2虛擬儀器的發(fā)展前景 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）虛擬儀器依靠其自身的優(yōu)勢(shì)使它在儀器市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)，許多大型儀器公司均在虛擬儀器市場(chǎng)占有一席之地，1988年國(guó)際上開(kāi)始有虛擬儀器產(chǎn)品面市，當(dāng)時(shí)只有五家制造商推出30種產(chǎn)品，此后，虛擬儀器產(chǎn)品每年成倍增加，到1994年底，虛擬儀器制造廠已達(dá)95家工生產(chǎn)1000多種虛擬儀器產(chǎn)品，銷售額達(dá)293億美元，占整個(gè)儀器銷售額73億的4%。目前，我國(guó)正處于科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期，對(duì)虛擬設(shè)備的需求量將更大。虛擬儀器賴以生存的PC機(jī)正以迅猛的勢(shì)頭席卷全國(guó)，這為虛擬儀器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。虛擬儀器作為傳統(tǒng)儀器的替代品，市場(chǎng)容量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1995年我國(guó)進(jìn)口電子測(cè)量?jī)x器73.5萬(wàn)臺(tái)，價(jià)值32億美元，據(jù)專家預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)初十年我國(guó)將有50%的儀器為虛擬儀器。1.1虛擬儀器軟件介紹虛擬儀器軟件由兩部分構(gòu)成，即應(yīng)用程序和I/O接口儀器驅(qū)動(dòng)程序。虛擬儀器應(yīng)用實(shí)現(xiàn)虛擬儀器面板功能并定義測(cè)試功能的流程圖。I/O接口驅(qū)動(dòng)程序完成特定外部硬件設(shè)備的擴(kuò)展、驅(qū)動(dòng)與通信。構(gòu)造一個(gè)虛擬儀器系統(tǒng)時(shí)，在基本硬件確定后，就可以通過(guò)不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的功能。軟件是虛擬儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵，對(duì)提高計(jì)算機(jī)軟件編程的效率意義重大。虛擬儀器系統(tǒng)的軟件主要分為4層：系統(tǒng)管理層、測(cè)控程序?qū)?、儀器驅(qū)動(dòng)層和I/O接口層。作為開(kāi)發(fā)虛擬儀器軟件的工具平臺(tái)，必須使設(shè)計(jì)出的以上軟件層具有鮮明的“既調(diào)既用”特征，并且確保用戶能用以完成整個(gè)系統(tǒng)中所有軟件部分的開(kāi)發(fā)。目前比較流行的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)有：可視化編程工具、LabWindows/CVI、LabVIEW。1.1.1可視化編程工具VisualC++是一種功能齊全的面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)工具，可直接對(duì)硬件操作，支持多任務(wù)多線程。VisualC++不僅是C語(yǔ)言的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，而且與Win32緊密相連，所以，利用Visua1C 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）++開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可以完成各種各樣應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，從底層軟件直到上層直接面向用戶的軟件都可以用VisualC++來(lái)完成開(kāi)發(fā)。1.1.1LabWindows/CVILabWindws/CVI是ANSIC的、交互式C語(yǔ)言集成發(fā)平臺(tái)。最新4.0版本的具有以主要特點(diǎn)：（1）基于ANSIC，不用學(xué)復(fù)雜的C++即可實(shí)現(xiàn)編程；（2）同標(biāo)準(zhǔn)兼容，可實(shí)現(xiàn)32位用戶庫(kù)、目標(biāo)模塊、DLL的相互調(diào)用；（3）可直接生成32位DLL，生成的DLL也可被LabVIEW直接調(diào)用；（4）提供各種靈巧方便的界面生成、編程、調(diào)試工具，使得編程、調(diào)試輕松自如；（5）提供豐富的數(shù)值分析、數(shù)字信號(hào)處理函數(shù)庫(kù)；（6）提供GPBI、VXI、RS232、數(shù)據(jù)采集板卡以及網(wǎng)絡(luò)連接功能；（7）可免費(fèi)獲得數(shù)百種源碼組GPIB、VXI、RS232儀器驅(qū)動(dòng)程序；1.1.2LabVIEWLabVIEW是一個(gè)開(kāi)放式的虛擬儀器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用軟件，它為設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)便捷、輕松的設(shè)計(jì)環(huán)境，利用它設(shè)計(jì)者可以像搭積木一樣，輕松組建一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并任意構(gòu)造自己的儀器面板，而無(wú)需進(jìn)行任何煩瑣的計(jì)算機(jī)代碼的編寫(xiě)，從而可以大大簡(jiǎn)化程序的設(shè)計(jì)。LabVIEW與VC++、VB、LabWindows/CVI等編程語(yǔ)言不同，它們采用的基于文本語(yǔ)言的程序代碼，而LabVIEW是使用圖形化程序的G語(yǔ)言，用方框圖代替了傳統(tǒng)的程序代碼。LabVIEW所運(yùn)用的設(shè)備圖標(biāo)與科學(xué)家、工程師們習(xí)慣的大部分圖標(biāo)一致，這種編程過(guò)程和思維非常相似。用LabVIEW設(shè)計(jì)的虛擬儀器可以脫離LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境，最終用戶看見(jiàn)的是和實(shí)際的硬件儀器相似的操作面板。LabVIEW包含有專門用于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集程序和儀器控制程序的功能庫(kù)和開(kāi)發(fā)工具庫(kù)。LabVIEW的程序設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)就是設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)的“虛擬儀器”，即“VIS”。在計(jì)算機(jī)上利用功能庫(kù)和開(kāi)發(fā)工具產(chǎn)生一個(gè)前面板(FRONTRPANEL)； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）在后臺(tái)則利用圖形化編程語(yǔ)言編制用于控制前面板的程序。程序的前面板具有與傳統(tǒng)儀器類似的界面，可接受用戶的鼠標(biāo)指令，一般來(lái)說(shuō)，每一個(gè)VI都可以作為其它VI的調(diào)用對(duì)象，其功能類似于文本語(yǔ)言的子程序。用LabVIEW編制的圖形化VI是分層次和模塊化的，并且可以用于頂層程序，也可用作其它程序或子程序的子程序。一個(gè)VI用在其它VI中，稱之為SubVI，SubVI在調(diào)用它的程序中同樣是以一個(gè)圖表的形式出現(xiàn)的。LabVIEW依據(jù)并發(fā)展了模塊化程序設(shè)計(jì)的概念。用戶可以把一個(gè)應(yīng)用題目分解為一系列的子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)還可以進(jìn)一步分解成許多更低一級(jí)的子任務(wù)，直到把一個(gè)復(fù)雜的題目分解為許多子任務(wù)的組合。設(shè)計(jì)時(shí)，首先設(shè)計(jì)SubVI完成每個(gè)子任務(wù)，然后它們逐步組合成能夠解決最終問(wèn)題的VI。歸納起來(lái)LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)圖形化的編程方式，設(shè)計(jì)者無(wú)需寫(xiě)任何文本格式的代碼，是真正的工程師語(yǔ)言。(2)提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存貯的庫(kù)函數(shù)。(3)即提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行，同時(shí)提供有獨(dú)到的執(zhí)行工具，使程序動(dòng)畫(huà)式運(yùn)行，利于設(shè)計(jì)者觀察程序運(yùn)行的細(xì)節(jié)，使程序的調(diào)試和開(kāi)發(fā)更為便捷。(4)囊括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使得不懂總線標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)者也能夠驅(qū)動(dòng)不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器。(5)提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行連接的機(jī)制，諸如DLLS、DDE、ACTIVEX等。(6)強(qiáng)大的Internet功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測(cè)控儀器的開(kāi)發(fā)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第一章數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)所用到的硬件有：傳感器、NISCC-68接線盒、NISCC-TC02模塊、PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡、PC機(jī)。1.1數(shù)據(jù)采集卡1.1.1數(shù)據(jù)采集卡的選用選擇一款合適的數(shù)據(jù)采集卡，首先要了解數(shù)據(jù)采集卡的核心部件——A/D轉(zhuǎn)換器，此外還應(yīng)該了解板卡上一些有關(guān)部件和一些選用的指標(biāo)。(1)數(shù)據(jù)分辨率和精度精度和分辨率有所不同，精度除了涉及A/D轉(zhuǎn)換精度外還考慮測(cè)試系統(tǒng)各部分誤差。采集板卡的分辨率必須大于所要求的測(cè)試精度。(2)最高采樣速度數(shù)據(jù)采集卡的最高采樣速度一般用最高采樣頻率(Hz)來(lái)表示，它表示單通道采樣能使用的最高采樣頻率，這也就限制了該數(shù)據(jù)采集卡能夠處理信號(hào)的最高頻率(最高采樣頻率/2)。如果要進(jìn)行多通道采樣，則能夠達(dá)到的采樣頻率是原最高采樣頻率除以通道數(shù)。(3)通道數(shù)通道數(shù)指能夠同時(shí)采樣的通道數(shù)，根據(jù)測(cè)試任務(wù)選擇。任務(wù)的通道可自行設(shè)定，采集任務(wù)可以在DAQmx中進(jìn)行建立。(4)數(shù)據(jù)總線接口類型不同的總線接口類型的數(shù)據(jù)采集板卡的接口硬件形式不一樣，數(shù)據(jù)傳遞的規(guī)則和數(shù)據(jù)傳遞的速度也不一樣，PCI總線是臺(tái)式計(jì)算機(jī)中目前最通用的總線：而筆記本電腦中常用PXMCIA總線；PXI和VXI總線是比較新興的高速傳輸總線。(5)是否有隔離 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）好的數(shù)據(jù)采集板卡每個(gè)通道的輸入和輸出之間帶有隔離放大器。對(duì)于工作在強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾環(huán)境中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，選擇具有隔離配置的數(shù)據(jù)采集板卡才能保證數(shù)據(jù)采集的可靠性。(6)板卡本身是否帶有微處理器自身帶有微處理器(CPU)的數(shù)據(jù)采集卡可以當(dāng)作主機(jī)的下位機(jī)使用，自行控制采樣的進(jìn)行。(7)是否有標(biāo)定功能數(shù)據(jù)采集卡使用一段時(shí)間后，器件值會(huì)有變化，基準(zhǔn)電壓也可能會(huì)改變，零點(diǎn)會(huì)漂移。對(duì)于高精度的數(shù)據(jù)采集，需要每隔一段時(shí)間進(jìn)行精度標(biāo)定，好的數(shù)據(jù)采集卡具有自我標(biāo)定功能，但價(jià)格高很多。(8)支持的軟件驅(qū)動(dòng)程序及軟件平臺(tái)和數(shù)據(jù)采集卡的硬件接口類似，買來(lái)的數(shù)據(jù)采集板卡能在什么軟件環(huán)境中使用，使用起來(lái)是否還需要自己編制驅(qū)動(dòng)程序，這也是選擇一款數(shù)據(jù)采集卡很重要的因素。選擇數(shù)據(jù)采集卡的軟件除了和現(xiàn)有的測(cè)試系統(tǒng)兼容以外，還應(yīng)考慮其更廣泛的兼容性和靈活性，以備在其他測(cè)試任務(wù)和系統(tǒng)中也能使用。另外，數(shù)據(jù)采集卡的選擇還有一些常用的指標(biāo)，如輸入電壓的最大范圍、輸入增益的種類、是否有模擬輸出、輸入觸發(fā)的類型等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）1.1.1PCI-6221型數(shù)據(jù)采集卡圖3.1NIPCI-6221數(shù)據(jù)采集卡圖3.1即為所用的核心部件：NI公司的PCI-6221型數(shù)據(jù)采集卡。此卡性能適合設(shè)計(jì)的采集任務(wù)需要。它屬于NI公司M系列16位數(shù)采卡產(chǎn)品，具有16個(gè)模擬輸入通道，2個(gè)模擬輸出通道，10個(gè)數(shù)字I/O通道，具有從2Hz~1MHz范圍的的數(shù)字I/O功能，最大工作速率達(dá)到250Ks/s，輸入輸出電壓范圍-10V~+10V。此外有37針數(shù)據(jù)接入端子，有32位的計(jì)數(shù)器和數(shù)字觸發(fā)。1.2傳感器的選擇在考慮到傳感器的可靠性，為了減少后續(xù)處理電路模塊的麻煩，最好選用的傳感器的輸出量是電壓量。溫度傳感器：比較經(jīng)濟(jì)的辦法是采用熱電偶傳感器。熱電偶由接線盒、接線端子、保護(hù)管、絕緣套管及內(nèi)部的熱電偶組成。其利用的原理是：當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)回路中將產(chǎn)生電勢(shì)，該電勢(shì)的方向和大小取決于兩導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)之間的溫度差，而與導(dǎo)體的粗細(xì)、長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。這種現(xiàn)象稱為物體的熱電效應(yīng)（塞貝克效應(yīng)）。組成的測(cè)量傳感器稱為熱電偶。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）熱電偶價(jià)格合適，市場(chǎng)上可選擇的種類較多，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)其中被國(guó)際公認(rèn)、性能優(yōu)良、產(chǎn)量最大的7種制定了標(biāo)準(zhǔn)，如表3.1所示表3.1熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分類表分度號(hào)材料測(cè)溫范圍（℃）我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)S鉑/銠10-鉑0~1300（1600）GB3775-83B鉑/銠30-鉑60~1600（1800）GB2902-82K鎳鉻-鎳硅、鎳鉻-鎳鋁0~1200（1300）GB2614-81T銅-康銅-200~+400GB2903-82E鎳鉻-康銅-200~+900—J鐵-康銅-40~+750—R鉑銠13-鉑0~1300（1600）GB1598-79注：括號(hào)內(nèi)的溫度為短期測(cè)溫溫度K型熱電偶測(cè)溫范圍寬，價(jià)格便宜，適宜設(shè)計(jì)中選用。壓力傳感器：作為檢測(cè)壓力的傳感器必須有一定高的工作溫度范圍和耐濕能力。采集的信號(hào)是緩變信號(hào)，可以考慮采用霍爾式壓力傳感器。具有較高可靠性，能承受溫度和濕度的變化影響。輸出的是電壓量，能用于遠(yuǎn)距離的測(cè)量和顯示?；魻柺綁毫鞲衅骰驹景▋刹糠郑阂徊糠质菑椥栽?，如彈簧管或膜盒等，用它感受壓力，并把它轉(zhuǎn)換成位移量；另一部分是霍爾元件和磁路系統(tǒng)。工作原理：彈性元件受力發(fā)生形變，帶動(dòng)霍爾片在均勻梯度磁場(chǎng)中移動(dòng)，作用在霍爾片上的磁場(chǎng)發(fā)生變化，由(3-1)上式中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；I為流過(guò)磁場(chǎng)的電流；為磁感應(yīng)強(qiáng)度B與霍爾片法線方向的夾角；為產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）可知：霍爾片的變化，使輸出的霍爾電勢(shì)隨之改變，并且霍爾電勢(shì)與位移（壓力）成線性關(guān)系。1.1信號(hào)調(diào)理模塊信號(hào)調(diào)理是聯(lián)系傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊的橋梁。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，其輸出信號(hào)的可能性也不斷增加，測(cè)試系統(tǒng)在信號(hào)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡之前所需做的工作也不斷增加，信號(hào)調(diào)理是一個(gè)不斷更新的環(huán)節(jié)，所做的工作主要有：信號(hào)放大(或衰減)、濾波、隔離、多路復(fù)用、擴(kuò)展、整流、熱電偶、補(bǔ)償、激勵(lì)、線性化、同步采樣保持等。選取的是NI公司的儀器信號(hào)調(diào)理板卡SCC-TC02，是用于調(diào)理各類熱電偶的單通道模塊，包括J、K、T、B、E、N、R和S以及±100mV范圍內(nèi)的毫伏輸入。NISCC-TC02包括一個(gè)2Hz低通靜噪濾波器、具有100增益的儀器放大器，以及實(shí)現(xiàn)M系列DAQ設(shè)備最高掃描速率的緩沖輸出。SCC-TC02模塊的輸入電路還包含高阻抗偏壓電阻器，可用于熱電偶開(kāi)路的檢測(cè)以及浮動(dòng)熱電偶和接地參考熱電偶的處理。該模塊包括一個(gè)用于冷端溫度補(bǔ)償?shù)陌遢d熱敏電阻。如圖3.2所示：圖3.2NISCC-TC02其特點(diǎn)有：（1）2Hz低通靜噪濾波器和儀器放大器； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）（2）用于熱電偶和mV輸入的單通道模塊；（3）板載熱敏電阻可用于冷端溫度補(bǔ)償；（4）熱電偶開(kāi)路檢測(cè)和自動(dòng)接地參考；1.1接線盒NISCC-68是一款I(lǐng)/O接線盒，便于信號(hào)連往NIM系列或E系列數(shù)據(jù)采集設(shè)備。NISCC-68適用于簡(jiǎn)單卻可擴(kuò)展的臺(tái)式機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。它有68個(gè)I/O信號(hào)連接螺絲端子、1個(gè)通用電路試驗(yàn)板區(qū)域和數(shù)個(gè)外接和接地電源的總線終端。通過(guò)SCC-68的4個(gè)SCC插槽，可在測(cè)量系統(tǒng)中集成熱電偶、應(yīng)變計(jì)、RTD、頻率輸入、電流輸入、電壓衰減器、低通濾波器、測(cè)壓元件輸入、加速度傳感器、饋通板、SPDT繼電器、隔離的數(shù)字I/O設(shè)備和隔離電壓輸入模塊。如圖3.3所示：圖3.3.3NISCC-68接線盒其特點(diǎn)有：（1）4個(gè)擴(kuò)展插槽用于SCC信號(hào)調(diào)理模塊； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）（2）68個(gè)螺栓端子，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的I/O連接；（3）多數(shù)情況下，借助DAQ設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(見(jiàn)手冊(cè))；（4）I/O接線盒可搭配M系列和E系列DAQ設(shè)備(僅NI-DAQmx)；（5）內(nèi)置冷端補(bǔ)償傳感器，適合低價(jià)位的熱電偶測(cè)量；（6）通用電路試驗(yàn)板，用于自定義電路；1.1NI-DAQ安裝NI測(cè)試產(chǎn)品包括NI-DAQ驅(qū)動(dòng)程序，用戶可以通過(guò)LabVIEW，Labwindows/CVI等應(yīng)用程序給驅(qū)動(dòng)發(fā)送諸如采集、顯示和分析等指令，為用戶節(jié)省了編寫(xiě)底層函數(shù)的時(shí)間和麻煩。NI-DAQmx和NI-DAQ(Legacy)不同版本所支持的NI應(yīng)用程序有所不同。NI-DAQ8.5安裝的步驟如下：1.首先安裝應(yīng)用程序LabVIEW，由于條件限制，試驗(yàn)中安裝LabVIEW8.5。如果有用8.5以前版本編寫(xiě)的程序最好作備份。2.安裝NI-DAQ8.5，首先插入安裝光盤，它將自動(dòng)運(yùn)行。NI-DAQ8.5包括幾個(gè)驅(qū)動(dòng)和他們的API-NI-DAQmx，你可根據(jù)自己的設(shè)備情況選擇：安裝程序也會(huì)自動(dòng)檢測(cè)安裝在系統(tǒng)里的NI軟件以自動(dòng)確定支持驅(qū)動(dòng)和語(yǔ)言支持文件等。3.安裝好采集卡、調(diào)理模塊和接線盒。本文采用的是PC-DAQ方式，安裝PCI設(shè)備時(shí)必須按以下步驟：(1)確保關(guān)掉電源，拔出電源插頭。(2)打開(kāi)電腦機(jī)箱，找到PCI插槽。(3)用手接觸電腦的任何金屬部分以釋放靜電。(4)把PCI設(shè)備(本文是NI-PCI數(shù)據(jù)采集卡)插入PCI插槽。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）(5)把PCI設(shè)備用安裝螺釘固定在電腦背板上。(6)重新裝好機(jī)箱。4.雙擊Measuerment&Automation圖標(biāo)打開(kāi)MAX，然后DevicesandInterfaces下拉菜單，找到所安裝的設(shè)備，可以找到所安裝的PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡，右擊設(shè)備，進(jìn)行自測(cè)，若檢測(cè)成功則進(jìn)行下一步的操作。5.右擊數(shù)據(jù)采集卡名稱，選擇Properties進(jìn)行數(shù)據(jù)采集卡的配置設(shè)定，可參照使用說(shuō)明書(shū)。6.瀏覽和安裝設(shè)備文檔。文檔包括設(shè)備的支持文件和工具包。7.接著安裝信號(hào)調(diào)理和開(kāi)關(guān)設(shè)備、以及接傳感器和導(dǎo)線。在本文中，只對(duì)采集程序進(jìn)行虛擬測(cè)試，故這些硬件可適時(shí)缺省。8.運(yùn)行測(cè)試面板。打開(kāi)MAX在DevicesandInterfaces選擇TestPanels，打開(kāi)測(cè)試面板界面，通過(guò)tabs可逐項(xiàng)選擇測(cè)試內(nèi)容。9.新建任務(wù)和配置通道。物理通道是指信號(hào)端口，負(fù)責(zé)接受或發(fā)送模擬或數(shù)字信號(hào)。而虛擬通道則是設(shè)置的稱謂，包括名字、物理通道、輸入端口連接、信號(hào)測(cè)試和發(fā)生類型。在NI-DAQ中，虛擬通道的配置可以在任務(wù)中進(jìn)行，也可以獨(dú)立配置。任務(wù)的配置有兩種方法。第一，可以右擊DateNeighborhood選擇CreateNew窗口，在窗口中選擇NI-DAQmxTask，然后點(diǎn)擊Next。第二，也可通過(guò)LabVIEW里的DAQ助手來(lái)實(shí)現(xiàn)，按里面的提示進(jìn)行操作。在新建任務(wù)界面上選擇任務(wù)類型，在界面上可看到有溫度、應(yīng)變等各種參量專門任務(wù)類型，本設(shè)計(jì)采集多路信號(hào)，而且各路物理信號(hào)不盡相同，所以把這些物理信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓統(tǒng)一采集，所以在這這里選擇電壓采集任務(wù)的類型時(shí)，在界面上選擇AnalogInput中的Voltage任務(wù)類型。然后點(diǎn)擊Finish到下一級(jí)通道選擇界面，用兩路信號(hào)發(fā)生器模擬調(diào)理過(guò)的信號(hào)輸入采集卡，然后在界面上 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）選擇兩個(gè)通道，每個(gè)任務(wù)的物理通道號(hào)和對(duì)應(yīng)一個(gè)傳感器輸入信號(hào)。1.1DAQmx介紹在LabVIEW中，數(shù)據(jù)采集VI主要位于NIMeasurements子模板，在這個(gè)子模板中，又分別有DataAcquisition和DAQmx-DataAcquisition兩個(gè)子模板，其中前者是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集VI，后者是數(shù)據(jù)采集DAQmx類型的數(shù)據(jù)采集VI。傳統(tǒng)類型的數(shù)據(jù)采集VI面向單個(gè)數(shù)據(jù)采集卡直接采進(jìn)信號(hào)的電壓值，其操作對(duì)象是單個(gè)的數(shù)據(jù)采集卡；而DAQmx類型的數(shù)據(jù)采集VI可以面向多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，其操作對(duì)象是信號(hào)輸入或輸出通道，并且采進(jìn)來(lái)的電壓值可以根據(jù)預(yù)先給定的規(guī)則變換成實(shí)際的物理量值，如位移、應(yīng)變等。本文采集多路信號(hào)，采用DAQmx數(shù)據(jù)采集VI編程。DAQmx其實(shí)是NI公司開(kāi)發(fā)的測(cè)量服務(wù)軟件，可以把測(cè)量服務(wù)軟件看作是I/O驅(qū)動(dòng)軟件層，然而它不僅僅是一個(gè)驅(qū)動(dòng)。測(cè)量服務(wù)是快速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中最為重要的部分之一。這個(gè)軟件提供了虛擬儀器軟件和硬件之間的連通性以用于測(cè)量和控制。直觀的應(yīng)用程序編程接口(API)、儀器驅(qū)動(dòng)、配置工具、快速I/O助手和其他包含在所購(gòu)買的NI硬件中的軟件是它的特色。NI測(cè)量與自動(dòng)化瀏覽器(MAX)和DAQAssistant(DAQ助手)是NI-DAmx測(cè)量服務(wù)軟件體現(xiàn)它無(wú)限價(jià)值的兩個(gè)例子。MAX配置工具特性包含配置和測(cè)試I/O，以及存儲(chǔ)標(biāo)定、校準(zhǔn)和通道別名信息，這些對(duì)于以更短的時(shí)間完成首次測(cè)量、維護(hù)測(cè)試系統(tǒng)和解決測(cè)試系統(tǒng)故障是十分重要的。DAQ助手是一個(gè)交互式工具，用來(lái)快速創(chuàng)建測(cè)量應(yīng)用程序，它提供了一個(gè)面板，用戶可以在上面輕松配置常用的DAQ參數(shù)，而無(wú)需任何編程工作。DAQmx具有很多優(yōu)點(diǎn)，它能更輕松地往DAQAPI中添加新特性、更輕松地添加新設(shè)備、更有效的多線程數(shù)據(jù)采集、提高數(shù)據(jù)采集性能(尤其是單點(diǎn)性能)、更輕松地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。此外，DAQmx將支持NI 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）公司的高性能新硬件產(chǎn)品，包括M系列插入式DAQ設(shè)備，一些最新的USBDAQ設(shè)備，以及數(shù)以百計(jì)的傳統(tǒng)NI-DAQ所支持的DAQ設(shè)備。以DAQmx為兼容對(duì)象的產(chǎn)品將是采集硬件發(fā)展的方向，NI公司M系列的產(chǎn)品以及以后開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品都將以支持DAQmx為主，對(duì)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集VI將逐漸淘汰。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第一章數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)1.1軟件總體設(shè)計(jì)用模塊化的設(shè)計(jì)思想，對(duì)軟件進(jìn)行功能的劃分，有助把握軟件整體設(shè)計(jì)思路，簡(jiǎn)化程序結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能主要包括幾個(gè)部分：第一是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線采集顯示，第二是對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理，第三是對(duì)一些主控參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，第四是對(duì)數(shù)據(jù)和波形記錄，第五是對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，第六是對(duì)歷史數(shù)據(jù)分析。如圖4.1為軟件的功能模塊圖：圖4.1軟件功能模塊圖1.2主程序1.2.1主程序框架 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）在整個(gè)程序構(gòu)架里，主程序負(fù)責(zé)運(yùn)行控制，并協(xié)調(diào)各個(gè)功能模塊之間的數(shù)據(jù)通信。主程序分為前面板與后面板。前面板是主程序的操作界面，是直接面向用戶的窗口，其設(shè)計(jì)必須簡(jiǎn)潔明了，界面友好，功能齊備，能使用戶一目了然地根據(jù)測(cè)試的要求輸入?yún)?shù)，并提供可選擇的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行操作，能與用戶良好互動(dòng)。后面板存放主程序的執(zhí)行代碼，程序的編寫(xiě)在這里實(shí)現(xiàn)，是軟件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。圖4.2是主程序的流程圖，流程的控制依此實(shí)現(xiàn)。圖4.2主程序流程圖數(shù)據(jù)的來(lái)源是首先由傳感器檢測(cè)到的物理信號(hào)，經(jīng)由調(diào)理模塊的處理傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡上，經(jīng)過(guò)卡內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)通信接口送至LabVIEW應(yīng)用程序進(jìn)行處理。所以流程圖中的數(shù)據(jù)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。當(dāng)主程序啟動(dòng)時(shí)，每次采集到的數(shù)據(jù)都要存入數(shù)據(jù)庫(kù)，如果要實(shí)時(shí)記錄每時(shí)每刻的數(shù)據(jù)，那數(shù)據(jù)量將會(huì)很龐大，造成后繼的檢索和報(bào)表的生成麻煩，從實(shí)際的生產(chǎn)角度來(lái)說(shuō)也沒(méi)必要。根據(jù)實(shí)際情況，主程序設(shè)計(jì)了定時(shí)采集的辦法，每隔一段時(shí)間采集一次，使數(shù)據(jù)符合實(shí)際情況。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）1.1.1主程序前面板如圖4.3是主程序的用戶界面。整個(gè)界面分為實(shí)時(shí)采集、歷史數(shù)據(jù)查詢和配置三個(gè)選項(xiàng)卡。圖4.3主程序用戶界面實(shí)時(shí)采集放置在一個(gè)TAB控件里，是前面板的主要區(qū)域，它包括三個(gè)部分：波形顯示窗口、數(shù)字顯示窗口、儀表窗口、按鈕區(qū)。用戶能夠從波形窗口上的選擇控件選擇顯示的通道，波形窗口顯示該通道的實(shí)時(shí)采集波形。數(shù)字顯示窗口里放置了物理量參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示，一目了然，用戶讀取非常方便。儀表窗口是面板提供的形象化顯示方式，把參數(shù)用傳統(tǒng)儀表的表現(xiàn)形式的顯示使傳統(tǒng)用戶更容易接受。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖4.4數(shù)據(jù)查詢界面如圖4.4所示歷史數(shù)據(jù)查詢分析區(qū)也是由TAB控件組成，查詢部分中，用戶通過(guò)輸入查詢時(shí)間段就可以得出該參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，用一個(gè)數(shù)據(jù)表就能顯示出來(lái)。顯示查詢的時(shí)間、采集的次數(shù)、實(shí)時(shí)采集到的溫度值和壓力值。參數(shù)設(shè)置區(qū)放置在一個(gè)TAB控件里，它包含三個(gè)部分的設(shè)置內(nèi)容：采集參數(shù)設(shè)置、監(jiān)測(cè)閥值與文件路徑設(shè)置、物理通道設(shè)置。采集參數(shù)設(shè)置的內(nèi)容包括任務(wù)選擇、物理通道選擇、采樣模式選擇、采樣率選擇等的設(shè)置，這些內(nèi)容是關(guān)系到采集結(jié)果正確是首要因素，如果用戶不做設(shè)置則系統(tǒng)采用默認(rèn)值。點(diǎn)擊第二選項(xiàng)是監(jiān)測(cè)和文件存儲(chǔ)的設(shè)置內(nèi)容，閥值是主控參數(shù)報(bào)警的閥值設(shè)置，在采集過(guò)程中需要對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)其超過(guò)閥值設(shè)置后報(bào)警燈亮，提示用戶注意。如圖4.5所示。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖4.5參數(shù)設(shè)置界面1.1.1主程序后面板如圖4.6所示，程序采用順序結(jié)構(gòu)來(lái)安排各功能程序的運(yùn)行先后。首先是運(yùn)行采集程序，將采集到的波形進(jìn)行濾波，這放置在第一個(gè)順序框。接著運(yùn)行數(shù)據(jù)處理分析程序，對(duì)濾波后的波形進(jìn)行處理分析，放置在第二步順序框。將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)和波形文件，這放置在第三個(gè)順序框。數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和波形回放程序放置在第四個(gè)順序框。這樣的安排符合程序的采集和控制流程。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖4.6主程序圖1.1子程序1.1.1采集子程序在采集子VI中，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行測(cè)試選擇的設(shè)置，其內(nèi)容包括：采樣式設(shè)置、采樣率的設(shè)置、采樣點(diǎn)數(shù)的設(shè)置、輸入電壓范圍的設(shè)置、物理通道設(shè)置、任務(wù)選擇等，如圖4.7所示。對(duì)于這些設(shè)置做如下的默認(rèn)設(shè)定：在本文中，選擇限點(diǎn)采樣模式，每采集一次，每個(gè)通道采集點(diǎn)數(shù)為1000點(diǎn)。采樣率的設(shè)置必須滿足奈奎斯特定理，由于設(shè)計(jì)中所檢測(cè)的信號(hào)大都屬于低頻信號(hào)，故采樣率的設(shè)置不宜高，每個(gè)通道的采樣率大約等于1kHz即可。輸入電壓范圍暫定于-10V~+10V?？筛鶕?jù)所檢測(cè)的參數(shù)數(shù)量設(shè)定通道數(shù)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖4.7采集子程序1.1.1查詢子程序在查詢子程序中要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)的查詢功能，輸入查詢的時(shí)間段即可查詢出該時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的采集數(shù)據(jù)，以表格的形式顯示出來(lái)。包括采集編號(hào)、該點(diǎn)的時(shí)間、溫度值、壓力值。如下圖4.8所示，查詢子程序采用 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖4.8查詢子程序1.1.1存儲(chǔ)子程序圖4.9存儲(chǔ)子程序 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）1.1數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析和處理程序里包括軟件濾波程序、求樣點(diǎn)平均值程序和越限報(bào)警程序等內(nèi)容。1.1.1濾波功能選擇濾波器按能通過(guò)的范圍來(lái)分可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器以及其它類型通帶濾波器；按處理信號(hào)的性質(zhì)來(lái)分有模擬濾波器和數(shù)字濾波器。隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使數(shù)字濾波器也有了很大的發(fā)展和應(yīng)用，但其基本出發(fā)點(diǎn)仍基于模擬濾波器。數(shù)字濾波器又可以分為有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIRDF)和無(wú)限沖擊響應(yīng)(IIRDF)兩種類型。1.濾波器的基本參數(shù)描述濾波器性能的參數(shù)有紋波幅度、截止頻率、帶寬、品質(zhì)因素等。紋波幅度是指在一定頻率范圍內(nèi)，實(shí)際濾波器的幅頻特性可能呈波紋變化，其波動(dòng)幅度與幅頻的平均值相比，越小越好，一般應(yīng)小于-3dB，既。截止頻率是幅頻特性值等于所對(duì)應(yīng)的頻率稱為濾波器的截止頻率。以為參考值，對(duì)應(yīng)于-3dB。若以信號(hào)的幅值平方表示信號(hào)功率，則所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)正好是半功率點(diǎn)。上下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為濾波器帶寬，或-3dB帶寬。帶寬決定了濾波器分離信號(hào)中相鄰頻率成分的能力—頻率分辨力。在測(cè)試電路中Q通常用來(lái)代表諧振回路的品質(zhì)因數(shù)。在二階振蕩環(huán)節(jié)中，Q值相當(dāng)于諧振點(diǎn)的幅值增益系數(shù)Q=1/2(—阻尼率)。對(duì)于帶通濾波器，通常把中心頻率f。和帶寬B之比稱為濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q。例如一個(gè)中心頻率為500Hz的濾波器，若其中-3dB帶寬為16Hz，則稱其Q值為50。Q值越大，表明濾波器分辨力越高。濾波器因數(shù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）是濾波器選擇性的另一種表示方法，是用濾波器幅頻特性的-60dB帶寬與-30dB帶寬的比值()來(lái)表示。理想濾波器=1，通常使用的濾波器=1~5。1.數(shù)字濾波器的兩種類型由于經(jīng)過(guò)數(shù)字采集卡A/D轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)在程序中的濾波器采用數(shù)字濾波器。前面提到數(shù)字濾波器分為有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR)和無(wú)限沖擊響應(yīng)濾波器(IIR)兩種類型，這兩種類型都包含有高通、低通、帶通等子類型。這兩種類型的濾波器無(wú)論在性能上還是在設(shè)計(jì)方法上都有很大的區(qū)別：IIR濾波器設(shè)計(jì)可以直接利用模擬濾波器設(shè)計(jì)的成果，如可以通過(guò)對(duì)模擬低通濾波器進(jìn)行模擬頻率和數(shù)字頻率的變換而得到對(duì)應(yīng)濾波特性的數(shù)字低通濾波器，當(dāng)然，兩者之間有一定誤差。模擬濾波器設(shè)計(jì)的經(jīng)典方法是用“最佳逼近特性”設(shè)計(jì)方法，相應(yīng)的有巴特沃茲濾波器、切比雪夫?yàn)V波器、貝塞爾濾波器、橢圓濾波器等濾波器類型。在逼近所需的同一個(gè)濾波器特性時(shí)，這些濾波器具有不同的頻率特性。FIR濾波器的系統(tǒng)只有零點(diǎn)，因此這一類系統(tǒng)不象IIR系統(tǒng)那樣易取得比較好的通帶與阻帶衰減特性，一般要求系統(tǒng)的單位抽樣響應(yīng)截取的長(zhǎng)度要長(zhǎng)。FIR濾波器和IIR濾波器相比，與有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)：首先，F(xiàn)IR系統(tǒng)總是穩(wěn)定的；其次，F(xiàn)IR系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)線形相位；最后，F(xiàn)IR系統(tǒng)允許設(shè)計(jì)多通帶或多阻帶濾波器。后兩項(xiàng)都是IIR不容易實(shí)現(xiàn)的。3.三種常見(jiàn)的最佳逼近特性濾波器巴特沃茲、切比雪夫、和貝塞爾三種濾波器是測(cè)試工程中應(yīng)用最廣泛也是最經(jīng)典的三種濾波器，分別介紹如下：（1）巴特沃茲濾波器：巴特沃茲濾波器具有最大平坦幅度特性，其幅頻響應(yīng)表達(dá)式為：(4-1) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）巴特沃茲濾波器的幅頻特性有以下幾個(gè)特點(diǎn)：a.取得最大值，=1；b.，即衰減特性為-3dB，稱為低通濾波器的截止頻率；c.n值越大，幅頻特性曲線越接近理想特性曲線，在()1(阻帶范圍)時(shí)，n增大，則增大，越趨向于零值，衰減越快。（2）切比雪夫?yàn)V波器：切比雪夫?yàn)V波器也是從幅頻特性方面提出逼近要求的，其幅頻響應(yīng)表達(dá)式為：(4-2)上式中是決定通帶波紋大小的系數(shù)；是第一類切比雪夫多項(xiàng)式。切比雪夫?yàn)V波器具有以下的優(yōu)點(diǎn)：a.在()<1為通帶，()>1為阻帶。與巴特沃茲逼近特性相比，這種特性雖然在通帶內(nèi)有起伏，但同樣n值在進(jìn)入阻帶后衰減陡峭，更接近理想情況；b.在截止頻率處，其衰減不一定是下降3dB，而是按來(lái)計(jì)算；c.值越小，通帶起伏越小，截止頻率點(diǎn)衰減的分貝值也越小，但進(jìn)入阻帶后衰減特性變化慢。（3）貝賽爾濾波器：貝塞爾濾波器又稱為最平時(shí)延或恒時(shí)延濾波器。其相移和頻率成正比，既時(shí)移值對(duì)所有頻率為一常數(shù)，其關(guān)系式為：(4-3)即信號(hào)經(jīng)過(guò)貝塞爾濾波器后相移近似于線性，在的頻率范圍內(nèi)，時(shí)延 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）。階梯數(shù)n值增加時(shí)，近似程度也隨之改善。通過(guò)以上三種濾波器的對(duì)比我們可知：在不允許通帶內(nèi)有紋波的情況下，巴特沃茲型更可??；從相頻特性來(lái)看，巴特沃茲型要優(yōu)于切比雪夫型；比較巴特沃茲濾波器和貝塞爾濾波器，后者具有更好的線形相位特性，但由于它的幅頻特性欠佳，往往限制了它的使用。1.1.1調(diào)用數(shù)字濾波器子程序的幾個(gè)基本問(wèn)題在LabVIEW直接現(xiàn)成的數(shù)字濾波器子程序調(diào)用，減少了自己設(shè)計(jì)所帶來(lái)的麻煩。但在調(diào)用的濾波器時(shí)，還需注意幾個(gè)問(wèn)題：（1）調(diào)用時(shí)的參數(shù)設(shè)置工程上常用的有巴特沃茲、切比雪夫、貝塞爾等數(shù)字濾波器，它們都是借助于已相當(dāng)成熟的同名模擬濾波器而設(shè)計(jì)的，因此有類同的特性參數(shù)。a.濾波器的類型選擇首先要選擇濾波器的通過(guò)頻帶類型，即在低通、高通、帶通或帶阻濾波器中選擇一個(gè)類型；其次要選擇有限沖擊響應(yīng)濾波器還是無(wú)限沖擊響應(yīng)濾波器，因?yàn)檫@兩者涉及到完全不同的設(shè)計(jì)模班板和參數(shù)；如果先則無(wú)限沖擊響應(yīng)濾波器，最后還要選擇那種最佳特性逼近方式實(shí)現(xiàn)濾波特性，即在巴特沃茲、切比雪夫和貝塞爾等類型中選擇一個(gè)。以上的選擇都是單選，選擇的依據(jù)是濾波器的類型和滿足測(cè)試的要求。b.截止頻率的確定對(duì)低通濾波只需確定上截止頻率，高同濾波只需確定下截止頻率；對(duì)帶通及帶阻濾波應(yīng)確定上、下截止頻率。c.采樣頻率設(shè)定 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）一般軟件中數(shù)字濾波器模板中的頻率都是歸一化的頻率，歸一化的頻率通過(guò)采樣頻率這一參數(shù)和實(shí)際頻率對(duì)應(yīng)起來(lái)。因此，除非實(shí)際輸入信號(hào)的采樣頻率是1，都要對(duì)數(shù)字濾波器設(shè)定一個(gè)采樣頻率參數(shù)。這個(gè)參數(shù)很重要，設(shè)置不對(duì)濾波結(jié)果不正確。對(duì)各種類型濾波，采樣頻率均應(yīng)設(shè)置成濾波器輸入信號(hào)的采樣頻率。d.濾波器的階數(shù)濾波器的階數(shù)越高，其幅頻特性曲線過(guò)渡帶衰減越快。e.紋波幅度切比雪夫數(shù)字濾波器通帶段幅頻特性呈波紋狀，需此參數(shù)控制紋波幅度，一般取0.1dB。巴特沃茲和貝塞爾濾波器通帶段幅頻特性曲線較平坦，不需此參數(shù)。（2）濾波過(guò)程的時(shí)間響應(yīng)輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波器，相當(dāng)于輸入信號(hào)和數(shù)字濾波器的單位抽樣進(jìn)行卷積運(yùn)算，從運(yùn)算的時(shí)間零點(diǎn)到獲得正確的濾波結(jié)果，中間會(huì)有一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，需要一定的響應(yīng)時(shí)間。在后續(xù)處理時(shí)應(yīng)該忽略這一段開(kāi)始的濾波。（3）A/D前的抗混濾波器A/D轉(zhuǎn)換獲得數(shù)字信號(hào)時(shí)，若采樣頻率未滿足采樣定理，會(huì)產(chǎn)生頻域混疊，這時(shí)信號(hào)中頻率大于l/2采樣頻率的高頻成分已經(jīng)混進(jìn)數(shù)字信號(hào)的低頻段。數(shù)字濾波器是不可能將這些混在一起的頻率成分再分離的，因此數(shù)字濾波并不能完全取代A/D轉(zhuǎn)換之前的模擬抗混濾波。1.1.1濾波器的選用根據(jù)以上對(duì)數(shù)字濾波器的特性了解，結(jié)合本文所要采集的信號(hào)特點(diǎn)，我們可以做出相應(yīng)的選擇。第一，由于所采集的信號(hào)都屬于低頻信號(hào)，選擇低通作為濾波器的通過(guò)頻帶。第二，具體的數(shù)字濾波器類型，選擇數(shù)字IIR濾波器，這考慮到IIR濾波器直接利用模擬濾波器的設(shè)計(jì)成果，能有效地對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行濾波，而且對(duì)多通道采集的濾波能方便的進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，能得到比較良好低通濾波效果。第三，對(duì)比三中最佳逼近特性方式的特點(diǎn)，我們選擇巴特沃茲型來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）1.1.1越限報(bào)警在采集過(guò)程中對(duì)采集參數(shù)：溫度、壓力有一定的要求。因此在子VI中預(yù)設(shè)了溫度和壓力的監(jiān)測(cè)對(duì)象，每個(gè)對(duì)象都有兩個(gè)報(bào)警指示燈，當(dāng)參數(shù)處于正常范圍時(shí)燈暗，超出上限值時(shí)，上限報(bào)警燈亮；低于下限值時(shí)，下限報(bào)警燈亮，起提示作用。1.2LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.1LabVIEW中數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)現(xiàn)今，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟了，著名的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有SQLServer、Oracle、DB2、SybaseASE、VisualForPro、MicrosoftAccess等。在LabVIEW中訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的幾種方式：(1)利用NI公司的附加工具包中的數(shù)據(jù)庫(kù)接口工具包LabVIEWSQLToolkit進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)。該工具包集成了一系列的高級(jí)功能模塊，這些模塊封裝了大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作和一些高級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能。它的優(yōu)點(diǎn)是易于理解，操作簡(jiǎn)單，用戶可以不學(xué)習(xí)SQL語(yǔ)法。缺點(diǎn)是需要另外購(gòu)買且價(jià)格昂貴，無(wú)疑會(huì)增加系統(tǒng)成本。(2)利用LabVIEW的ActiveX功能，調(diào)用MicrosoftADO對(duì)象，利用SQL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。使用這種方法需要用戶對(duì)MicrosoftADO以及SQL語(yǔ)言有較深的了解。(3)通過(guò)第三方開(kāi)發(fā)的免費(fèi)工具包LabSQL訪問(wèn)。LabSQL利用MicrosoftADO以及SQL語(yǔ)言來(lái)完成數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)，將復(fù)雜的底層ADO及SQL操作封裝成一系列的LabSQLVIs，簡(jiǎn)單易用。(4)通過(guò)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL(DynamicLinkLibrary)訪問(wèn)。先利用其它語(yǔ)言如VisualC++編寫(xiě)DLL，再利用LabVIEW的調(diào)用庫(kù)函數(shù)節(jié)點(diǎn)CLFN(CallingLi-braryFunctionNode)調(diào)用此DLL訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。但這種方法需要從底層進(jìn)行復(fù)雜的編程才能實(shí)現(xiàn)，對(duì)非專業(yè)編程人員來(lái)講是不現(xiàn)實(shí)的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）(5)利用中間文件存取數(shù)據(jù)。先將數(shù)據(jù)存入文件之中，待測(cè)量結(jié)束后再用專門的工具將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)之中。這種方法需要磁盤文件作為中介，而且不具有實(shí)時(shí)性，不方便使用。實(shí)際應(yīng)用中，前三種方法使用最為廣泛。1.1.1利用ADO技術(shù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)1．ADO技術(shù)介紹ADO技術(shù)是基于Microsoft為最新的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口技術(shù)一致數(shù)據(jù)訪問(wèn)(universaldataacecss，UDA)設(shè)計(jì)的應(yīng)用層接口。OLEDB接口是系統(tǒng)級(jí)的變成接口，是一致數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)的核心，它建立了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的標(biāo)準(zhǔn)接口。ADO位于OLEDB的上層，包括了OLEDB的許多功能函數(shù)。ADO設(shè)計(jì)是一種極簡(jiǎn)單的格式，通過(guò)ODBC的方法同數(shù)據(jù)庫(kù)接口，可以使用任何一種ODBC數(shù)據(jù)源，即不止適合于SQLSevrer、Oraele、Aecess等數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，也適合于Exeel表格、文本文件、圖形文件和無(wú)格式的數(shù)據(jù)文件。ADO對(duì)OLEDB的接口進(jìn)行了封裝，定義了ADO對(duì)象。ADO技術(shù)仍然基于OLEDB的訪問(wèn)接口，是面向?qū)ο蟮腛LEDB技術(shù)。由于OLEDB技術(shù)屬于訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的底層借口，使用OLEDB技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序需要編寫(xiě)大量代碼，而ADO技術(shù)則繼承了OLEDB技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又使程序開(kāi)發(fā)得到簡(jiǎn)化。應(yīng)用程序即可以通過(guò)ADO訪問(wèn)數(shù)據(jù)，也可以直接通過(guò)OLEDB訪問(wèn)數(shù)據(jù)，而ADO則通過(guò)OLEDB訪問(wèn)底層數(shù)據(jù)。OLEDB分成兩部分，一部分由數(shù)據(jù)提供者實(shí)現(xiàn)，包括一些基本功能，如獲取數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、添加數(shù)據(jù)項(xiàng)等；另一部分由系統(tǒng)提供，包括一些高級(jí)服務(wù)，如游標(biāo)功能、分布式查詢等。OLEDB定義了一組COM接口，封裝了各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)的訪問(wèn)操作，為數(shù)據(jù)的使用方法提供建立了標(biāo)準(zhǔn)。ADO是OLEDB的應(yīng)用層接口，它通過(guò)OLEDB提供的COM接口訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并可以處理各種OLEDB支持的數(shù)據(jù)源，包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)電子郵件多媒體數(shù)據(jù)等等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）2．ADO模型主要的包含對(duì)象(1)Connection對(duì)象：用來(lái)建立并維護(hù)與一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。在打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)之前，需要用一些連接信息來(lái)培植Connection對(duì)象，包括數(shù)據(jù)庫(kù)位置、用戶ID及口令。若所有的信息培植都正確，Connection對(duì)象將調(diào)用Open成員函數(shù)來(lái)打開(kāi)連接，一旦Connection超出范圍，連接將自動(dòng)關(guān)閉；也可以通過(guò)調(diào)用Connection對(duì)象的Close成員函數(shù)來(lái)關(guān)閉該連接。(2)Error對(duì)象：當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)放生錯(cuò)誤時(shí)，來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)的錯(cuò)誤信息被放到ADOError對(duì)象中Error對(duì)象中的錯(cuò)誤信息是數(shù)據(jù)庫(kù)的錯(cuò)誤信息而不是ADO的錯(cuò)誤信息。(3)Command對(duì)象：用于在數(shù)據(jù)庫(kù)中執(zhí)行命令?？梢允褂眠@個(gè)對(duì)象來(lái)運(yùn)行SQL語(yǔ)句，通過(guò)它提供的方法執(zhí)行針對(duì)數(shù)據(jù)源的有關(guān)操作，比如查詢、修改等。(4)Pararneter對(duì)象：用于傳遞變量，或者調(diào)用存儲(chǔ)過(guò)程以及進(jìn)行參數(shù)化過(guò)程的查詢。這些功能必須附在一個(gè)Comrnand對(duì)象中一起來(lái)完成。(5)Recordset對(duì)象：包含數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)記錄集。該記錄集是一條命令被送入數(shù)據(jù)庫(kù)后所返回的一組記錄?？梢栽赗ecordset對(duì)象中定位，也可以通過(guò)與Recordset相關(guān)聯(lián)的Field對(duì)象訪問(wèn)Recordset每條記錄中的字段，然后使用Recordset對(duì)象來(lái)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，還可以給Recordset插入新記錄，或者刪除記錄并使這些更改反映到數(shù)據(jù)庫(kù)中。(6)Field對(duì)象：表示Recordset中的一個(gè)列除了以上對(duì)象外，ADO還包含集合對(duì)象，即由Error、Parameter和Field對(duì)象等組合成的對(duì)象。ADO的典型應(yīng)用過(guò)程是使用Connection對(duì)象建立與數(shù)據(jù)源的連接，然后用一個(gè)Command對(duì)象給出對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的命令。比如查詢或者更新數(shù)據(jù)等，而Recordset用于結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)或者瀏覽等操作。Command命令所使用的語(yǔ)言與底層所對(duì)應(yīng)的OLEDB數(shù)據(jù)源有關(guān)。不同的數(shù)據(jù)源可以使用不同的命令語(yǔ)言，對(duì)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，通常使用SQL作為命令語(yǔ)言。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）3．LabVIEW中對(duì)ADO的調(diào)用ADO對(duì)象在LabVIEW中是以ActiveX對(duì)象的形式提供的。LabVIEW自4.1版本就引入了支持ActiveX自動(dòng)控制的功能模塊，在5.1版本之后支持客戶和服務(wù)器雙方，即雖然程序是在雙方各自獨(dú)立存在，但它們的信息是共享的。這種信息共享是通過(guò)客戶端使用由服務(wù)器端發(fā)布的ActiveX控件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ActiveX對(duì)象的打開(kāi)和關(guān)閉是通過(guò)打開(kāi)自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)(AutomationOpen)和關(guān)閉自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)(CloseReference)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，屬性的設(shè)置和獲取則通過(guò)屬性節(jié)點(diǎn)(PropertyNode)進(jìn)行，而調(diào)用節(jié)點(diǎn)(InvokeNode)用于對(duì)象方法的調(diào)用。其中關(guān)鍵的是第利用“屬性”和“方法”的設(shè)置才能成功地實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。1.1Access數(shù)據(jù)庫(kù)MicrosoftAccess是在Windows環(huán)境下非常流行的桌面型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它作為MicrosoftOffice組件之一，安裝和使用都非常方便，并且支持SQL語(yǔ)言，所以本文將基于Access來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作。1.1.1在Access中建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)建立一個(gè)名為gotData.mdb的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，如圖4.10所示 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖4.10創(chuàng)建Access數(shù)據(jù)庫(kù)1.1.1建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接利用LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)工具包操作數(shù)據(jù)之前，需要先連接數(shù)據(jù)庫(kù)，這就像操作文件之前，需要先打開(kāi)文件一樣。連接數(shù)據(jù)庫(kù)有兩種方法：1.利用DSN連接數(shù)據(jù)庫(kù)LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)工具包基于ODBC技術(shù)，ODBC(OpenDatabaseConnectivity，開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)互連)是微軟公司開(kāi)放服務(wù)結(jié)構(gòu)(WOSA，WindowsOpenServicesArchitecture)中有關(guān)數(shù)據(jù)的一個(gè)組成部分，它建立了一組規(guī)范，并提供了一組對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的標(biāo)準(zhǔn)API（應(yīng)用程序編程接口）。這些API利用SQL來(lái)完成其大部分任務(wù)。ODBC本身也提供了對(duì)SQL語(yǔ)言的支持，用戶可以直接將SQL語(yǔ)句送給ODBC。2.利用UDL連接數(shù)據(jù)庫(kù)Microsoft設(shè)計(jì)的ODBC標(biāo)準(zhǔn)只能訪問(wèn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)則無(wú)能為力。為解決這個(gè)問(wèn)題，Microsoft還提供了另一種技術(shù)：Active數(shù)據(jù)對(duì)象ADO（ActiveXDataObjects）技術(shù)。ADO是Microsoft提出的應(yīng)用程序接口（API）用以實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)關(guān)系或非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。ADO使用通用數(shù)據(jù)連接UDL(UniversalDataLink)來(lái)獲得數(shù)據(jù)庫(kù)信息以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）第一章系統(tǒng)調(diào)試1.1調(diào)試方法為了簡(jiǎn)化調(diào)試程序，采用信號(hào)發(fā)生器作為模擬采集信號(hào)，其輸出的電壓信號(hào)可以直接通入數(shù)據(jù)采集卡。信號(hào)發(fā)生器有多種波形發(fā)生功能，采用正弦信號(hào)、三角波信號(hào)、方波號(hào)作為模擬輸入信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。1.2調(diào)試過(guò)程1.2.1檢查采集是否正常將所采集的兩路信號(hào)分別設(shè)為溫度和壓力信號(hào)，調(diào)試具體步驟為首先設(shè)置采集參數(shù)。按下采集按扭，觀察波形顯示窗口、數(shù)值顯示及儀表區(qū)，看相應(yīng)的控件是否有響應(yīng)。其次對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行幅值和頻率調(diào)節(jié)變換，與此同時(shí)觀察波形的變化。第三，改變采集參數(shù)設(shè)置，如采樣率變小可能會(huì)導(dǎo)致采集波形失真等，看波形是否和估計(jì)的情形大致相同。經(jīng)過(guò)調(diào)試后查找問(wèn)題出現(xiàn)所在。如圖5.1、圖5.2和圖5.3分別為測(cè)試采集得到的正弦、三角、方波波形顯示。圖5.1模擬信號(hào)的正弦采集波形圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖5.2模擬信號(hào)的方波采集波形圖圖5.3模擬信號(hào)的三角波采集波形圖1.1.1檢查數(shù)據(jù)庫(kù)建表、記錄和查詢功能在數(shù)據(jù)查詢控件里輸入查詢時(shí)間段，點(diǎn)擊查詢按鈕，這時(shí)表中會(huì)顯示查詢時(shí)間段內(nèi)的采集數(shù)據(jù)，說(shuō)明此項(xiàng)功能正常。圖5.4為查詢到溫度所得的數(shù)據(jù)： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）圖5.4查詢功能顯示1.1.1檢查參數(shù)設(shè)置和存儲(chǔ)設(shè)置功能改變采集或保存的速率，然后查詢所得的采集數(shù)，如果采集、保存數(shù)據(jù)的時(shí)間與設(shè)置的一致，就說(shuō)明該項(xiàng)功能正常。在參數(shù)設(shè)置控件里改變采樣率、物理通道、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表的選擇，通過(guò)查詢功能可發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)改變，即可說(shuō)明該項(xiàng)功能正常。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）總結(jié)采用PCI-DAQ方案的虛擬儀器采集技術(shù)，克服了傳統(tǒng)采集方式的弊端，使得采集數(shù)據(jù)變得簡(jiǎn)單而靈活。本文按照以虛擬儀器采集為系統(tǒng)的構(gòu)建思路，根據(jù)煮糖的實(shí)際要求和基本原理，給出了采集系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)思路，著重解決采集軟件的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)采集軟件的測(cè)試主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1.數(shù)據(jù)的在線采集。用戶只要進(jìn)行簡(jiǎn)單的采樣設(shè)置就可以輕松地得到采集對(duì)象的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)，采集界面簡(jiǎn)潔方便。2.數(shù)據(jù)的處理和監(jiān)測(cè)。軟件通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，并對(duì)其中主要的控制參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和報(bào)警。3.通過(guò)虛擬儀器軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口，將采集得到的數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，以備用戶查閱和分析。4.軟件通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用能對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出對(duì)用戶有用的信息。設(shè)計(jì)初衷是希望得到一個(gè)功能相對(duì)完善、界面操作簡(jiǎn)潔簡(jiǎn)單的采集系統(tǒng)，根據(jù)以上功能的實(shí)現(xiàn)，這樣一個(gè)采集系統(tǒng)可以基本達(dá)到要求，更重要的是，它使用方便，響應(yīng)更快捷和組建更靈活。由于工程經(jīng)驗(yàn)不夠充分，許多知識(shí)學(xué)得不是很扎實(shí)，有些地方并沒(méi)有進(jìn)行更專業(yè)的考慮，比如傳感器的可靠性因素等問(wèn)題、數(shù)據(jù)的復(fù)雜處理等。另外采集系統(tǒng)只是系統(tǒng)的一部分，對(duì)于實(shí)現(xiàn)虛擬儀器技術(shù)自動(dòng)控制還有一定的距離，這涉及到更多的知識(shí)領(lǐng)域，需要更深入的研究。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）參考文獻(xiàn)1．童剛．虛擬儀器使用編程技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20072．吳金才，楊永武，張辛．基于DAQ的虛擬儀器小型數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)[J]，20063．盧玉州．基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[D]，2007（2）4．美國(guó)國(guó)家儀器有限公司．?dāng)?shù)據(jù)采集DAQ基礎(chǔ)[J]，20085．吳艮霞，李國(guó)陽(yáng)，韋巍．LabVIEW下基于普通數(shù)據(jù)采集卡的DAQ系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J]，20076．裴鋒，汪翠英，張正華．虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集方案探討[J]，20077．戴新．?dāng)?shù)據(jù)采集卡在LabVIEW中的驅(qū)動(dòng)方法[D]，2006（5）8．劉君華．虛擬儀器圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW教程[M]．超星數(shù)字圖書(shū)館9．秦樹(shù)人．虛擬儀器[M]．高等教育出版社10．鄧焱，王磊．測(cè)試技術(shù)與儀器應(yīng)用[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200411．方佩敏．新編傳感器原理·應(yīng)用·電路詳解[M]．北京:電子工業(yè)出版社，1995．412．楊樂(lè)平，李海濤，肖相生等．LabVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社13．黃繼昌．傳感器工作原理及應(yīng)用電路[M]．北京:人民郵電出版社，1998．214．裴峰，汪翠英，張正華．虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集方案探討[D]，2005（3）15．劉迎春，葉湘濱．感器原理設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]．長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，199716．魏海燕，楊建新．于LabVIEW的虛擬儀器開(kāi)發(fā)[J]．北京：電子工業(yè)出版社，199817．尹仁平，劉剛，汪立新．LabVIEW中的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)[J]．電子測(cè)量技術(shù)，2006，29(3)18．羅文輝．LabVIEW中的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)[J]．武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(3)19．劉志斌，吳建軍，孟宏．基于ADO技術(shù)的LabVIEW訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法[J]．國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2003 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）附錄A：程序前面板 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）附錄B：程序總圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）致謝本文是左鴻飛老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。在課題研究的關(guān)鍵時(shí)候給予我?guī)椭驼_的思路指引，使我能夠順利解決各種問(wèn)題，導(dǎo)師那淵博的學(xué)識(shí)和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度深刻的影響著我，讓我收益匪淺。正是導(dǎo)師的教導(dǎo)和嚴(yán)謹(jǐn)指導(dǎo)，我才能順利完成論文和設(shè)計(jì)工作，在這里我向恩師致以誠(chéng)摯的敬意和衷心的感謝。在此我也要感謝在設(shè)計(jì)中給予我無(wú)私幫助的所有同學(xué)和老師，沒(méi)有他們的支持和鼓勵(lì)，我不可能順利的完成設(shè)計(jì)，他們的無(wú)私幫助讓我銘記于心。在這個(gè)時(shí)候我想起了我的家人，是他們鼓勵(lì)著我不斷進(jìn)取，特別是我的父親不斷的給予我信心和幫助，使我順利完全學(xué)業(yè)。再次感謝所有幫助過(guò)我的人們，謝謝你們!