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《-基于labview的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第一節(jié)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體組成結(jié)構(gòu)是測量目標(biāo)經(jīng)過傳感器模塊后轉(zhuǎn)換成電信號，在由信號調(diào)理模塊對信號做簡單的調(diào)理工作，例如，scc-sg04全橋應(yīng)變調(diào)整模塊，scc-td02模塊，scc-rtd01熱電偶熱電阻制約模塊等，將調(diào)理好的信號傳送到數(shù)據(jù)采集模塊中進行數(shù)據(jù)采集，然后在用軟件進行特定的處理。在采集的過程中同時將數(shù)據(jù)保存到指定數(shù)據(jù)庫里。如圖4-1多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖所示。圖4-1多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖第二節(jié)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計一、PC機傳統(tǒng)儀器很多情況完成某些任務(wù)必須借助復(fù)雜的硬件
2、電路，而由于計算機數(shù)據(jù)具備極強的信號處理能力，可以替代這些復(fù)雜的硬件電路，這便是虛擬儀器最大的特點。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠正常運行的前提便是選擇一個優(yōu)良的計算機平臺。由于數(shù)據(jù)采集功能器件通常工作在工業(yè)領(lǐng)域中，往往伴隨著強烈的振動，噪聲，電源線的干擾和電磁干擾等。為了保證記錄儀正常的運行，設(shè)計系統(tǒng)時選定工業(yè)計算機?？紤]到計算機平臺的可靠運行工業(yè)計算機通常采取了抗干擾措施。另一方面的考慮是工業(yè)計算機通常具有很多類型的接口，這樣有利于功能進一步的擴展。二、傳感器傳感器設(shè)備能接受到來自測量目標(biāo)發(fā)來的信號，而且把接
3、受到的訊息，通過設(shè)定的變換比例將其改變成為電信號亦或其它形式，從而能夠完成數(shù)據(jù)信號的處理、存儲、顯示、記錄和控制等任務(wù)。傳感器是系統(tǒng)進行檢測與控制的第一步。三、信號調(diào)理經(jīng)過傳感器的信號大多是要經(jīng)過信號調(diào)理才可以被數(shù)據(jù)采集設(shè)備所接收，調(diào)理設(shè)備能夠?qū)π盘栠M行放大、隔離、濾波、激勵、線性化等處理。由于不同類型的傳感器各有不同的功能，除了考慮一些通用功能之外，還要依據(jù)不同傳感器的性質(zhì)和要求來實現(xiàn)特殊的信號調(diào)理功能。信號調(diào)理電路的通用功能由如下幾個方面：（1）放大功能為了提高系統(tǒng)的分辨率以及降低噪聲干擾，微弱
4、信號必須要進行放大，從而使放大之后信號電壓與模數(shù)轉(zhuǎn)換的電壓范圍一致。信號在經(jīng)過傳感器之后便直接進入信號調(diào)理模進行調(diào)理，這樣就不易受到外部環(huán)境的影響，從而使得信噪比進一步的改善。（2）隔離功能隔離是指為了避免直接的電連接，通過光線、交互電源或變壓等方法，使得數(shù)據(jù)信息在系統(tǒng)之間進行傳遞。使用隔離的原因：一是為了安全考慮；二是能夠保證采集到的數(shù)據(jù)不會受到其它原因的影響。（3）濾波濾波是為了保證測量的信號的純潔性，濾去不需要的信號。大部分的信號調(diào)理模塊具有一個低通濾波器是用來過濾噪聲。通常還需要抗混疊濾波器
5、，濾除信號中感興趣的最高頻率以上的所有頻率的信號。（4）激勵功能信號調(diào)理模塊能夠為某些傳感器提供激勵信號，而且很多信號調(diào)理模塊都提供有電流源和電壓源以便給傳感器提供激勵。（5）線性化大部分的傳感器是測量信號的線性和非線性響應(yīng)的結(jié)合，為了使傳感器誤差補償，對輸出信號的線性化是必要的。目前，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以通過軟件解決這個問題。四、輸入信號的類型要知道信號采集到的數(shù)據(jù)集，這是因為信號的要求和系統(tǒng)性能的不同的測量是不同的，只有了解被測信號的性質(zhì)，才可以準(zhǔn)確地選擇合適的采集系統(tǒng)。一個任意的信號在時間上是一
6、個物理量的變化。在一般情況下，信號攜帶的信息是非常廣泛的，如：狀態(tài)，率，水平，形式，頻率等。根據(jù)信號運載信息的不同，可以將信號分為數(shù)字信號或模擬信號。其中數(shù)字信號包括脈沖信號和開關(guān)信號兩種類型。模擬信號包括直流信號、時域信號、頻域信號等。（1）數(shù)字信號第一類數(shù)字信號為開關(guān)量信號，如圖4-2所示。一個開關(guān)信號攜帶信息信號的瞬時狀態(tài)。一個開關(guān)信號的電壓若是處在0到0.8V之間，稱其為邏輯低電平，若是2.0V到5.0V之間，稱其為邏輯高電平。圖4-2開關(guān)信號第二類數(shù)字信號是脈沖信號，如圖4-3所示。脈沖信
7、號是在某一時間，信號狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。圖4-3脈沖信號（2）模擬信號模擬直流信號（直流）是一個模擬信號在靜止或非常緩慢地發(fā)生改變，如圖4-4所示。圖4-4模擬直流信號在一個給定的時間間隔內(nèi)，直流信號取決于信息幅值。直流信號常見的有速度，溫度，應(yīng)變，壓力等。只有在足夠的精度條件下，采集系統(tǒng)才能準(zhǔn)確的采集模擬直流信號。時域信號攜帶的信息包括信號的層次和水平隨時間的變化，如圖4-5。在做一個模擬信號或波形的測量時，需要把重點放在波形特征上，如峰值，邊坡等。若果要對時域信號進行測量，需要確保在優(yōu)良的時間序列且時
8、間間隔合適的情況下進行采集。圖4-5模擬時域信號模擬頻域信號與時域信號類似，但從頻域信號中提取的信息是信號的頻域內(nèi)容，而不是波形的形狀，也不是隨時間變化的特性，如圖4-6所示。用于測量一個頻域信號的系統(tǒng)必須有必要的分析功能，用于從信號中提取頻域信息。為了實現(xiàn)數(shù)字信號處理等，可以使用或?qū)Ｓ肈SP硬件的應(yīng)用軟件，快速有效地分析信號。模擬頻域信號種類較多，常見的有傳輸信號、地球物理信號、聲音信號等。圖4-6模擬頻域信號現(xiàn)實中的信號往往結(jié)合在一起，一個信號將推出各種信息，這樣
