基于labview的数据采集系统的设计

基于labview的数据采集系统的设计内容摘要：

致谢 ................................................................................................................................................ 18 参考文献 ......................................................................................................................................... 19 附录 A1 温度控制器前面板 .............................................................................................................. 20 附录 A2 温度控制器程序框 图 .......................................................................................................... 21 . . 1 设计任务描述 设计题目 基于 LabView 的温度控制器的设计 设计要求 设计目的 1）掌握 LabView 的使用方法。 2）了解数据采集仪的工作原理。 基本要求 1）掌握 NIDAQ 使用方法。 2）了解温度测量以及控制方法。 3）设定温度，测量及显示温度，绘出温度曲线， PWM 方式控制温度。 2 设计思路 . . 我们的课设题目是数据采集系统的设计。 数据 采集，就是将被测对象的各种参量（物理量，化学量，生物量等） 通过各种传感器做适当转化后，再经信号调理，采集，编码，传输等步骤送到控制器进行数据处理或记录的过程控制器一般由计算机承担。 计算机是数据采集系统的核心，它对整个系统进行控制，并对采集的数据进行加工处理。 一套完整的信号采集系统应当包括如下几部分： 图 数据采集系统结构 数据采集系统主要由传感器，信号调理，和数据采集卡组成（通常集成模拟多路开关，程控放大 器，采 /保持器、定时器、 A/D 转换器及 D/A 转换器）计算机及外设等部分组成。 其中，传感器是将被测信号转换成可用电信号的信号转换原件，由于传感器产生的电信号不可能直接输入到 PC，必须进过调理才能被数据采集系统精确，无误的采集。 信号调理就是将传感器输出地电信号进行放大，隔离，滤波等，以便数据采集卡实现数据的采集，一般而言，信号调理是计算机的通用数据采集系统不可缺少的一部分。 传感器是接收信号的装置，信号调理是把接收到的信号转化为计算机能够处理的电信号，主要包括放大、隔离、滤波、激励和线性化。 其中滤波是信号 调理电路的重中之重，数据采集卡是本次设计中用到的主要硬件，它有单通道和多通道数据采集功能，计数器和定时器的应用，本次设计我们的要求是通过多通道采集数据，因此我们用到了数据采集卡的模拟输入功能。 该数据采集卡提供的电压是 0 到 5 伏直流电压，因此我们可以采集一路直流信号，另一路我们用函数信号发生器来模拟一个交流信号，但是鉴于工频 50HZ 的电源干扰，我选择用 0 到 5 伏的直流信号通过扩大它的倍数来模拟温度信号，进而实现多通道数据采集，因为干扰很大，因此我选择了低通滤波器，截止频率为 40HZ。 通过 EXCEL实现对数据的存储 功能。 这就是整个设计的大体思路。 3 系统方框图 被测物理量 传感器 计算机 数据采集卡 信号调理 开始 . . Y Y N N 图 31 数据采集系统的结构图 4 各部分软件程序设计 前面板的设计 结束 直流电压信号采集 滤波 温度信号采集 滤波 存储 存储 存在干扰 存在干扰 . . 前面板是用户接口 ， 即 交互式界面 ， 用于用户向程序中输入各种控制参数和观察输出量 ， 在前面板中 ， 使用了各种仿真图标 ， 如开关、旋钮等 ， 并以数字或实时趋势图等各种形式的输出测试结果来模拟真实仪器的面板。 前面板的设计 ， 充分发挥了 LabVIEW的特长 ,即建立了友好的人机操作界面 ， 是虚拟信号发生器的最上层。 在使用中通过鼠标和键盘操作设定信号的相关参数。 本次温度控制器的前面板主要由以下几个部分构成 :温度计，报警灯，输入 /输出控件，波形图表。 此外，为了使设计的仪器更加形象、美观，还增加了许多修饰性的元件如面板上的边框，设计题目，生产公司，改变字 体颜色等。 尽量与真实仪器的使用界面相一致。 启动 ，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。 . . 图 数据采集前面板 程序框图的设计 外部信号的输入及显示 因为本次课程设计时间紧促，因此我们没用传感器接收外部非电信号，而是用 0 到 5伏直流电压来模拟外部检测到的信号，并将其连接至模拟信号输入端。 0 到 5 伏直流电压作为我们要采集的第一路信号，我们还要采集第二路，因为设计要求实现多通道数据采集。 我们可利用资源有限，因此第二路我用 0 到 5 伏直流电压扩大20 倍来模拟温度信号，从而实现多路数据的采集。 多通道显示程序框 图的设计步骤如下： 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 以下步骤： 【 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 所示。 在 生成信号中选择【模拟输出】 →【电压】输出，选择通道 a1。