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LabVIEW数据采集实验一、实验目的1.掌握NI—myDAQ的基本功能，并会解决简单问题2.了解数据采集的基本过程二、实验设备1.装有LabVIEW的计算机2.NI-myRIO数据采集卡3.若干个干电池和色环电阻三、实验原理数据采集系统一般的流程图为：在建立基本的数据采集（DAQ）系统时，有五项组件必须考虑：1.传感器数据采集始于要被测量的物理现象，可能是房间的温度、光源的强度、空间的压力、应用在物体上的力量，或是其它许多现象。一个有效的DAQ系统可以测量这一切不同的现象。DAQ系统测量不同现象的能力是由将物理现象转换为可被DAQ硬件测量之信号的传感器来决定。传感器相当于DAQ系统中的传感器。2.信号适当的传感器将物理现象转变成可测量的信号。但是，不同的信号必须用不同的方式来测量。基于这个原因，我们必须了解不同类型的信号，以及其相对应的属性。对于模拟信号而言，频率是至关重要的。所以当频率是最重要的信息时，就必须同时考虑准确度和采集速度。虽然为了采集信号频率所需的采集速度低于取得信号形状所需的速度，但是信号仍然必须以足够的速度采集，才不至于在采集模拟信号时失去重要信息。确保获致此速度的条件称为奈奎斯特取样定理(NyquistSamplingTheorem)。语音分析、电信，以及地震分析，都是必须知道信号频率的应用范例。数字信号，它的测量方法与模拟信号不同，数字信号的速率是测量单位时间内某种特征信号出现的次数。数字信号的处理不需要复杂的软件算法来确定。不需要使用软件运算法来判断信号的速率。3.信号调理有时候传感器产生的信号过于困难或太危险，以致于无法直接使用DAQ设备进行测量。举例来说，在处理高压电、噪声环境、极高和极低信号，或是同时量测信号之时，信号调理就是高效率DAQ系统的重要部分。信号调理将系统的准确度提升到最大，允许传感器正确地运作，并且保证安全性。选择正确的硬件来进行信号调理是非常重要的。信号调理系统可以用模块化或系统集成的形式搭建，配合信号调理的附件可以使用在多种应用场合实际信号电信号信号调理实际信号电信号4.数据采集硬件（DAQ）数据采集(DAQ)硬件是计算机和外界之间的接口。它的主要功能是将输入的模拟信号数字化，使计算机能够解读这些信号。其它的数据采集功能包括:模拟输入/输出、计数器/定时器、数字I/O。5.驱动程序和应用程序软件软件将PC和DAQ硬件转变成完整的数据采集、分析及呈现工具。若是没有软件来控制或驱动硬件，DAQ设备就无法正常运作。驱动程序软件是让你能够轻易与硬件沟通的软件层。它构成应用程序软件和硬件之间的中间层。驱动程序软件亦让程序设计师不需要进行缓存器层级的程序设计或复杂的指令，就可以存取硬件功能。NationalInstruments提供两种不同的软件选项：·NI-DAQmx驱动程序及其它的量测服务软件·NI-DAQmxBase驱动程序软件四、实验内容1.NI—myDAQ的使用方法利用NI-myRIO测量干电池电压及色环电阻值，具体步骤课堂上做详细讲解。2.信号输入（数据采集）信号输入部分可以借助DAQ助手来实现，也可以使用DAQ通道来实现。在NI-DAQmx中，任务是包括一条或多条通道以及定时、触发等属性的集合。从概念上来说，任务就是要进行的测量或生成。例如，测量DAQ设备一条或多条通道的温度就是一个任务。在创建DAQ任务前，我们首先得初始化设备。初始化设备要用到Mesurement&AutomentionExplorer（如图5.1所示为它的启动界面）。按照下述步骤初始化设备。图5.11.打开Mesurement&AutomentionExplorer。2.在“配置”栏-“设备与接口”上单击鼠标右键，选择“新建…”，会出现如图5.2所示界面：图5.2选择“NI-DAQ仿真设备”，点“完成”后会出现如图5.3界面。图5.33.点击“E系列DAQ”前面的“+”，展开栏目后如图5.4所示：图5.4这里我们选择“NIPCI-6071E”，点击“确定”后出现下图所示界面。很容易发现，界面左边“配置”-“NI-DAQ设备”下多了一个“NIPCI-6071E”，单击它，右边的界面中出现它的配置参数，如图5.5所示。图5.5经过以上步骤的设置，设备设备初始化完毕。接下来我们就可以创建NI-DAQmx任务了。3.3.1.1创建NI-DAQmx任务按照下列步骤，可以创建并配置一个从DAQ设备读取电压的任务。利用DAQ助手1.打开一个新建的空白VI。2.在程序框图中，打开函数选板并选择Express»输入，显示输入选板。3.选择输入选板上的“DAQ助手”ExpressVI，如左图所示。将该ExpressVI放置到程序框图上。打开DAQ助手，显示新建Express任务对话框。4.单击采集信号»模拟输入，显示模拟输入选项。5.选择电压创建一个新的电压模拟输入任务。对话框将列出各个已安装的DAQ设备的通道。列表中通道的数量取决于DAQ设备的实际通道数量。6.在支持物理通道列表中，选择仪器与信号连接的物理通道(如ai0)并单击完成按钮。“DAQ助手”将打开一个新对话框，如图5.6所示。对话框显示选中完成任务的通道的配置选项。7.在设置选项卡的信号输入范围部分，将最大值和最小值分别设为10和-10。8.在配置选项卡的定时设置部分，从采集模式下拉菜单中选择N采样。9.在待读取采样文本框中输入1000。图5.63.3.1.2测试任务测试任务，检验通道配置是否正确。按照下列步骤，确认数据采集的执行状态。1.单击运行按钮。如左图所示。Express任务选项卡及时更新，以确认正在采集数据。2.单击确定按钮，保存当前配置并关闭DAQ助手。LabVIEW将生成该VI。3.将VI命名为ReadVoltage.vi，保存至合适的位置。3.3.1.3绘制DAQ设备采集的数据按照下列步骤，把从通道中采集到的数据绘制到波形图并改变信号的名称。1.右键单击电压接线端，并从快捷菜单中选择创建»图形显示控件。2.切换到前面板并运行VI三到四次。观察波形图。波形图顶部的图例中将出现电压。3.在程序框图上，右键单击“DAQ助手”ExpressVI，从快捷菜单中选择属性，打开DAQ助手。4.右键单击通道列表中的电压，从快捷菜单中选择重命名，打开重命名一个通道或多个通道对话框。5.在新名称文本框中，输入第一个电压读数并单击确定按钮。6.单击确定按钮，保存当前配置并关闭DAQ助手。7.打开前面板并运行VI。波形图图例中将出现第一个电压读数。8.保存VI。3.3.1.4编辑NI-DAQmx任务将另一条通道添加到任务中，比较两个电压读数。也可自定义一个连续采集电压读数的任务。按照下列步骤，在任务中添加一条新通道，连续采集数据。1.双击程序框图上的“DAQ助手”ExpressVI，打开DAQ助手。2.单击添加通道按钮，如左图所示。从添加通道菜单中选择电压通道，打开添加通道至任务对话框。3.在支持物理通道列表中任选一个未使用的物理通道，单击确定返回至DAQ助手。4.将该通道重命名为第二个电压读数。5.在定时设置部分，选择连续采样。在DAQ助手中设置定时和触发选项，这些选项将用于通道列表中的所有通道。6.单击确定按钮保存当前配置并关闭DAQ助手。此时将出现确认自动创建循环对话框。7.单击确定按钮。LabVIEW在程序框图上放置一个While循环，将“DAQ助手”ExpressVI和图形显示控件包围在内。While循环的停止按钮与“DAQ助手”ExpressVI的停止输入端相连。ExpressVI的已停止输出端与While循环的条件接线端相连。程序框图如图5.7所示。图5.7如发生错误，或在VI运行时单击停止按钮，“DAQ助手”ExpressVI将停止读取数据并停止While循环，同时已停止输出端将返回一个TRUE值。