基于LabVIEW的数据采集系统设计及应用

图书分类号TP311.1密级非密UDC620硕士学位论文基于LabVIEW的数据采集系统设计及应用刘珊珊指导教师（姓名、职称）刘双峰副教授申请学位级别工学硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2012年04月28日论文答辩日期2012年06月06日学位授予日期2012年07月01日论文评阅人___________________________________________________________答辩委员会主席_______________________2012年06月01日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于LabVIEW的数据采集系统设计及应用摘要运动体的位移、速度或加速度响应信号是表征运动体动态特性的重要参数。理论上来讲，三种信号之间存在着微分或者积分的关系，可在测得其中一种信号的情况下通过积分或者求导来获取其它另外两种信号。但是受实验条件和传感器的制约，很多时候只能测得加速度信号。本文通过设计数据采集系统实现了对加速度信号的采集、存储与处理。论文严格按照软件工程的科学方法提出了详细的数据采集系统开发过程，使用图形化编程语言LabVIEW编写了数据采集系统的读数、采样、与处理软件。在该数据采集系统中具体实现了数据采集、数据处理、波形控制等功能。论文首先阐述了虚拟仪器的基本概念和研究意义，介绍了虚拟仪器的产生以及发展现状，提出了本加速度数据采集系统的设计要求。然后分别从硬件、软件平台两方面详细介绍了数据采集系统的设计方案。其中对PCI接口技术和信号调理电路做了一定的说明；并详细介绍和设计了LabVIEW与本系统采用的第三方数据采集卡——PCI2510的通信实现方式；给出了数据采集系统各个模块的算法流程、程序框图和数据采集系统人机交互界面。最后，将本数据采集系统具体应用在微小电容加速度计动态测试的试验中，结合图表和显示结果说明了对数据采集系统进行应用的具体过程。试验结果表明本数据采集系统各模块功能可靠，程序稳定。关键字：LabVIEW，PCI通信，动态链接，数据采集中北大学学位论文TheDesignandApplicationofDataAcquisitionSystemBasedonLabVIEWAbstractWhenstudyingthedynamiccharacteristicsofthemovingbody,theresponsesignalofdisplacement,speedandtheaccelerationwillbeconsideredcurrently.Theoretically,therelationshipbetweenthethreeaspectsisdifferentialorintegral.Theothertwosignalscanbeacquiredthroughintegralorderivativeofthemeasuredsignalwhichisoneofthethreeaspects.But,bytherestraintofexperimentalconditionsandsensors,onlyaccelerationsignalcanbemeasuredinmostcases.Inthearticle,thecollectionandstorageofaccelerationsignalareachievedbydesigningdataacquisitionsystem.Inthepaper,thedetaileddevelopmentprocessofdataacquisitionsystemisproposedwiththestrictthinkingofsoftwareengineering.UsingthegraphicalprogramminglanguageLabVIEWwritesoftwareoftestsystemwhichcancollectdata,readdataandanalysisdata.Inthedataacquisitionsystem,theconcretefunctionofdataacquisition,dataprocessingandwaveformcontrolcanbeachieved.Firstofall,thethesisdescribedthebasicconceptsandsignificanceofthevirtualinstrument,introducedthegenerationanddevelopmentstatusofthevirtualinstrument,andproposedthedesignrequirementsofthedataacquisitionsystem.Then,thedesignproposalofdataacquisitionsystemisintroducedthroughthesoftwareandhardwareminutely.Inthispart,thereistheconciseaccountaboutinterfacetechnologyofPCIandsignalconditioningcircuit.Therealizationmodebetweenthird-partydatacollectingcardandLabVIEWisdesigneddetailedly.Thealgorithmflowchartofeachmodule,flowdiagramandtheInteractiveinterfaceofdataacquisitionsystemarealsogiveninthepaper.Atlast,thedataacquisitionsystemisappliedindynamictestpilotofthesmallcapacitanceaccelerometer.Thecombinationofchartsanddisplaysillustratethespecificprocessofapplicationdataacquisitionsystem.Theresultsoftheexperimentshowedthatthefunctionofeachmoduleisreliable.Theprogramisstabilityinthedataacquisitionsystem.Keywords:LabVIEW,CommunicationsofPCI,DynamicLink,DataAcquisition中北大学学位论文I目录1绪论...................................................................................................................................11.1课题研究背景及意义..................................................................................................11.1.1课题研究背景.......................................................................................................11.1.2课题研究意义.......................................................................................................21.2虚拟仪器概述..............................................................................................................21.2.1虚拟仪器的特点...................................................................................................31.2.2虚拟仪器的构成及分类.......................................................................................41.3虚拟仪器发展及现状...................................................................................................41.4本课题的主要工作......................................................................................................52数据采集系统的设计平台和结构.....................................................................................72.1数据采集系统的整体设计方案...................................................................................72.2数据采集系统的硬件平台..........................................................................................72.2.1采集控制电路.......................................................................................................72.2.2PCI总线技术.......................................................................................................102.3数据集系统的软件平台............................................................................................142.3.1软件设计的思想.................................................................................................152.3.2软件的开发过程.................................................................................................162.3.