labview用户手册测量基本原理

4 测量基本原理测量基本原理 本章向您介绍对于数据采集设备和测量仪器的您需要熟悉的测量的概念 信号采集信号采集 信号采集是一个转换物理量到电脑可以使用的数据的一个过程 测量开始 于一个传感器转换物理现象到电信号 传感器可以生成电信号去测量类似温度 力 声音或光等物理现象 表 4 1 列出了一些通用传感器 表 4 1 现象和传感器 现象传感器 温度热电偶 电阻式温度检测计 温度计 集成电路传感器 光真空管光电传感器 光敏电阻 声音麦克风 力和压力应变片 压电式传感器 测压元件 位置 移位 电位计 线性差动变送器 变压器 LVDT 光编码器 流量水头流量计 旋转流量计 超声波流量计 pHpH 电极 信号源信号源 使用接地和未接地信号源的模拟输入采集 接地的信号源接地的信号源 接地的信号源是一个电压参考系统地的信号源 例如地球或建筑物的地 如图 4 1 所示 因为这样的源使用系统接地 它们与测量设备共享一个公共地 最常见的接地源的例子是通过墙上电源插座插入建筑地的设备 如信号发生器 和电源 注释 两个独立信号源的地通常不具有相同的电势 两个连接相同建筑地的仪器 的电势差通常在 10mV 到 200mV 如果配电电路连接不正确 电势差还将更高 这就造成了接地环路的现象 图 4 1 接地信号源 未接地信号源未接地信号源 在一个未接地信号源内 电压信号没有参考任何公共地 例如大地或者是 建筑地 如图 4 2 所示 常见的未接地信号源的例子有电池 热电偶 变压器 和隔离放大器 注意在图 4 2 内 没有源的终端连接到像图 4 1 所示的电源插 座地 每一个终端都与系统地独立 图 4 2 未接地信号源 信号调理信号调理 信号调理是一个测量和操纵信号以提高准确度 隔离 滤波等的过程 为了测量来自传感器的信号 你必须把他们转换为数据采集设备能接受的 形式 举个例子 热电偶的最大输出电压非常小而且对噪声很敏感 因此 你 需要在热点输出电压数字化之前将他放大 这个放大就是信号调理的过程 信 号调理的通常类型包括放大 线性化 传感器激励和隔离 图 4 3 显示了一些通常的传感器和信号类型和每个需求的信号调理 图 4 3 传感器 信号的通常类型和信号调理 放大是最通常的信号调理方式 放大电信号提升数字化信号结果的准确性 减少噪声的影响 放大在数据采集设备和 SCXI 模块 图 4 4 标记的外部放大 的低电平信号 离信号源最接近用来提高信噪比 SNR 为了尽可能的提高精读 放大信号以 便于最大电压范围等于模拟数字转换 ADC 的最大输入范围 传感器 信号信号调理 热电偶 电阻式温度检测计 应变计 共模或高压 交流转换负载或大电流 有高频噪声的信号 放大 线性化和冷锻补偿 电流激励 四线和三线接 线 线性化 电压激励 桥式接线 线 性化 隔离放大 光学隔离 机电式继电器或固态继电 器 低通滤波器 图 4 4 源附近放大信号来增加信噪比 SNR 如果你在数据采集设备中放大信号 随着噪声测量和数字化的信号可能已 经进入导线 它降低了信噪比 但是如果你用 SCXI 模块在信号源附近放大信号 噪声对信号的影响会更小 而数字化表示更好地反映了原来的低电平信号 参 考 National Instruments 网页到 exd2hc 获得更 多模拟信号信息 提示提示 这里有一些方法降低噪声 1 使用屏蔽电缆或双绞线电缆 2 最小化线长以降低导线获得的噪声 3 保持交流线远离交流电源和监控以减少 50Hz 到 60Hz 的噪声 线性化线性化 很多传感器例如热电偶对测量的物理量的改变有非线性响应 LabVIEW 可 以线性画来自传感器的电压电平 这样你就可以电压测得的现象缩放电压 LabVIEW 对来自应变计 电阻式温度检测计 热电偶和温度计的转换电压提供 缩放功能 低电平信号 外部放大器 噪声 导线 仪器放大器 数据采集设备 传感器激励传感器激励 信号调理系统可以产生一些传感器对操作要求的激励 应变计和电阻式温 度检测器各自要求外部电压和电流 以激励其电路测量物理现象 这种激励类 型类似于需要功率接受和音频信号解码的无线电 隔离隔离 用信号调节的另一种常见的方法是隔离来自计算机用于安全目的的传感器 信号 当信号您的显示器中含有电压尖峰可能会损坏计算机或危害操作者 没 有某种类型的隔离 信号不会直接连接到数据采集设备 你可以使用隔离来确保地的电势差来影响数据采集设备的测量 当您的数 据采集设备和信号不能够参考相同的地电势 接地环路就有可能发生 接地环 路可能会引起测量信号不准确的表示 如果在信号地和数据采集设备地电势差 很大 可能会损坏测量系统 使用隔离的信号调理模块可以消除接地环路以确 保信号可以准确地测量 测量系统测量系统 您可以根据您使用的硬件和您需要的测量配置测量系统 差分测量系统差分测量系统 差分测量系统类似于未接地信号源因为你采取的测量遵循浮动地不同于测 量系统的地 差分测量系统的输入没有固定的基准 例如大地或建筑地 手持 式 电池供电的仪器和用仪器放大器的数据采集设备是差分测量系统的一个例 子 一个典型的美国国家仪器设备使用如图 4 5 所示的八通道差分测量系统 当 只有一个仪器放大器存在 在信号路径中使用模拟多路转换器来增加测量通道 的数量 在图 4 5 中模拟输入地 AIGND 管脚是测量系统的地 图 4 5 差分测量系统 共模共模 一个理想的差分测量系统仅仅对两个终端的电势差进行响应 正极 和 负极 输入 共模电压是任何您测量的关于仪器放大器地表现在所有放大器 输入的电压 一个理想的共差分测量系统完全抑制或者不测量共模电压 抑制 共模电压是有用的 因为不需要的噪声经常被电路里的共模电压引入 电路里 的共模电压构成了测量系统的线路系统 仪器放大器 但是 一些例如共模电压范围和共模抑制比 CMRR 的因素限制实际的 真实世界的用来抑制共模电压的差分测量系统 共模电压共模电压 共模电压范围限制在关于测量系统地允许范围内的电压范围 违法这个限 制不仅将导致测量误差而且可能损坏设备的元件 下面这个公式定义了共模电 压 Vcm V 是测量系统关于测量系统地为反转终端的电压 而 V 是测量系统关于测 量系统未反转终端的电压 共模抑制比共模抑制比 CMRR 表示了差分测量系统抑制共模信号的能力 共模抑制比是一个关于频 率和随频率典型衰减的的函数 共模抑制比越高 放大器在共模噪声中提取差 分信号越好 使用平衡电路可以最优化共模抑制比 大多数数据采集设备确定 共模抑制比随着频率的幂线性增长 它是 60Hz 下面的公式用分贝 dB 定义 了 CMRR 图 4 6 描述的是一个用以下式子用分贝描述 CMRR 的简单电路 这里 V V Vcm 差模增益 公模增益 图 4 6 共模抑制比 CMRR 单端基准和单端基准和单端非基准测量系统单端非基准测量系统 单端基准和单端非基准测量系统类似于接地的信号源因为您关于地进行测 量 一个单端基准测量系统测量相对于地的电压 模拟地 它直接连接了测量 系统地 图 4 7 显示了一个 16 通道单端基准测量系统 图 4 7 单端基准测量系统 仪器放大器 模拟地 仪器放大器 数据采集设备经常使用单端非基准 NRSE 测量技术 或者伪差分测量 这是一种单端基准测量技术的变种 图 4 8 所示的是一个单端非基准系统 图 4 8 单端非基准测量系统 在一个单端非基准测量系统中 所有测量都是一直关于单端模拟输入感应 E 系列设备的 AISENSE 但这个节点的电势可以关于测量系统地 AIGND 而 变化 一个单通道单端非基准测量系统与单通道的差分测量系统相同 信号源和测量系统的总结信号源和测量系统的总结 图 4 9 总结了连接信号源到测量系统的方法 模拟地 仪器放大器 信号源类型 未接地信号源 没有连接建筑地 接地信号源 输入 举例 未接地的热电偶 隔离输出的信号调理 电池设备 举例 不隔离输出的外挂式仪器 差分 DIFF 看偏置电阻上的信息 单端基 准地 RES 不推荐 地环路损耗 Vg是加在被测信号上 的 单端非 基准 NRSE 看偏置电阻上的信息 硬件计时硬件计时 VS 软件计时软件计时 当您需要获取或产生信号时 您可以使用硬件延时或者软件延时来控制 用硬件计时设备上的时钟可以控制速率 用软件计时时 用软件而非测量设备 来确定需要产生或者生成样本的速率 硬件时钟可以比软件循环运行得更快和 更加准确 注意 一些设备不支持硬件计时 查阅设备文档来确定设备是否支持硬件 计时 采样率采样率 模拟输入和模拟输出中最重要的元素之一是测量设备采样引入信号的速率 或者产生输出信号的速率 在 NI DAQmx 中的扫描率或采样率来确定模拟数字 转换 ADC 或数字模拟转换 DAC 产生的频率 更快的采样率要求比低采样率 在限定时间内有更多的点和对原始信号更好地表达 混叠混叠 采样太慢会导致混叠 这种情况是模拟信号不正确的表达 欠采样造成信 号显得好想与实际不同的频率 为了避免混叠 采样频率需要比信号的频率高 出一些倍数 对于频率测量 根据奈奎斯特定律 采样速率必须超过您需要准确表示信 号最高频率成分的两倍 奈奎斯特频率是对所给采样率您可以无混叠表示的最 高频率 奈奎斯特频率是采样频率的一半 高于奈奎斯特频率的频率部分的信 号在直流和奈奎斯特频率之间表现出混叠 混叠频率是在输入信号频率和与其 最接近采样率的整数倍之差的绝对值 打个比方 假设采样频率 fs 是 100Hz 又假设输入信号包含以下频率 25Hz 70Hz 160Hz 和 510Hz 如图 4 10 所示 图 4 10 非混叠奈奎斯特频率 低于乃奎斯特频率 fs 2 50 Hz 的频率可以被正确采样 如图 4 11 所示 高于奈奎斯特频率的频率表现出混叠 举个例子 F1 25 Hz 表现出正确的频率 但 F2 70 Hz F3 160 Hz 和 F4 510 Hz 各自在 30 Hz 40 Hz and 10 Hz 有混叠 图 4 11 混叠的奈奎斯特频率的例子 频率 奈奎斯特频率采样频率 幅度 幅度 奈奎斯特频率采样频率 混叠 混叠 混叠 频率 实线箭头 实际频率 虚线箭头 混叠 使用下面的式子来计算混叠频率 混叠频率 ABS 离采样频率最近的整数倍 输入频率 这里 ABS 表示绝对值 举个例子 混叠 F2 100 70 30 Hz 混叠 F3 2 100 160 40 Hz 混叠 F4 5 100 510 10 Hz 确定采样多快确定采样多快 您可能想在测量设备上可行的最高采样率采样 但是如果你在长时间内用 很快的速度采样 您可能没有足够的内存硬盘空间来存储数据 图 4 12 表示了 个种采样率的影响 图 4 12 多种采样率的影响 例子 A 用与 fs 相同的频率采样正弦波 获得的采样结果在直流上混叠 但 是 您增加采样率到 2fs 波形数字化可以得到正确的频率和与原始波形相同数 量的循环 但表现出三角波如例子 B 所示 通过增加采样率大大高于 fs 您就 可以更加准确的复制波形 在例子 C 中采样率是 4fs 3 因为这个案例中奈奎斯特频率低于 fs 4fs 3 1 2 2fs 3 采样率复制了一个不正确的频率和形状的混叠波形 数字数字 I 0I 0 一种随时间连续变化的模拟信号 一种数字或二进制信号仅有两种可能的 离散电平 高电平 ON 或低电平 OFF 图 4 13 图示了主要的信号类型 图 4 13 信号的类型 一个数字信号的例子是 TTL 信号 一个 TTL 信号有以下特点 如图 4 14 所 示 0 V 0 8 V 逻辑低 2 V 5 V 逻辑高 最大上升 下降时间 50 ns 信号 模拟 数字 脉冲序列 高低电平 直流 频域 时域 TTL 线路 计数器 定时器 ADC DAC 慢 ADC DAC 快 ADC 快 分析 表述 速率 电平 形状 频率内容 图 4 14 TTL 信号 数字线路和接口数字线路和接口 数字线路和接口是数字输入输出系统很重要的一部分 一条线路是独立信号 并且指的是一个物理终端 这条线传输的数据叫做 比特 它的二进制值是 1 或 0 术语线路和比特可以相互交换 端口是数字线路的集合 通常线路被分成 8 位端口 换句话说 带八条线 路的端口 大多数 E 系列设备有一个八位端口 端口宽度指的是一个端口里线 路的数量 举个例子 如果一个端口有八条线路 这个端口宽带是八 信号交换信号交换 使用信号交换通过使用信号的交换来请求和应答每一次信号传输用来和外 部设备通信 举个例子 使用信号交换获得来自扫描仪的图像包括以下几个步骤 1 扫描仪在它扫描好一个图像并且准备传输数据发送一个脉冲到测量设备 2 测量设备读取 8 位 16 位或者 32 位数字采样 3 测量设备发送一个脉冲到扫描仪 让扫描仪知道它已经读取了数字采样 4 扫描仪发送出另一个脉冲当它准备好另一个数字采样 5 测量设备接收到数字脉冲后 读取样本 最大上升 下降时间 高 低 不确定的 这个过程重复直到所有采样传输完毕 注意注意 不是所有设备支持信号交换 请参阅设备文档有关信号交换的支持信息 对于 E 系列设备 只有那些拥有八个以上的数字线路 那些有额外的板载芯片 8255 支持信号交换 触发触发 触发是一种造成一个行为的信号 例如开始数据的采集 使用一个触发器 如果你需要设置测量在一定时间开始 举个例子 想像你想要测试 电路板对一 个脉冲输入的响应 你可以使用脉冲输入作为触发告诉测量设备开始数据采集 如果你不使用这个触发 你不得不在应用测试脉冲前开始数据采集 当你配置一个触发器 你必须做出两个主要的决定 你想要触发器做什么 和如何产生触发 如果你想要个触发来开始测量 使用开始触发器 如果你想要在触发发生 前获得数据 使用参考触发器 也被称做停止触发器 用来在触发点前和触发 点后捕获样本 它变成了样本里的参考位置 除了指定要触发引起的操作 你需要确定触发的来源 如果您需要触发模 拟信号 使用模拟边沿触发或模拟窗口触发 如果触发信号是数字的 你可以 用 PFI 引脚作为源的数字边沿触发 模拟边缘触发模拟边缘触发 当一个模拟信号满足你指定的条件 诸如信号电平或上升沿下降沿的斜率 一个模拟边沿触发产生 当测量设备确认触发条件 它执行你与触发器相联系 的动作 例如开始测量或者标记触发发生是获得的采样 在图 4 15 中 当信号到达 3 2 时 触发器因上升沿信号捕获数据 图 4 15 模拟边沿触发举例 模拟窗口触发模拟窗口触发 当模拟信号通过 进入 通出 离开 两个电压电平离开规定时模拟信号 触发发生 通过确定窗口最高电压和最低电压确定电平值 当信号进入窗口时触发器获取数据 图 4 16 进入模拟窗口的触发举例 开始数据捕获的信号的电平和斜率 窗顶 窗底 在图 4 17 中当信号离开窗口时触发器获得数据 图 4 17 离开模拟窗触发的举例 数字边沿触发数字边沿触发 数字边沿触发通常是一个有两个分离电平的 TTL 信号 一个高电平和一个 低电平 数字信号产生一个下降沿时 从高电平到低电平移动 数字信号产生 一个上升沿时 从低电平到高电平移动 可以产生基于数字信号的上升沿或下 降沿开始或参考触发器 在图 4 18 数据获取开始与下降沿数字触发信号之后 你通常可以在 NI 测量设备上连接一个数字触发信号到 PFI 管脚 图 4 18 数字触发 窗顶 窗底 TTL 信号 信号的下降沿 数据捕获开始 信号分析信号分析 信号分析是转换获取信号到提取信号信息 滤除来自信号的噪声 把未加 工信号展现信号更加能可以理解的形式的过程 滤波和加窗是两种信号分析技术 参考 LabVIEW 分析概念手册或有关信号 分析的更多信息 滤波滤波 滤波是最常用的信号处理技术之一 信号调理系统可以滤除不需要的信号 或来自你测量信号的噪音 在测低速率或缓慢变化的信号例如温度时使用一个 噪声滤波器 以消除较高频率的信号 可以提高信号的精度 滤波器的一个常 见使用是消除 50 或 60Hz 交流电源线的噪声 一个 4Hz 的低通滤波器移除 50 或 60Hz 来自低速率被采样信号的噪音 低通滤波器消除了所有高于截止频率信 号的频率成分 许多信号调理模块有两个具有软件可选的截止频率从 10Hz 至 25kHz 的低通滤波器 请参阅第 4 章 数字滤波 LabVIEW 的分析概念手册有关滤波的详细信息 加窗加窗 使用加窗或平滑窗口 里减少与截断波形相关频谱泄漏 频率泄漏频率泄漏 频率泄漏是这样一种现象 由此测得的频谱能量似乎从一个频率泄漏到其 它频率 它发生在当一个取样波形中不包含的时间周期的整数倍以上被采样期 间 用于减少频谱泄漏的技术是由一个窗函数相乘的时域波形 离散傅立叶变换 DFT 和快速傅立叶变换 FFT 被认为解决给定的信号 转换成正弦和余弦的和的数学技术 它是依据频谱分析 使用 DFT FFT 当你采 样到一个非整数周期 例如 7 5 个周期 返回到看上去好像一个频率的能量泄漏 到所有其他频率的频谱因为快速傅立叶变换假设数据是一个单周期重复的简单 周期信号 人工不连续信号表现为非常高的频率 不能显示出原始信号 因为 这些频率高于奈奎斯特频率 它们出现频率 0 到 fs 2 的之间的混叠 使用窗口的类型取决于你获得的信号的类型和应用 选择正确的窗口要求 您对所分析的信号有一定的了解 表 4 2 列出了窗口的常见类型 适当的信号 类型和应用实例 窗口信号类型和描述应用 矩形窗 无窗 瞬态信号的长度比窗的长度 短 在一定时间区间内缩短 窗的长度 阶比跟踪 系统分析 伪随机 激励频率响应测量 两种频率 非常接近 但幅度几乎相同的 音调分离 三角窗三角形形状的窗口一般用途的应用 汉宁窗比窗口长度长的瞬时信号一般用途的应用 对随机激励 的系统分析 频率响应测量 海明窗比窗口长度长的瞬时信号 在边缘不连续的修正版汉宁 窗 经常用于语音信号处理 布莱克曼窗瞬时信号 与汉宁窗和海明 窗相似但添加了额外的余弦 形式来减少纹波 一般用途的应用 平顶窗在所有窗中有最好的幅度准 确性但限制频率选择性 准确单音调没有相近频率成分 的幅度测量 注意注意 在很多情况下 你可能对信号没有足够的知识 所以你需要对不同的窗 口进行实验来选择最好的 设备校准设备校准 校准包括核对设备的测量准确性和调整任何仪器误差 验证包括测量设备 的性能和比较这些对于工厂规格的测量 在校准期间 您提供和读取电平使用 外部标准 并调整设备的校准常数 设备在 EPROM 中存储新的校准常数 当需 要调整设备测量误差时 装载内存里的校准常数 两种校准存在 外部校准和 内部或者自我校准 有关校准设备的详细信息 请参阅美国国家仪器公司网站 Calibration 外部校准外部校准 外部校准 其中计量实验室通常执行 需要使用高精度的电压源来验证并 调整校准常数 此过程替换了所有 EPROM 里的校准常数 相当于一个工厂校准 因为外部校准过程改变了所有 EPROM 常数 它是原来的国家标准与技术研究院 NIST 的可追溯性证明无效化 如果有 NIST 认证的电压源进行外部校准 一个新的 NIST 溯源颁发证书 内部校准内部校准 内部校准或自校准使用一个软件命令 不需要外部的连接 自校准调整使 用设备外部变量的环境如温度 可能不同于那些在环境中进行外部校准的设备 5 创建一个典型的测量应用创建一个典型的测量应用 本章介绍了常见的 LabVIEW 的功能 你可以用它来开发测量应用程序 采 集 分析 和提出的测量数据 I O 控制控制 使用位于 I O 面板的 I O 控制来指定要与之通信的仪器或设备资源 您所 选择的控制取决于仪器或设备 在空白图表上连线 I O 终端到面板或者传统的 NI DAQ NI DAQmx IVI VISA 定义场点或者运动 VI 线终端 您必须安装必要的 驱动程序和使用 I O 名称控件之前连接必要的设备连接至计算机 注意注意 所有的 I O 名称控件和常量可以在所有平台上有效 但是如果您尝试运 行一个 I O 控制特定平台的 VI 这个平台不支持设备 您将收到一条错误 传统传统 DAQ 通道控制通道控制 如果你是用传统 NI DAQ 去控制一个 DAQ 设备 用 MAX 或其它配置实用程 序使用传统 DAQ 通道控件访问您的通道 你配置的任何渠道表现为传统 DAQ 通道控制下拉菜单选项 右键单击控件 并选择 I O 名称过滤从快捷菜单中根据配置过滤通道 Windows 要创建一个使用 MAX 的新通道 用鼠标右键单击该控件 然后从 快捷菜单中选择创建新通道启动 MAX DAQmx 的名称控件的名称控件 如果你使用 NI DAQmx 来控制一个数据采集设备 使用 DAQmx 名称控件上 的控制来访问你使用 MAX 和 DAQ 助手配置的任务 尺度 设备 全局变量和 开关 右键单击控件并选择 I O 名称过滤从快捷菜单过滤基于配置的选项 请参阅本章的物理和虚拟通道部分 来了解使用 NI DAQmx 任务的详细信息 IVI 逻辑名称控件逻辑名称控件 使用 IVI 逻辑名称控件与 IVI 仪器驱动程序来访问你配置使用 MAX 的逻辑名 称 逻辑名称出现在 IVI 逻辑名称控制下拉菜单 并参考使用 IVI 仪器驱动程序 的仪器 IVI 逻辑名称控件也显示特定 IVI 驱动的 VISA 资源名称 而不实用 MAX VISA 资源名称控件资源名称控件 使用 VISA 资源名称控件来访问你使用 MAX 配置的 VISA 别名 VISA 别名和 VISA 资源名称出现在 VISA 资源名称控制下拉菜单 场点的场点的 I O 点控制点控制 使用场点的 I O 控制点来访问你创建和使用 MAX 配置的场点项目 任何你 用 MAX 配置的项目出现在场点的 I O 点控件下拉菜单选项 运动资源名称控件运动资源名称控件 使用运动资源名称控件来访问你使用 MAX 配置的运动资源 右键单击控制 和选择从快捷菜单中允许未定义名称 来使用名称 而不使用 MAX 多态多态 VI 许多传统的 NI DAQ 和 NI DAQmx 的 VI 是多态的 可以接受或返回不同的类 型 如标量值 数组或波形数据 可以使用其他的多态 NI DAQmx 的 VI 来配置 各种触发和采样时间的方法 并创建虚拟通道 默认情况下 NI DAQmx 的 VI 的出现多态 VI 选择器 参见第 5 章 LabVIEW 用户手册关于多态 VI 的多态 VI 和函数部分详细信息 创建程序框图 属性属性 你可以只使用 NI DAQmx NI VISA 和 IVI 仪器驱动应用程序界面的 VI 写大 多数应用 您还可以使用这些 API 扩展功能的属性 来包含不太常用的功能 例如 您可以使用 VISA 配置串口 VI 设定的 VISA 会话几种常用的串口设置 包 括波特率 但是 如果你想只改变波特率 可以使用属性节点 使用在 DAQmx 面板的属性节点为 NI DAQmx 配置各种低级别的设置 为任 何 VISA 属性 使用在 VI 高级面板上的属性节点 在模块化的 API 仪器面板和 IVI 仪器驱动面板各自使用属性节点 创建一个典型的数据采集应用创建一个典型的数据采集应用 使用在 NI 测量面板上的 VI 来开发数据采集应用 根据图 5 1 基本的程序化 步骤 来创建一个数据采集应用 图 5 1 创建 DAQ 应用的基本步骤 注意定时和触发是可选的 包括定时步骤如果你想要用硬件定时代替软件 定时 如果你使用 NI DAQmx 你可以使用 DAQ 助手来设定任务的定时参数 如果你想要仅仅满足一定条件下设备获得采样数据 可以使用触发 举个 例子 你可能想要获得采样如果输入信号超过 4V 如果你使用 NI DAQmx 你 可以使用 DAQ 助手来配置任务的触发 许多 NI DAQmx 应用程序也可以包括步骤启动 停止和清除任务步骤 举个 例子 对于使用计数器 定时器来计边沿或测量周期的应用 使用开始 VI 来装 配计数器 在 NI DAQmx 里 当创建的 VI 层次任务执行完毕 LabVIEW 自动清除任务 传统的 NI DAQ 和 NI DAQmx 包括计时 VI 触发 VI 读样本 VI 和写样本 创建任务和通道 设定定时 可选 设定触发 可选 读或写数据 数据清除 VI 你可以使用 NI DAQ 特性来拓展 NI DAQmx 的功能 参见传统 NI DAQ 的数 据采集 VI 帮助关于使用传统 NI DAQ VI 的详细信息 参见 DAQmx 数据采集 VI 帮助关于使用 NI DAQmx VI 和特性的详细信息 物理和虚拟通道物理和虚拟通道 一个物理通道是你可以测量或者产生模拟或数字信号的一个终端或管脚 每个物理通道在支持 NI DAQmx 的设备上有一个独一无二的名字 虚拟通道是属性设置的一个集 他可以包括名字 物理通道 输入终端连 接 测量或生成的类型和比例信息 在传统的 NI DAQ 早期版本里 配置虚拟通 道是一个可选的方法来记录被用来不同的测量的通道 但是虚拟通道并不是对 每个 NI DAQmx 测量不可或缺 任务任务 一个 NI DAQmx 的任务是一个或更多定时 触发和另外属性的虚拟通道的集 合 一个任务表示一个测量或者一个任务生成要执行 您可以设置并保存所有 任务里的配置信息 使用应用程序里的任务 在 NI DAQmx 里 你可以配置虚拟通道作为任务的一部分或这从任务中分离 出来 完成以下步骤来执行测量或者一个任务的生成 1 创建一个任务或者通道 2 可选 配置通道 定时 和触发属性 3 读或者写样本 4 清除任务 如果对应用合适 重复步骤 2 和步骤 3 例如 在读写采样后 你可以重新 配置通道 定时或者触发属性 然后读写额外的基于新配置的采样 波形控件和数字波形控件波形控件和数字波形控件 使用波形控件 数字波形控件 波形图和数字波形图来表示你采集或者生 成的波形或者数字波形 LabVIEW 表示一个模拟波形 例如正弦波或者方波 波形数据类型默认 一个波形数据类型的一维数组表示多样的波形 LabVIEW 用默认的数字波形数据类型来表示数字波形 波形和数字波形控件包含开始时间 时间间隔 波形数据和属性 使用波 形 VI 和功能来访问和个人操作 开始时间开始时间 开始时间 t0 是一个与波形的第一个测量点相关联的时间戳 使用开始时 间来同步多点波形图或者数字波形图的图 并确定两个波形之间的延时 三角三角 t dt 三角 t dt 是信号里两个点之间的时间间隔 波形数据和数字波形数据波形数据和数字波形数据 波形数据和数字波形数据是波形表示的值 一个任何数值数据类型的矩阵可以表示模拟波形数据 通常 矩阵里的数 据的数值直接符合来自数据采集设备扫描的数值 数字数据类型表示一个数字波形 并在表里显示数字数据 属性属性 属性包括信号的信息 信号的名称 采集信号的设备 NI DAQ 自动帮你设 置一些属性 使用设置波形属性功能来设置属性 并且使用获取波形属性功能 来读取属性 显示波形显示波形 在前面板表示波形数据 使用波形控件或者波形图 表示数字波形数据 使用数字波形控件或者数字波形图 使用波形控件和数字波形控件来操作波形里的 t0 dt 和 Y 成分 或者在显 示器上显示这些成分 当你连接波形到波形图 t0 成分是 x 轴上的开始值 扫描采集的数据和 dt 成分确定 x 轴上后面的值 Y 成分里的数据元素包含波形图图上的点 如果你想好让用户控制一些成分 例如 dt 成分 创建一个前面板控件 并 将它连接到构建波形函数里的合适的成分 图 5 2 里的 VI 连续不断地从数据采集设备进行 10000 次扫描 采样速率为 1000 次 秒 它开始与下午 7 00 波形图画波形数据 Y 在图上 开始时间 是 7 00 00 p m 并且是 X 轴上的第一个点 波形的三角 t dt 是 1 毫秒 1000 次 秒 1ms S 所以 10000 次扫描被分散为 10 秒图上画的最后数据值 是 7 00 10p m 图 5 2 波形图 使用波形控件使用波形控件 各种 VI 接收 操作 或返回波形 另外 你可以直接连接波形