虚拟仪器设计与应用课件11

,虚拟仪器设计与应用 光电工程系,第十九讲 数据采集(DAQ),数据采集(DAQ),数据采集(DAQ) 系统使用数据采集设备将调理好的电信号传送到计算机上以便用软件分析和记录数据。 可选择使用PCI 总线、PCI Express 总线、PXI 总线、USB 或IEEE 1394 端口的数据采集设备,USB总线,USB总线,USB总线,1.使用硬件,2.与硬件通信,3.模拟一个DAQ设备,4.测量模拟输入,内容：,5.产生模拟输出,6.以道路强度检测仪为例的DAQ配置,4,5,使用硬件,一个典型的DAQ 系统由三种基本的硬件类型组成：接线盒、电缆和DAQ 设备。,1 信号2 接线盒3 电缆4 DAQ设备5 计算机,典型的DAQ 系统,1,2,3,4,5,6,可通过不同的总线结构，将DAQ 设备测量的信号传递到计算机上。 例如，DAQ 设备可连接到计算机的PCI 或PCI Express 总线，或笔记本电脑的PCMCIA 插座，或计算机的USB 接口。PXI/CompactPCI 也可用于创建一个便携、通用和耐用的测量系统。,大多数DAQ 设备由四部分组成： 模拟输入、模拟输出、数字I/O 和计数器。,7,与硬件通信,NI 数据采集设备具有一个用于在设备和应用软件间通信的驱动程序引擎。 有两种不同的驱动程序引擎可以选择：NI-DAQmx 和传统NI-DAQ。,另外， NI 有一个专用于配置数据采集设备的应用程序：Measurement &Automation Explorer (MAX)。 这部分中将讲述驱动程序引擎和使用MAX 配置数据采集设备的过程。,Measurement & Automation,在计算机上安装了DAQ 设备以后，必须运行这个配置程序工具。,8,9,NI-DAQmx是最新的NI-DAQ驱动程序，带有控制测量设备所需的最新VI、函数和开发工具。 与较早版本的NI-DAQ 相比， NI-DAQmx 的优点在于：,“DAQ 助手”可用于配置设备通道和测量任务；,更优异的性能如单点模拟I/O 更加快速和多线程；,创建DAQ 应用程序的API 更为简洁并可使用更少的函数和VI。,10,模拟一个DAQ设备,在NI-DAQmx 7.4 或后续版本中可以创建NI-DAQmx 模拟设备。 使用NI-DAQmx模拟设备，在没有硬件的情况下也可以在应用程序中试用NI 产品。,3. 选择设备并单击OK。,创建NI-DAQmx 模拟设备按照下列步骤创建一个NI-DAQmx 模拟设备：,1. 右键单击设备和接口，并选择新建，然后选择仿真NI-DAQmx设备或模块化仪器。,2. 在创建NI-DAQmx仿真设备对话框中选择所需模拟设备的设备系列。,11,12,搜索到USB-6211，点击完成即可。,13,14,NI USB-6211,默认的NI-DAQmx计数器端子,15,我们在LabVIEW中添加一个DAQ助手，就能看到USB-6011的各个数据通道,模拟输入通道,计数器输入通道,数字输入通道,16,测量模拟输入,模拟输入是一个测量模拟信号并将测量结果传递到计算机上，进行分析、显示和存储的过程。 模拟信号是一种连续变化的信号。 模拟输入大部分情况下都用于测量电压或电流。,执行模拟输入时，可以通过定时任务来采集1 个样本、采集n 个样本和连续采集。,17,测量模拟输入,采集1 个样本单样本采集是一种随需随用的操作。 也就是，驱动程序从输入通道中采集一个值，就立刻返回这个值。 这种操作不需要任何缓冲区或硬件定时。,例如，周期性地监控容器中的液位时，就需要采集单一的数据点。 将产生表示液位的电压信号的传感器和测量设备的一个通道相连，需要了解液位时就进行一次单通道单点采集。,18,采集n 个样本完成单通道或多通道多样本采集的方法之一就是重复采集单一样本。 但是，反复在单通道或多通道上采集单一的数据样本不仅效率低下，而且费时。 除此之外，还无法准确控制样本间或通道间的生成间隔。 相反地，使用计算机内存中的缓冲区的硬件定时，可以更有效地采集数据。 如果通过编程来实现，就需要用定时函数，并指定sample rate 和sample mode (finite)。 如果用其它的函数，可以完成单通道或多通道的多样本采集。用NI-DAQmx 也可以从多个通道采集数据。,例如，可能需要同时监视容器的液位和温度。 在这种情况下，就需要将两个传感器分别连接到设备的两个通道上。,19,连续采集如果想在采集时查看、处理或记录样本的子集，就需要连续采集样本。 对于这些类型的应用，将采样模式设置为continuous。,20,产生模拟输出,模拟输出是一个从计算机中产生电信号的过程。 模拟输出是由数模转换(D/A)操作产生的。 可用于任务的模拟输出类型有电压和电流。,如需执行一个电压或电流任务，就必须安装一个能够产生相应形式信号的匹配设备。,执行模拟输出时，与执行模拟输入一样，可以通过定时任务来生成1 个样本、生成n 个样本和连续生成。,21,我们在LabVIEW中添加一个DAQ助手后，点击其属性就能对其进行仿真模拟输出。,22,我们选择设备的一个通道后，就可对仿真信号进行各种配置。,23,NI-USB6008数据采集卡,NI-USB6008模拟输入管脚图,以道路强度检测仪为例的DAQ配置,24,这是本程序所用的测量系统，本程序选取的是0，3，7通道。在参考地单端（Referenced Single-Ended, RSE）测量系统中，被测信号一端接模拟输入通道，另一端接系统的AIGND，下图描绘了一个3通道的RSE测量系统。,3通道的RSE测量系统,25,剪切位移测量连线,拉拔位移测量连线,压力测量连线,26,USB-6008接线图,27,数据采集卡