LabVIEW的信号调理

第8章LabVIEW的信号调理,LabVIEW的信号调理就是对采集到的数据进行隔离、滤波等各种日常处理。它对一个测试系统的运行有很重要的影响。完整的一个测试系统中当到数据传输到计算机上分析处理后，就要对数据进行信号调理。调理有硬件的和软件的两种。在本章中全面讲解信号调理的方法。,8.1LabVIEW信号调理概念,LabVIEW中直接采集来的数据不一定能满足用户系统的要求，一般要经过信号调理对信号处理。这样做是为了能更好的适合数据采集系统的要求。信号调理主要是在硬件中完成，同时有一点软件配合。硬件中主要是对传感器采集来的电信号进行处理。这样做主要是对电信号进行放大，防止干扰。信号调理功能包括放大、隔离、滤波、激励、线性化等。由于不同传感器有不同的特性，因此，除了这些通用功能，还要根据具体传感器的特性和要求来设计特殊的信号调理功能。信号调理具体的几个过程如下所示。1放大2隔离3滤波4激励5线性化,8.2常用信号调理设备,在数据的采集和分析处理中，信号调理是一种不可少的环节。对这种数据的处理可以通过专用的设备进行，在LabVIEW中常用的设备有如下几类。,8.2.1SCXI,SCXI是用于自动化系统和测试系统的高性能信号调理平台。SCXI系统是通常由多通道信号处理模块组成。它通常集成在一个固定的机箱内，这样对系统的运输和运行中的保护起了很好的作用。它一般有多种输入输出选择，能从模拟输入输出、数字输入输出或者一些开关模块中进行选择，以达到实际应用的各种需要。NI公司开发数据采集卡带有很好信号调理。并且它可扩展性好，最大的优点是速度快、运行性能高。它有如下特点：采用多路复用技术机箱选择灵活，方便用于多通道采集处理系统多类数字模拟调理方式可选择。可进行的机架式和便携式的设计传感器可以直接连接,便于系统设置和开发,8.2.2SCC,SCC是模块化的便携式信号调理系统。它多与其它类型的数据采集设备配合使用。它可调理各种数字输入输出和模拟输入信号。它的最大好处在于其模块化设计中以通道为单位，这样可以很方便的选择单个信号调理。在LabVIEW编程中，对低层操作系统和设备控制可以方便的采用DAQ模块。它的好处在于体积小，运输方便，低成本。它的特点如下：数字量和模拟量都可以调理可以选择单独对某一通道进行调理与传感器连接中，大多数可以直接连接携带方便，适合移动式应用。,8.3软件信号调理,软件信号调理是指用软件对信号进行处理。这里可以用LabVIEW软件编程，进行信号放大、滤波、变形等操作。关键的软件操作就是对信号进行滤波在上一章节中已经讲解过，这里不再说明。信号放大有多种方式，在硬件中可以用电路原理放大。同样可以在计算机上用软件进行软件放大。下面主要讲解LabVIEW的信号放大。,8.3.1线性放大,线性放大就是按一个比例对信号放大，这样最大的好处是保证了信号的特性不会在放大或变化的过程中变形。如在一条直线上不同地方绘制不同时刻的点。它的方程式如，k为比例系数，c常数。下面对这一线性放大公式以信号发生器产生的信号放大编程。,8.3.2归一化缩放,归一化缩放就是在程序中，对所有的量都进行缩放到一定的范围内。它主要用于一些有特定输入要求器件上。在LabVIEW中归一化缩放很简单。此函数位于“函数”|“信号处理”|“信号运算”|“缩放和映射”函数中。下面以波形信号的归一化为例编程。,8.3.3dt缩放,dt缩放是将波形的dt乘以指定的缩放因子。通常，该操作会增加或降低波形的采样率。连接至波形输入输入端的数据类型和模拟波形Y的数据类型决定使用哪个多态。它的函数接口如图6.8所示。,8.3.4各工程量转换,在工程应用中，LabVIEW经常用于测量物理量，这时存在一些量的转换问题。如对温度传感器热电偶测量来的信号分析，就要转换为温度波形。LabVIEW有中一些专门用来工程测量过程转换的函数。它们位于“函数”|“数学”|“数值”|“缩放”下拉列表中，如图8.11所示。,8.3.4各工程量转换,1转换RTD读数,8.3.4各工程量转换,2转换应变计读数,8.3.4各工程量转换,3转换热敏电阻读数,8.3.4各工程量转换,4、转换热电偶读数,8.4小结,本章对信号调理进行了整体讲解，然后通过在LabVIEW中编程实例进行了软件调理的过程。信号调理主要是对信号进行滤波、变换等处理，它是本章的重点和难点。在学习中应当结合硬件深入。下面将对数据分析中的数学运算方法和技巧进行说明。,8.5练习题,1、什么是信号调理？它有什么作用？2、信号调理有哪些过程？3、信号调理由哪几种组成？对比它们分别有什么优缺点？4、信号隔离有什么作用？它是怎样实现的？试画出电路图。5、试着编写一个线性放大程序，它的方程式是。比例系数是定值6，截距是3c，c是一个可调节的变量。X是因变量，y是