第16章霍尔传感器的应用

1、第第1616章章 位移测量系统的设计位移测量系统的设计 16.1 16.1 设计要求设计要求1 16.2 16.2 电路原理与设计电路原理与设计 16.3 16.3 labview显示模块设计显示模块设计3 16.4 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用硬件验证与数据采集卡的应用4 2 16.116.1设计要求设计要求 用霍尔传感器设计一个量程范围为用霍尔传感器设计一个量程范围为-0.6mm-0.6mm0.60.6 mmmm的位移测量仪。霍尔传感器是利用霍尔效应实的位移测量仪。霍尔传感器是利用霍尔效应实 现磁电转换的一种传感器。当霍尔元件作线性测量现磁电转换的一种传感器。当霍尔元件作线性测量

2、时，最好选用灵敏度低一点、不等位电位小、稳定时，最好选用灵敏度低一点、不等位电位小、稳定 性和线性度优良的霍尔元件。当物体在一对相对的性和线性度优良的霍尔元件。当物体在一对相对的 磁铁中水平运动时，在一定的范围内，磁场的大小磁铁中水平运动时，在一定的范围内，磁场的大小 随位移的变化而发生线性变化，利用此原理可制成随位移的变化而发生线性变化，利用此原理可制成 位移测量器。通过本设计，要掌握以下内容：位移测量器。通过本设计，要掌握以下内容： 16.1设计要求 16.1设计要求 1 1）了解霍尔传感器测量位移的原理；）了解霍尔传感器测量位移的原理； 2 2）掌握霍尔元件的测量电路；）掌握霍尔元件的测

3、量电路； 3 3）测量电路硬件实现后，当输出模拟信号，会用数）测量电路硬件实现后，当输出模拟信号，会用数 据采集卡进行采集；据采集卡进行采集； 4 4）掌握采集后的信号在）掌握采集后的信号在labviewlabview中的处理，实现位中的处理，实现位 移值的显示；移值的显示； 5 5）了解分别采用软件仿真和实际硬件电路时，在）了解分别采用软件仿真和实际硬件电路时，在lab-lab- view view中编程与处理的不同。中编程与处理的不同。 16.2电路原理与设计 16.2.1 16.2.1 传感器模型建立传感器模型建立 霍尔传感器基于霍尔效应，用公式表示如下：霍尔传感器基于霍尔效应，用公式表

4、示如下： （16-116-1） 式中式中: : v vh h为霍尔电压；为霍尔电压； k kh h为霍尔元件灵敏度；为霍尔元件灵敏度； i i为控制电流；为控制电流； b b为垂直于霍尔元件表面的磁感应强度。为垂直于霍尔元件表面的磁感应强度。 两块相对的磁铁间形成磁场，当物体在沿垂直于磁场方向运两块相对的磁铁间形成磁场，当物体在沿垂直于磁场方向运 动时，在一定的测量范围内，磁感应强度与位移的关系是动时，在一定的测量范围内，磁感应强度与位移的关系是 近似线性的。所以输出电压与位移也存在线性关系。近似线性的。所以输出电压与位移也存在线性关系。 hh vkib 16.2电路原理与设计 图图16-11

5、6-1为实际霍尔传感器测量位移的特性。为实际霍尔传感器测量位移的特性。 图图16-1 16-1 霍尔位移传感器的特性霍尔位移传感器的特性 16.2电路原理与设计 可见在可见在-0.6mm-0.6mm0.6mm0.6mm之间，电压位移关系近似线之间，电压位移关系近似线 性。对实验数据进行拟合，由于实际数据是经过放大性。对实验数据进行拟合，由于实际数据是经过放大 后的数据，在拟合前要将数据除以放大倍数。拟合后后的数据，在拟合前要将数据除以放大倍数。拟合后 的数学表达式为：的数学表达式为： 式中：式中： v vh h为霍尔元件输出电压，单位为为霍尔元件输出电压，单位为mvmv； x x为被测位移量，

6、单位为为被测位移量，单位为mmmm。 由以上分析可知，霍尔位移传感器只在很小的范围由以上分析可知，霍尔位移传感器只在很小的范围 内呈线性，所以它是用来测量微小位移的。内呈线性，所以它是用来测量微小位移的。 151.7155(162) h vx 16.2电路原理与设计 在在mulitisimmulitisim中霍尔传感器模型的建立如图中霍尔传感器模型的建立如图16-216-2所示，所示， 它的测量范围是它的测量范围是-0.6mm-0.6mm0.6mm0.6mm。v1v1可模拟位移，可模拟位移， 压控电压源压控电压源v2v2模拟霍尔元件随位移而变化的输出模拟霍尔元件随位移而变化的输出 电压电压v

7、vh h。 （a a） （b b） 图图16-2 16-2 霍尔传感器模型霍尔传感器模型 图中图中1 1、2 2为激励电极；为激励电极；3 3、4 4为霍尔电极为霍尔电极 16.2电路原理与设计 16.2.2 16.2.2 放大电路设计放大电路设计 霍尔电势一般在毫伏量级，在实际使用时必须加霍尔电势一般在毫伏量级，在实际使用时必须加 放大电路，此处加的是差分放大电路，如图放大电路，此处加的是差分放大电路，如图16-316-3 所示。所示。 图图16-3 16-3 测量电路测量电路 16.2电路原理与设计 16.2.3 16.2.3 电路仿真分析电路仿真分析 1 1）交流分析）交流分析 将图将图

8、16-316-3所示电路的所示电路的1 1和和2 2节点之间改接一个交流电节点之间改接一个交流电 压源，设其幅值和相位分别为压源，设其幅值和相位分别为1v1v和和50hz50hz，然后对，然后对 电路进行交流分析，设开始和终止频率分别为电路进行交流分析，设开始和终止频率分别为1hz1hz 和和1mhz1mhz，输出节点选择节点，输出节点选择节点1212，其它设置按默认，其它设置按默认 设置，仿真结果如图设置，仿真结果如图16-416-4所示，该放大电路的带宽所示，该放大电路的带宽 约约100khz100khz。 16.2电路原理与设计 图图16-4 16-4 交流分析结果交流分析结果 图12-

9、1为 getting started窗口 2 2）傅立叶分析）傅立叶分析 电路的输入端仍然接上面的交流源，对电路进行电路的输入端仍然接上面的交流源，对电路进行 傅立叶分析，其设置如图傅立叶分析，其设置如图16-516-5所示，频率分辨率所示，频率分辨率 （基本频率）项和采样停止时间项都可通过点击（基本频率）项和采样停止时间项都可通过点击 其后的其后的“estimate”estimate”按钮进行估计，输出节点仍按钮进行估计，输出节点仍 然选择然选择1212点，分析结果如图点，分析结果如图16-616-6所示，由图中表所示，由图中表 格可知电路的总谐波失真（格可知电路的总谐波失真（thdthd）

10、较小，各次谐）较小，各次谐 波的幅值也非常小。波的幅值也非常小。 16.2电路原理与设计 16.2电路原理与设计 图图16-5 16-5 傅立叶分析设置傅立叶分析设置 图12-2（a）框图面板及函数模板 图图16-6 16-6 傅立叶分析结果傅立叶分析结果 16.2电路原理与设计 16.2电路原理与设计 3 3）直流扫描分析）直流扫描分析 按图按图16-316-3所示输入端接霍尔传感器模型，对模拟实所示输入端接霍尔传感器模型，对模拟实 际位移量的电压源际位移量的电压源v1v1进行直流参数扫描，分析设进行直流参数扫描，分析设 置如图置如图16-716-7所示，扫描的范围为所示，扫描的范围为-0.

11、6v-0.6v到到0.6v0.6v，每，每0. 0. 2v2v扫描一次，输出节点选择节点扫描一次，输出节点选择节点1212，扫描的结果，扫描的结果 如图如图16-816-8所示，可见在所示，可见在-0.6mm-0.6mm0.6mm0.6mm位移范围内，位移范围内， 电路的输出近似线性。电路的输出近似线性。 图12-2（b）前面板及控件模板 16.2电路原理与设计 图图16-7 16-7 直流扫描分析设置直流扫描分析设置 图图16-8 16-8 直流扫描分析结果直流扫描分析结果 16.2电路原理与设计 4 4）传递函数分析）传递函数分析 将放大电路的输入端改接一小信号直流电压源作将放大电路的输入

12、端改接一小信号直流电压源作 为输入源，然后进行传递函数分析，结果如图为输入源，然后进行传递函数分析，结果如图16-16- 9 9所示，放大电路的放大倍数约为所示，放大电路的放大倍数约为-4.8-4.8倍，电路输倍，电路输 入阻抗约为入阻抗约为20k20k，输出阻抗约为，输出阻抗约为0.0240.024。 图图16-916-9传递函数分析结果传递函数分析结果 16.2电路原理与设计 5 5）参数扫描分析）参数扫描分析 滑动变阻器滑动变阻器r rw1w1的中心抽头打在中间位置不变，的中心抽头打在中间位置不变， 对电阻对电阻r3r3的阻值进行参数扫描，分析其大小的变的阻值进行参数扫描，分析其大小的变

13、 化对电路放大倍数的影响。参数扫描的设置如图化对电路放大倍数的影响。参数扫描的设置如图 16-1016-10（a a）和（）和（b b）所示，要分析的输出变量设为）所示，要分析的输出变量设为 输出节点与两输入节点之差的比值，即放大电路输出节点与两输入节点之差的比值，即放大电路 的放大倍数。参数扫描的分析结果如图的放大倍数。参数扫描的分析结果如图16-1116-11所示，所示， 由于电阻由于电阻r r4 4为为51k51k，所以当反馈回路上总的电阻，所以当反馈回路上总的电阻 和和r r4 4的阻值不相等，即参数不对称时，放大倍数的阻值不相等，即参数不对称时，放大倍数 并不等于反馈回路总电阻与并不

14、等于反馈回路总电阻与r r1 1阻值的比值，还和阻值的比值，还和 r r4 4有关。有关。 16.2电路原理与设计 （a a）分析参数设置）分析参数设置（b b）输出变量设置）输出变量设置 图图16-10 16-10 参数分析设置参数分析设置 16.2电路原理与设计 图图16-11 16-11 参数分析结果参数分析结果 16.2电路原理与设计 6 6）实验数据处理）实验数据处理 电路调好后进行仿真，可得表电路调好后进行仿真，可得表16-116-1的实验结果。的实验结果。 表表16-1 16-1 实验结果实验结果 图12-4 图标编辑 用用matlabmatlab进行对表进行对表16-116-1

15、的实验结果拟合后得：的实验结果拟合后得： 0 773.74210.1625(163)ux 16.3 labview显示模块设计 16.3.1 16.3.1 位移测量子程序的设计位移测量子程序的设计 由上节式由上节式16-316-3可得位移表达式：可得位移表达式： 根据式根据式16-416-4可建立一个子可建立一个子vivi，具体步骤如下：，具体步骤如下： 从开始菜单中运行从开始菜单中运行“national instruments national instruments labviewlabview 8. 8. 2”2”， 在在getting startedgetting started窗口左

16、边的窗口左边的filesfiles控件里，选择控件里，选择 blank viblank vi建立一个新程序。建立一个新程序。 0 0.1625 (164) 773.7421 u x 16.3 labview显示模块设计 框图程序的绘制：框图程序的绘制： 为了解决数据转换问题，采用上个设计采用的数据转换的为了解决数据转换问题，采用上个设计采用的数据转换的 第三种实现方法设计程序框图。用这种方法设计的子程序第三种实现方法设计程序框图。用这种方法设计的子程序 在接口电路设计时就不用考虑数据转换了。利用在接口电路设计时就不用考虑数据转换了。利用for loopfor loop 进行两次自动索引，使数据

17、变为单个值显示，这里省去了进行两次自动索引，使数据变为单个值显示，这里省去了 矩阵索引函数。需要注意的是，后面的数据通道不能设为矩阵索引函数。需要注意的是，后面的数据通道不能设为 自动索引，否则输出将不再是单个数值。图中自动索引，否则输出将不再是单个数值。图中inputinput为时域为时域 信号采集器，它由控制模板信号采集器，它由控制模板i/oi/o模块里的波形函数经矩阵模块里的波形函数经矩阵 化而成。连续的电压波形在外层化而成。连续的电压波形在外层forfor循环内必须加一个波循环内必须加一个波 形元素提取模块把形元素提取模块把y y值提取出来，否则数据在里层值提取出来，否则数据在里层fo

18、rfor循环循环 中不能利用自动索引，达不到数据转换的目的。根据式中不能利用自动索引，达不到数据转换的目的。根据式1616 -4 -4在里层在里层forfor循环中用常数和运算函数构建程序框图，输出循环中用常数和运算函数构建程序框图，输出 为位移值，如图为位移值，如图16-1216-12所示。所示。 16.3 labview显示模块设计 图12-7 连接器和显示器件关联 图图16-1216-12程序框图程序框图 16.3 labview显示模块设计 定义图标与连接器定义图标与连接器 双击右上角图标编辑后如图双击右上角图标编辑后如图16-1316-13（a a）所示。用鼠）所示。用鼠 标右键单击

19、前面板窗口中的图标窗格，在快捷菜单标右键单击前面板窗口中的图标窗格，在快捷菜单 中选择中选择show connectorshow connector，此时连接窗格为默认模式，此时连接窗格为默认模式， 右键点选一种单输入单输出的模式，左边窗格与时右键点选一种单输入单输出的模式，左边窗格与时 域信号采集器域信号采集器inputinput相关联，右边窗格与位移显示相关联，右边窗格与位移显示 相关联。关联后的连接器窗格见图相关联。关联后的连接器窗格见图16-1316-13（b b）。完）。完 成上述工作后，将设计好的成上述工作后，将设计好的vivi保存。保存。 a a） （b b） 图图16-13 1

20、6-13 图标与连接器图标与连接器 16.3 labview显示模块设计 16.3.2 16.3.2 接口电路的设计与编译接口电路的设计与编译 关于接口的研究及关于接口的研究及labviewlabview仪器向仪器向multisimmultisim的导的导 入的原理请参照上一章的内容。本设计中接口电入的原理请参照上一章的内容。本设计中接口电 路的设计与编译分以下几步：路的设计与编译分以下几步： 把把multisimmultisim安装目录下安装目录下samplingsamplinglabviewlabview instru-instru- mentsmentstemplatesinputtem

21、platesinput文件夹拷贝到另外一个文件夹拷贝到另外一个 地方。地方。 16.3 labview显示模块设计 在在labviewlabview 中打开步骤中所拷贝的中打开步骤中所拷贝的starterinputi-starterinputi- nstrumentnstrument . .lvprojlvproj工程，如图工程，如图16-1416-14。接口电路的设。接口电路的设 计是在计是在starter input starter input instrument.vitinstrument.vit中进行。中进行。 图图16-14 16-14 starterinputinstrument

22、starterinputinstrument . .lvprojlvproj工程图工程图 16.3 labview显示模块设计 打开打开starter input starter input instrument.vitinstrument.vit的框图面板，完成的框图面板，完成 接口框图的设计。在数据处理部分，选择接口框图的设计。在数据处理部分，选择casecase结结 构下拉菜单中的构下拉菜单中的update dataupdate data选项进行修改。按选项进行修改。按 框图中的说明，在结构框中右键点击选择框图中的说明，在结构框中右键点击选择select a select a vivi，

23、把在，把在labviewlabview完成的子完成的子vivi添加在添加在update datupdate dat -a-a框中即可。子框中即可。子vivi输入端输入端inputinput与与multisimmultisim的对仪的对仪 器的输入端相连，在子器的输入端相连，在子vivi的输出端点击右键创建的输出端点击右键创建 位移指示表，如图位移指示表，如图16-1516-15所示。所示。 程序框图设计好后，要进行前面板的设计，除了程序框图设计好后，要进行前面板的设计，除了 要完成功能外，还要兼顾美观。设计好的前面板要完成功能外，还要兼顾美观。设计好的前面板 如图如图16-1616-16所示。

24、之后选择重命名，保存为所示。之后选择重命名，保存为proj4.vitproj4.vit。 16.3 labview显示模块设计 图图16-15 16-15 接口部分设计接口部分设计图图16-16 16-16 前面板设计前面板设计 16.3 labview显示模块设计 编译之前，要对虚拟仪器进行基本信息设置。打开编译之前，要对虚拟仪器进行基本信息设置。打开 subvissubvis下的下的starter input starter input instrument_multisiminformation.instrument_multisiminformation. vi vi的后面板，如图的后

25、面板，如图16-1716-17所示，在仪器所示，在仪器idid中和显示名称中和显示名称 中填入唯一的标识，如一起设为中填入唯一的标识，如一起设为plotterproj4plotterproj4。同时把。同时把 输入端口数设为输入端口数设为1 1，因为只有一个电压输入；把输出，因为只有一个电压输入；把输出 端口设为端口设为0 0，此模块不需要输出。设置完后另存为，此模块不需要输出。设置完后另存为projproj 4_multisiminformation.vi4_multisiminformation.vi，注意前半部分的名字和接口，注意前半部分的名字和接口 程序部分的命名必须一致。程序部分的命

26、名必须一致。 16.3 labview显示模块设计 图图16-17 16-17 虚拟仪器基本信息的修改虚拟仪器基本信息的修改 16.3 labview显示模块设计 编译属性设置：打开编译属性设置：打开build specificationsbuild specifications，右键，右键 点击点击source distributionsource distribution，选择属性设置，在保，选择属性设置，在保 存目录和支持目录中，都将编译完成后要生成存目录和支持目录中，都将编译完成后要生成 的库文件重命名，如的库文件重命名，如proj4proj4（.lib.lib）。同时在原文）。同时在

27、原文 件设置中选择总是包括所有包含的条目，如图件设置中选择总是包括所有包含的条目，如图 16-1816-18所示。属性设置完成并保存后，再在所示。属性设置完成并保存后，再在sour-sour- cece distribution distribution上点击右键，在弹出的菜单中选上点击右键，在弹出的菜单中选 择择buildbuild即可。即可。 16.3 labview显示模块设计 图图16-18 16-18 编译属性设置编译属性设置 16.3 labview显示模块设计 编译完成后，在编译完成后，在inputinput文件夹下生成一个文件夹下生成一个buildbuild文件夹，文件夹， 打

28、开后把里面的文件复制到打开后把里面的文件复制到national instrumentscircnational instrumentscirc uit design suite 10.0uit design suite 10.0下的下的lvinstrumentslvinstruments文件夹中，这样文件夹中，这样 就完成了虚拟仪器的导入，当再打开就完成了虚拟仪器的导入，当再打开multisimmultisim时，在时，在 labviewlabview仪器下拉菜单下就会显示你所设计的模块仪器下拉菜单下就会显示你所设计的模块 （plotterproj4plotterproj4），如图），如图16

29、-1916-19。 图图16-19 16-19 multisimmultisim下下labviewlabview仪器菜单仪器菜单 16.3 labview显示模块设计 霍尔位移测量电路的输出接设计好的显示模块，对霍尔位移测量电路的输出接设计好的显示模块，对 电路调零后可得图电路调零后可得图16-2016-20的部分结果，可见设计结的部分结果，可见设计结 果基本符合要求。果基本符合要求。 （a a）-0.2mm-0.2mm结果结果 （b b）0.4mm0.4mm结果结果 图图16-20 16-20 实验结果实验结果 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 16.4.1 16.4.1 硬件连接硬件连

30、接 霍尔位移传感器的安装如图霍尔位移传感器的安装如图16-2116-21所示。电路所示。电路 调理部分和上面调理部分和上面multisimmultisim仿真的电路相同。仿真的电路相同。 16-21 16-21 霍尔传感器安装示意图霍尔传感器安装示意图 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置，开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置， 再调节控制电流使霍尔调理电路输出为零。连接电路再调节控制电流使霍尔调理电路输出为零。连接电路 输出到数据采集卡输出到数据采集卡ni pci6014ni pci6014，由于输入信号为接地，由于输入信号为接地 信号，且输

31、入干扰少，所以采用非参考单端方式在通信号，且输入干扰少，所以采用非参考单端方式在通 道道0 0进行信号采集，示意图如图进行信号采集，示意图如图16-2216-22所示，其中所示，其中v1v1正正 极就是霍尔位移测量电路的输出电压，和数据采集卡极就是霍尔位移测量电路的输出电压，和数据采集卡 的通道的通道0 0相连；负极为地信号，和数据采集卡的相连；负极为地信号，和数据采集卡的aiseaise nsense端相连。端相连。 16-22 16-22 接地信号的连接接地信号的连接 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 16.4.2 16.4.2 软件设计软件设计 1 1）数据采集卡的配置）数据采集卡的

32、配置 连接好数据采集卡，并安装硬件驱动程序。打开连接好数据采集卡，并安装硬件驱动程序。打开 资源管理程序资源管理程序measurement ; ai ai：包括设备默认的采样范围和信号的连接方：包括设备默认的采样范围和信号的连接方 式（本设计选择非参考单端方式）式（本设计选择非参考单端方式）; ; ao ao：显示系统默认的模拟输出极性：显示系统默认的模拟输出极性bipolarbipolar，双，双 极性表示模拟输出既包含正值也包含负值极性表示模拟输出既包含正值也包含负值; ; accessory accessory：数据采集卡的附件（：数据采集卡的附件（i/oi/o接线板），接线板）， 选选

33、cb-68lp;cb-68lp; opc opc和和remote accessremote access在本设计中没有用到。在本设计中没有用到。 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 点击点击systemsystem下的下的test paneltest panel选项可对设备进行详细测选项可对设备进行详细测 试，开始测试前按参考单端方式将试，开始测试前按参考单端方式将cb-68lpcb-68lp接线端接线端 子的子的6868针与针与2222针、针、6767针与针与5555针分别连接起来，这样针分别连接起来，这样 使数据采集卡的模拟输出使数据采集卡的模拟输出0 0通道为模拟输入通道为模拟输入0

34、0通道提通道提 供信号。模拟输出测试如图供信号。模拟输出测试如图16-2516-25所示，测试输出所示，测试输出0 0 通道，可选择输出直流电压或正弦波，并可调节幅通道，可选择输出直流电压或正弦波，并可调节幅 度。选模拟输入标签可进行模拟输入测试，如图度。选模拟输入标签可进行模拟输入测试，如图1616 -26-26所示，产生的正弦波是由模拟输出通道所示，产生的正弦波是由模拟输出通道0 0提供的。提供的。 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 图图16-25 16-25 传统传统daqdaq模拟输出测试面板模拟输出测试面板图图16-26 16-26 传统传统daqdaq模拟输入测试面板模拟输入测

35、试面板 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 回到模拟输入页下，还可选择输出直流电压，拖动回到模拟输入页下，还可选择输出直流电压，拖动 幅值滑块选择一个电压值，点击幅值滑块选择一个电压值，点击update channelupdate channel按按 钮，再回到模拟输入测试，观察直流电压输入情况。钮，再回到模拟输入测试，观察直流电压输入情况。 但测试结束后需要回到模拟输出测试面板把电压值但测试结束后需要回到模拟输出测试面板把电压值 拖回拖回0 0，然后点击，然后点击update channelupdate channel，否则输出电压值，否则输出电压值 会一直保持到关机。会一直保持到关机。

36、16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 对设备测试后，需要建立一个虚拟通道对设备测试后，需要建立一个虚拟通道metermeter，建，建 立虚拟通道的优点是通道的参数在通道建立时已立虚拟通道的优点是通道的参数在通道建立时已 配置好，而不用在程序中设置。在图配置好，而不用在程序中设置。在图16-2316-23本机系本机系 统统data neighborhooddata neighborhood子树下右键点击子树下右键点击traditional nitraditional ni -daq virtual channels-daq virtual channels选择新建一个输入通道，命选择新建一个输

37、入通道，命 名为名为metermeter。通道设置中信号的连接方式选择非参。通道设置中信号的连接方式选择非参 考单端方式，其它选默认设置即可。虚拟通道建考单端方式，其它选默认设置即可。虚拟通道建 立后在编程中可被选择，在图立后在编程中可被选择，在图16-2916-29有有“测量通道测量通道” 选项，在下拉菜单中选择选项，在下拉菜单中选择metermeter通道，则程序的输通道，则程序的输 入信号来自入信号来自metermeter虚拟通道。虚拟通道。 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 2 2）虚拟仪器程序设计）虚拟仪器程序设计 从开始菜单中运行从开始菜单中运行“national instru

38、ments national instruments labviewlabview 8.2”8.2”， 在在getting startedgetting started窗口左边的窗口左边的filesfiles控件里，控件里， 选择选择blank viblank vi建立一个新程序。建立一个新程序。 根据设计目的来设计程序，得到图根据设计目的来设计程序，得到图16-2716-27的程序流的程序流 程图。程图。 开始 电压信号单通 道单点采集 平滑数据 求位移值 计 数 ？ 等待 保存实验数据 全部测量完 毕？ 读取实验数据 显示实验结果 结束 n y n y 图图16-27 16-27 程序流程

39、图程序流程图 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 图图16-28 16-28 数据处理程序框图数据处理程序框图 根据流程图，得图根据流程图，得图16-2816-28的程序框图。的程序框图。 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 因为位移值是缓慢变化的输入信号，所以采用因为位移值是缓慢变化的输入信号，所以采用 易用函数易用函数ai sample channelai sample channel进行单通道单点采进行单通道单点采 集。由于电路输出数据的小范围波动，可对信集。由于电路输出数据的小范围波动，可对信 号求平均值来得到一个稳定值，这里采样数用号求平均值

40、来得到一个稳定值，这里采样数用 meanmean函数模块默认的值函数模块默认的值100100，平均化处理后的，平均化处理后的 电压值根据式电压值根据式16-416-4经过几次运算后即得位移值。经过几次运算后即得位移值。 采样处理后的电压值需要乘以采样处理后的电压值需要乘以10001000，是因为经，是因为经 数据采集卡采集到的电压信号的单位是伏，而数据采集卡采集到的电压信号的单位是伏，而 计算公式中电压的单位为毫伏，所以需要进行计算公式中电压的单位为毫伏，所以需要进行 转换。转换。 16.4 硬件验证与数据采集卡的应用 编程完成后，调整前面板中各控件的位置，并利编程完成后，调整前面板中各控件的位置，并利 用用controlsmoderncontrolsmodern下的修饰（下的修饰（decorationsdecorations）子模版）子模版 对前面板进行美化。调整好的前面板如图对前面