LV实验指导答案

1、虚拟仪器实验指导书参考答案(2013)汤占军编LalMEW昆明理工大学信息工程及自动化学院2013年3月实验一 MAX配置与DAQ助手应用实验六、实验分析及思考题：1数据采集卡中一般要汲及到哪些性能参数，各种参数的意义是什么？数据采集卡的主要性能指标数据采集系统的主要性能指标有两个：精度和速 度。对 任何量的测量都要有一定的精度要求，否则将失去测量的意义。提高数据 采集的速度不 仅仅提高了工作效率，更主要的是扩大数据采集系统的使用范围，便于实现动态测试。对数据采集系统的性能要求和具体应用目的及应用环境有密 切关系，对应用不同情况往 往有不同的要求。以下给出的是数据采集系统比较重 要和常用的几个

2、指标的含义。1、 分辨率 ( resoulution)、( 或位数 )分辨率是指数据采集系统可以分辨输入信号的最小变化量。通常用最低有效值 (leastsingificantbit, LSB) 占系统满度的百分比来表示，或用系统可分辨的实际电压数值来表示，有时也用满度信号可以分的级数来表示。数据采集系统的分辨率由模数转换器的位数来决定。因此，系统分辨率习惯上用 数/ 模转 换结果的位数表示。2、 精度( accuracy)产生各输入代码所需模拟量 ( 严格地说指该代码中心值 ) 的实际值与理论值之差 的最大值 称为精度。精度是零位误差、增益误差、积分线性误差、微分线性误差、 温度漂移等综 合因

3、素引起的总误差。一般地说，分辨率高的采集系统的精度也比较高，但并非总是一致的。精度是指系统实际值与理论值之间的偏差，而分辨率是指对相邻数值加以区分的能力，这点需要注意。有时候对信号处理的精度要求并不高，但所处理的信号动态范围很 宽，那么一种高分辨 率，而精度并不很高的数据采集系统是十分合适的，因为它 的价格比具有高分辨率和高 精度的数据采集系统低得多。3、量程(fullscalerange满度范围)05V 、 010V 、 -5-量程是指数据采集系统嗦能采集的模拟输入信号的范围，如+5V 和 10+10V 等，采集系统的量程主要由模数转换器的输入范围决定4、 米集速率数据输出速率是指单位时间内

4、采集系统通过速率、吞吐率等，是指在满足系统精度指标的前提下，系统对输入模拟信号在单位时间内所完成的采集次数；或 者说是系统每 个通道、每秒钟可采集的采样数目。这里所说的“采集 ”包括对被测 物理量进行采样、量化、编码、传输、储存等的全部过程。在时间领域上，与采集速率对应的指标是采集周期，它是采集速率的倒数，它表征了系统每采一个有 效数据所需的时间。5、数据输入速率 (output data rate )数据输入速率是指单位时间内采集系统的模数转换器输出转换结果 (数字输入信 号) 的次 数。数据输出速率也被称为输出更新率(outputdatarate或通过率(throughput rate )

5、。6、动态范围 动态范围是指某个物理量的变化范围。信号的动态范围是指信号的最大幅值和最 小幅值之比的分贝数。数据采集系统的动态范围通常定义为所允许输入的最大幅值 和最小幅值之比的百分数。最大允许输入幅值是指使数据采集系统的放大器发 生饱和和 或者是使模数转换器发生溢出的最小幅值。最小允许输入幅值一般用等 效输入噪声电平 来代替。对具有最大动态范围特性的信号进行高精度采集时，还要用到瞬时动态范围的概 念。所 谓瞬时动态范围是指某一刻系统所能采集到的信号的不同频率分量幅值之 比的最大值， 即幅度最大频率分量的幅值与幅度最小频率分量的幅值之比的分贝 数。7、非线性失真非线性失真也称谐波失真(harm

6、onicdistortion)当给系统输入一个频率为f的正 弦波时， 其输出中出现很多频率为 kf 的频率分量现象。称为非线性失真。谐波 失真系数用来衡量 系统产生非线性失真的程度。此外，还有A I、AO、DI、D。数也是性能指标之一。2写出开发一个数据采集系统完整的过程提示：开发一个数据采集系统，首先要选择硬件设备，搭建硬件平台，硬件设备要根据采集对象的类型、数据采集的精度要求、数据采集的通道数要求等进行选择，选好数据采集卡后，再选择合适的传感器，传感器的选择也要满足性能指标的基础上，考虑性价比。传感器选好后，再选信号调理设备，也要满足性能要求的基础上，考虑性性价比。其次选择合适的上位机开发

7、软件平台 编写数据采集上位机 HMI, 包括软硬件的通读接 口与协议，上位机采集数据 的标度变换等。在硬件平台搭建完和上位机数据采集软件编 写完成后，要进行 软硬件的联合调试。调试过程中不断进行修改，直到软硬件联合工作 稳定，达 到数据采集的要求。3 在 MAX 中使用 DAQ 助手和在 DAQmx 使用 DAQ 助手有什么不同？ 要点：在 MAX 中使用 DAQ 助手一般保存在 MAX 中，可以提供所有的 V I 使用，而在 D A Qmx 中使用 DAQ 助手仅仅适用于本 V I 程序。4 为什么要进行 MAX 的安装和调试？要点： MAX 是数据采集过程中对 N I 设备管理的必备工具，

8、是软硬件连接 的桥梁， MAX 对 N I 设备或计算机内部的资源进行管理，不安装 MAX 就 无法对相关设备进 行管理，也无法完成数据采集任务。5 MAX 可以对哪些设备进行管理？硬件设备故障在MAX 有什么表现？要点： MAX 主要是对 N I 的设备进行管理，另外对计算机内部的串口和并 口进行管 理。硬件设备故障在 MAX 是会有提示 ( 例如黄色惊叹号 ) ，另外对 设备进行自检时也 会提示有故障，不能通过自检。6 简述什么是 NI-DAQmx 仿真设备？如何建立一个仿真设备要点： NI-DAQmx 仿真设备是 N I 公司开发的，专门为没有设备的用户使用 的，在 MAX 中建立仿真设

9、备后，就可以如同真实安装了此设备一样，使用设备 的各种功能。仿 真设备的信号是内部信号，一般是正弦波。建仿真设备略。7 仿真设备与真实设备在 MAX 的使用中有什么不同？仿真设备在 MAX 中用黄色标示，而真实设备用绿色标示，仿真设备的信号 是内部 产生的正弦波，真实设备是外接的信号。除此外两者使用完全一样。8 NI-DAQm 的局部虚拟通道和全局虚拟通道有什么区别？虚拟通道分为全局虚拟通道和局部虚拟通道，全局虚拟通道可以在任何 VI 中调用，因 此称作全局虚拟 通道，而局部虚拟通道是在一个 VI 内部建立的，它的作用范围是在这个 VI 内部， VI 结束了，虚拟通道也 就不存在了，因此称作局

10、部虚拟通道。实验二基于数据采集卡的DAQm模入实验六、思考题NI DAQmx中对于模拟输入最常用的是哪几个函数？简述它们的作用。1.创建虚拟通道函数：2,定时设定 VI 3. DAQmx触发设定 VI 4. DAQmx读取VI 5、 DAQmx任务清除等作 用略。(2) 什么是信号调理？什么是多态 VI?要点: 信号调理就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。要点：这种可以处理多种不同数据类型的 VI被称为：”多态VI ” o多态VI可以用于处理多 种不同类型的数据。实验三基于数据采集卡的DAQm模出实验(1) NI DAQmx 中对于模拟输出最常用的是哪几个函数？

11、简述它们的作用。同实验二问题一，用 DAQmx写函数代替DAQm函数(2) 什么是软件定时模拟输出 ?什么是硬件定时模拟输出？软件定时模拟输出就是用软件控制着模拟输出的刷新率。例如用一个倍数定时器执行一次数据输岀。在这种情况下，循环定时器可以被任何的用户干预打断，采样的速率不可能象硬件定时那样始终一致。所以只有控制回路不需要精度太高的采样速率，软件定时才是适用的。除了用户的干预，数量太多或尺寸太大的前面板显示件，例如图线、图形，也影响到循环速率。刷新显示器屏幕会中断系统时钟对循环速率的控制。因此 在使用软件定时控制回路时应尽可能少用图线和图形显示件。硬件定时模拟输岀是采用硬件来进行模拟输岀控制

12、的方式，使用NI板卡的自身的时钟来控制软件的循环周期，实现比较精确的定时是一种很好的方式。硬件定时模式由于是由硬件时钟控制的，因此，两个模拟输岀之间的时间间隔是非常精确的。在时钟发生沿变化时，通知CPU输岀上一次的值。在硬 件定时单点输岀模式下，每次输岀都采用硬件足时连续进行输岀并且没有缓冲区。您必须要使用时钟或者更改检测计时模式。由于采样点从电脑到硬件上是连续的更新，快速的连接速度是必须的。因此支持这种模式的设备仅限于PCI/PXI 设备。实验四基于LabVIEW 多通道实时温度采集实验四实验报告要求 1画出这个测试系统的虚拟仪器的硬件组成框图，并简单说明工作过程。略，上课讲过。2对实验结果

13、进行截图，并进行实验误差分析，实验总结与体会。3回答下列问题：A信号调理的设备是哪个（给出具体型号）？WP-803B接地方式有几种？各应用在哪些场合？略，课件上有，上课多次讲过。C本实验中的数据存储是如何实现的？支持几种文件格式？通过数据存储子 VI实现，实验的VI支持txt, excel, bin三种格式D接线端子板中AIO的差分方式分别接哪个端子号？ChO+ 与 chO-E该程序如果移到其它不同的 NI设备上如何修改才能正常运行？将该VI拷贝到不同的NI设备后，需在 MAX中进行相应的配置设置，另外需要修改虚拟通道参数，包括设备号，物理通道号，采样率，采样点数，接点方式，量程设定，输入信号的类型等进行修改。其次还要进行