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LabVIEW(一):知识入门

时间:2018-09-25 10:16:18      阅读:296      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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一、DAQ基础知识简介

1、DAQ是英文Data Acquisition (数据采集)的缩写。 数据采集(DAQ)是指测量:电压、电流、温度、压力、声音、编码数据等电气或物理现象的过程。

2、数据采集系统的组成:

  • Input/Output Signals 原始信号—>通过传感器
  • Signal Conditioning Hardware 信号调理设备—>放大等
  • Data Acquisition Hardware 数据采集设备—>数字信号模拟信号之间的互相转化
  • Application and Driver Software 应用程序和驱动软件

3、数据采集软件分为三类:

顶层:(1)应用软件NI Labview

中层:(2)配置管理软件(Measurement & Automation Explore)   (3)驱动: DAQ Assistant 、API、DriverEngine(DDL)

底层:数据采集硬件

4、系统级三大平台

(1)、PXI平台:PXI (PCI extensions for Instrumentation,面向仪器系统的PCI扩展) 是一种由NI公司发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台。PXI结合了PCI(Peripheral Component Interconnection-外围组件互连)的电气总线特性与CompactPCI(紧凑PCI)的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范。位于最左边的e槽插入PCI控制器。最大18槽,支持多通道多机箱同步,是大中型复杂数据采集应用的理想之选。

(2)、CDAQ平台:CompactDAQ(紧凑数据采集系统),提供即插即用的USB连接,8槽机箱,体积小巧,低功耗低成本。

(3)、ComactRIO平台:兼容CDAQ平台数据采集模块。与其不同之处:配备实时处理器和可重配置的FPGA资源,可脱离PC机独立运行。适用于高性能的嵌入式、分布式应用。应用领域:车载数据采集、建筑状态检测、PID(比例(proportion)、积分(integral)、导数(derivative))控制(工业控制)等领域。

注:FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

5、传输总线:

(1)、基于标准总线接口的PCI数据采集卡

(2)、USB数据采集模块

(3)、无线传输数据采集模块

6、选择硬件的参数,即考虑的因素

(1)、通道数

(2)、幅度范围

(3)、采样率

(4)、分辨率

(5)、其他:动态范围、稳定时间、噪声、通道转化速度

分析:

采样率:采样频率过低会发生混叠,无法重构原始信号。

准确的频率表示:采样频率至少是输出信号最大频率的2倍。

准确重构波形:采样频率是输入信号最大频率的5~10倍

分辨率:

3-bit分辨率能表示8个电压等级

16-bit分辨率能表示65536电压等级

更高的分辨率-检测到更小的电压变化。

检测声音振动等微小变化时通常选用分辨率高达24bit数据采集产品。

 

二、配置管理软件MAX(Measurement & Automation Explorer)

1、购买硬件时在驱动光盘中会附带MAX,方便与NI硬件进行交互的配置管理软件

2、功能:

(1)、识别和检测NI的硬件

(2)、通过配置无需编程实现数据采集功能

(3)、在MAX中创建的数据采集任务可以自动导入LabView,并生成LabView代码

3、选择采集卡》鼠标右键》自检:检查板卡工作状态是否正常

选择采集卡》鼠标右键》重命名:更改默认的设备名

选择采集卡》鼠标右键》设备引脚:显示硬件设备对应的引脚地域图,方便我们对应硬件的连线

4、选择采集卡》中间窗口

属性值项:显示硬件产品序列号

设备连线项:硬件内部的连线情况。绿色:直接连线;黄色:通过子系统间接连线;白色:无法连接

5、添加仿真设备:

选择采集卡鼠标右键》设备和接口》创建新NI-DAQmx设备》NI-DAQ仿真设备》例如选M系列DAQ》NI PCI 6251多功能数据采集模块》确定。

真实物理设备为绿色,仿真设备为黄色

6、创建数据采集任务

测试面板:模拟输入、模拟输出、数字、计数器

选择采集卡》创建》 将任务拖到新建的VI中》选中紫框右键》生成代码》配置和范例

7、总述

(1)、MAX可以方便的跟数据采集硬件进行交互

(2)、可以无需编程实现数据采集任务

(3)、在MAX下创建的数据采集任务可以自动的转化为LabView代码

 

三、DAQ助手 Express VI(快速VI)

无需通过底层VI编程,只需通过简单的配置就能实现应用。数据采集助手快速VI就是专用于数据采集任务的快速VI。

1、特点:简单、方便、易用。当我们需要实现一些功能相对单一的数据采集任务时,可以使用数据采集助手快速VI

2、缺点:

(1)、功能有限,不能像DAQmx底层VI那样灵活实现比较复杂的数据采集任务。

(2)、快速VI的执行效率要低于底层VI,在实际采集工作中不建议过多的使用快速VI,实际应用中更推荐底层VI。

 

 

四、模拟I/O与数字I/O

1、为了得到正确的测量结果,需要使用正确的连接方式。

确定正确连接方式的步骤:

(1)、确定信号源种类

(2)、选择测量系统提供的合适的终端模式

2、三种终端模式

(1)、差分模式(Differential):每个信号使用两个通道;抑制共模电压和共模噪声

(2)、参考单端模式(RSE):以系统地为参考进行测量;每个信号使用一个通道;不能抑制共模电压

(3)、非参考单端模式(NRSE):每个信号一个通道;以AISENSE为参考端进行测量;AISENSE是浮动端;不能抑制共模电压

3、对于接地信号情况分析选择:只有差分模式和NRSE模式可选。如果剩余通道数足够多的话,首先推荐使用差分模式;如果想尽可能多的使用模拟通道,可以使用NRSE模式。

4、对于浮地信号:三种终端模式都可以选择

推荐次序:差分模式—>RSE模式—>NRSE模式

5、编写模拟输入采集任务:

通道建立—>时钟放置—>开始采集—>信号读取—>清除任务

6、使用DAQmx进行数据采集

(1)、通道和任务

(2)、属性节点:

i.设定读写或其他对象的属性

ii.设定对象的属性节点

通道、定时、触发、读取、写出

在需要使用高级配置的时候会使用属性节点。

7、带缓冲的连续采集的程序的流程。

设定定时和缓存(DAQmx)—>开始数据采集(DAQmx)—>从缓存中返回数据(DAQmx)—>Yes OR No—>(Yes)停止数据采集(DAQmx)—>显示错误

8、输出的波形频率:其由下面的参数决定

(1)、更新率

(2)、缓冲中的循环个数(周期数)

9、输出信号的频率=(周期数*更新率)/缓冲中的点数(大小)

可以通过增加周期数和更新率来提高输出信号的频率

(1)、使用采样时钟定时的连续数据输出

(2)、使用dt参数定时的连续波形输出

i、dt:两个采样之间的时间间隔,单位为秒(s)

ii、在DAQmx定时VI中,使用波形数据的dt 参数设定定时

iii、缺省为使用PC缓冲保存输出数据

10、数字输出功能

NI-DAQmx数字终端类型

端口(Port):数字线的集合,一般为4/8个,端口命名:  -Dev x / Port y

数字线(Line):端口中的一条信号线。数字线命名:

-Dev x / Port y/Line a

-Dev x / Port y/Line a:b   (制定多根连线)

-Dev x / Port y/Line a, -Dev x / Port y/Line b   (制定多根连线)

物理通道是由:(设备名+IO类型+物理通道号)成的字符串名称

如果省略了线号,则该端口中的所有线都会被包含进来,当某根线的线号出现在NI-DAQmx名称中时,仅有那一根线处于被使用的状态。

11、数字通道的数据类型;

可以建立几种不同类型的数字信号通道

(1)、一个端口

(2)、一个数字线

(3)、几条数字线的集合

12、数字端口输出

创建数字输出通道—>开始任务—>并将数据写到相应的数字线上—>停止服务

13、名词解释

DAQmx : LabVIEW用来来连接数据采集卡的驱动,通过这个驱动,可以在labview中方便的调用其API来实现对数据采集卡的输入输出。所以,我们使用其他厂商的数据采集卡时,如果NI的DAQmx不支持,就需要该数据采集卡自己制作的驱动。另外,DAQ可能仅仅支持数据采集部分的采集卡,其他的板卡(如电机驱动板卡)就需要用到其他与DAQmx并列的驱动包了

DAQmax :不存在的词。

MAX: 配置管理软件MAX(Measurement & Automation Explorer)的简称

LabVIEW(一):知识入门

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原文地址:https://www.cnblogs.com/strengthen/p/9697742.html

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