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基于虚拟仪器的多通道数据采集分析系统


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Technol ogy O nl n i e 

壅 堡缍l    

基才虚拟仪器的多通道 
数据 采集 分析 系统 
徐 圣 龙 
连云港市职 教中心 , 江苏 连 云港 2 2 0

  200
摘  要 本 系 统 以 数 据 采 集 卡 和 P 机 为 主 要 硬 件 ,构 建 了 基 于 的 多 通 道 数 据 采 集 和  C 分 析 系 统 , 计 了人 机 界 面 。 系 统 结 构 简 单 、 干 扰 性 强 、 时 性 好 , 有 较 高 的稳 定  设 该 抗 实 具
性和可靠度 。  

关 键 词 虚 拟 仪 器 ; aVE ; 据 采 集 和 分 析  L b IW 数 中 图 分 类 号 :P 7   文 件 标 识 码 :   T24 A 文 章 编 号 :6 14 9 20 ) 2—0 6 — 2 1 7 — 8X( 0 7 0 07 0 
Desi  of gn  M ul ichannel t-  Dat a A cqui t on and si i  A nal s Syst ysi em  Based  on  

Technol ogy    itualI ofV r   nst um ent /   en lng r s/ Xu Sh go   Abst act Th   an a d r  ft s s sem s d t   q iio   ar  d r   e m i h r wae o  hi  y t i  a a ac ust n c d an  PC.M a — a hie i nm c n   it f e i pr e t d. Th  s sem h s i pe on tu i ner ac s es n e e yt a  sm l c si t t on,hi  aniit fe e e p fo- gh t ner r nc — er r  m a c a d go   t bit an  eibly. n e, n   od sa l i y  d r l it   a i K ey w or   ds  iua n tumen ;L b VI vr l s r t i t a   EW ; daa a qust   n   n y i  t  c iion a d a alss i A ut hors  ' addr ess Lan u ga g Vo a i al  i y n n   c t on   Edu ain Cen r Li y n ng 2 20   ct   o  ̄ , an u ga   2 00

虚 拟 仪 器 的 出 现 开 创 了 仪 器 仪 表 领 域 的 新  实 现 实 时 的 数 据 采 集 及 数 据 处 理 十 分 困 难 。  

的里程 碑 , 目前 , 多 发 达 国 家 已经 将 虚 拟 仪 器  很
理 、 子 、 械 等 各 个 领 域 , 行 工 程 技 术 工 作 和  电 机 进 科 学 研 究 。在 我 国 , 目前 虽 只 是 将 它 更 多 地 用 在 

而 将 虚 拟 仪 器 与 测 试 技 术 相 结 合 后 , 可 以  就

技 术 广 泛 应 用 于 航 天 、 讯 、 物 医 学 、 球 物  迅 速 改 变 这 种 状 况 。本 数 据 采 集 与 数 据 处 理 系统  通 生 地

产 品 性 能 测 试 、 备 故 障 诊 断 、 产 过 程 控 制 等  设 生
方 面 ,却 也 由此 取 得 了 很 多 技 术 上 突 破 性 的 成 
果 。  
图 1 据 采 集 与数 据 处 理 原理 图  数

虚 拟 仪 器 不 但 操 作 灵 活 而 且 集 成 方 便 , 既  它

原 理 图 如 图 l所 示 。完 成 此 硬 件 的 连 接 后 , 根  再

可 以 和 高 速 数 据 采 集 设 备构 成 自动 测 量 系统 , 又  据 不 同 数 据 采 集 卡 厂 商 所 提 供 的 调 用 函 数 的 形  式 ,直 接 在 软 件 编 程 的 L b I W ( aVIW 是 一  aVE Lb E 可 以 和 控 制 设 备构 成 自动控 制 系统 。可 以 完 全实  它 现 示 波 器 、 辑 分 析仪 、 谱 仪 、 号 发 生 器 等 多  种 虚 拟 仪 器 开 发 平 台 软 件 , 采 用 图 形 化 编 程 方  逻 频 信
种普通仪 器的全部功能。   式 , 观 简便 , 直 目前 应 用最 为 广 泛 ) 中驱 动 该 数 据  采 集 卡 , 可 以 很 方 便 地 实 现 数 据 的 采 集 和 分 析  就
功能 

l虚 拟 仪 器 在 测 试 技 术 中 的应 用 
近 年 来 , 着 测 试 技 术 的 迅 猛 发 展 , 号 的  随 信 采集 和 分 析 技 术 也 越 来 越 受 到 重视 。下 面 我 们 就 
以 虚 拟 仪 器 在 多 通 道 的 数 据 采 集 和 分 析 中 的 应 
用 来进 一 步 阐 述 其 优 越 性 。  

2硬 件 电路 部 分 
2 1 津 采 集 卡  .蓝
采 集 卡 实 际 上 就 是 实 现 将 模 拟 信 号 转 换 成 

要 实 现 信 号 的 多 通 道 采 集 和 分 析 功 能 , 统  传 测 试 中 , 先 必 须 要 选 择 合 适 的 传 感 器 来 保 征 采  首 集 系 统 的 精 确 度 和 灵 敏 度 。 然 后 , 需 频 谱 分 析  还 仪 来 分 析 所 采 信 号 的 成 分 , 算 放 大 器 实 现 对 信  运 号 波 形 的 数 学 运 算 ( 便 发 现 信 号 或 信 号 问 的 微  以 妙关 系 ) 。特 别 是 随 着 汁算 机 技 术 的 广 泛 应 用 , 传 

数 字 信 号 的 功能 。 本 次 采 用 的 蓝 津 采 集卡 是德 普 
施 科 技 有 限 公 司 的产 品 。它 具有 l 2位 分 辩 率 , 最  高 20 Hz采样 频 率 ,8通 道 A/ 输 入 , 0k D 2通 道 D A / 

输 出 , 光 电隔 离 的 l 带 6路 数 字 I / O。它 与 P C机 之 
间 通 过 并 行 接 口 电 缆 连 接 , 采 用 E P 的 通 汛 模  P
式。  

.  P   统 的 仪 器 设 备 缺 乏 相 应 的 计 算 机 接 口 , 就 使 得  2 2 E P 接 口 这

中 教 技 装 0 年第1 国 育 术 备27 ( 0 2 期

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E P E hn e  aae P r 增 强 型 并 口 ) 可  P ( n acd Prl l ot l  , 是

以 进 行 双 向 数 据 传 输 的 协 议 , 与 标 准 的 S P协  并 P 议 完 全 兼 容 。 S P相 比 , P 与 P E P不 需 要 其 它 从 主 机  送来的信号就能够执 行数据交换 。   由 于 并 口 的 数 据 传 输 率 本 身 就 比 串 口快 很  多 ,而 E P又 和 S P使 用 相 同 的 2 P P 5针 D 型 连 接  器。 由此 , 当并 行 口处 于 E P模 式 时 , 际 上 只 用  P 实 了 8条 数 据 线 和 5条 信 号 线 。从 而 在 允许 更 大 容  量 数 据 传 输 (0 50—10 b t s 的 同时 , 效 支 持 了  00 y /) e 有 并 口 和 外 设 间 的 双 向数 据 交 换 , 顾 了 数 据 传 输  兼 的迅 速 性 和 准 确性 。  
23P .  C机 

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产  
●l l 出 ■出2  



 



 

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装 有 Lb E 的 P aVIW C机 主 要 实 现 数 据 采集 卡  的驱 动 和 软 件 的 编 程 。这 在 下 面 的软 件 设 计 中 重 
点介绍 。  
控 制区 

图 3 虚拟 仪 器 实验 台 

3软 件 设 计 部 分 
31采 集 卡 的 调 用  .
德 普 施 公 司 为 蓝 津 采 集 卡 提 供 了 专 门 的 调 

数 据 写 入 文 件 进 行 选 择 , 时 还 可 以 改 变 工 作 路  同
径 。波 形 显 示 部 分 可 以 实 现 示 波 器 、 谱 分 析 仪 、 频  

自相 关 函 数 及 功 率 谱 的 分 析 显 示 功 能 。在 测 试 一 

通 就 用 函 数 形 式 ( b a .u文 件 ) 该 调 用 是 在 蓝 津  些 复 杂 信 号 时 , 过 这 些 分 析 和 处 理 , 可 以 从  Uscr d d , 噪 声 中 分 离 出 有 用 的信 息 , 效 保 证 检 测 的 准 确  有 数 据 采 集 卡 成 功 安 装 后 , 调 用 l ve 中驱 动 该  为 a i b w 性 和 精 确 度 。 事 实 上 , 多 测 试 都 必 须 消 除 因 噪  很 数 据 采 集 卡 的 VI 设 。 要 根 据 U bad d 所 只 scr .U中 的  音 干 扰 、 正 设 备 故 障 而 破 坏 的 数 据 , 者 补 偿  纠 或 调 用 形 式 , 应 设 置 底 层 接 口 A vn e 相 d acd子 模 块 ,   环 境 影 响 , 温 度 和 湿 度 等 , 而 这 种 系 统 可 以  如 因 最 后 将 Uscr .l拷 到 对 应 V bad dl I文 件 下 。   被 广 泛 应 用 到 生 物 医 学 数 据 处 理 、语 音 识 别 、 数 

32主 程 序 图  .

L b iw流程 图主 要设 计部 分如 下 图 2所示 。 av e  
峨,   蛐  H  

字音频和图像处理等各种领 域。  

4结 束 语 
试 验 表 明 , 种 集 成 的 虚 拟 测 量 系 统 可 实 现  这 自动 测 量 、 自动 记 录 、 自动 数 据 处 理 。与 采 集 系统  相 比 具 有 不 可 比 拟 的优 势 , 先 其 设 备 的 成 本 就  首
可 大 幅 降 低 , 套 完整 的 实 验 测 量 设 备 少 则 几 万  一

元, 多则 几 十 万 元 。在 同等 的 性 能 条 件 下 , 应 的  相
虚拟 仪 器 价 格 要 低 二 分 之 一甚 至 更 多 。而 在 测 量  精 度 上 , 拟 仪 器 测 试 除 了受 虚 拟 仪 器 以 外 的 传  虚

感 器 、放 大 器 等 硬 件 设 施 的 影 响 是 不 可 避 免 的  外 , 他 测 量 精 度 均 可 以 由 计 算 机 为 载 体 的 软 件  其 来 控 制 调 控 。因 而 测 量 值 较 用 传统 方 法 得 到 的测 
图 2 l ve 流程 图设 计 主 要 部 分 图   a iw b

量 值 相 比 , 加 可 靠 、 确 , 确 。一 言 以 蔽 之 , 更 准 精 虚  拟 测量系统不仅性 价比高 , 用性 强 , 于 开发 , 通 易   数 据 处 理 简 单 , 可 以 大 大 缩 短 开 发 时 间 。从 而  还

3 3主 界 面  .
主 界 面 即 l ve a iw前 面 板 设 计 如 图 3所 示 。 b  

此设 计可以在每 次采集时 进行通道 配置 , 在  带 来 虚 拟 仪 器 在 仪 器 计 量 领 域 中 强 大 的 生 命 力    通 道 号 中输 入 要 采 集 通 道 的 名 称 ( 以 实 现 1 8 和 广 阔 的 前 景 。 可  ̄  通 道 采集 ) 采样 频 率 及 采 样 长 度 。可 以对 是 否 将  、

- 墨

 中 教 技 装 0 年第2  国 育 术 备27 0 ( ) 期


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