ni官方培訓中文lesson measurements in labview

1、附錄B 測量基礎基于計算機的測量系統(tǒng)測量概念提高測量質量2基于計算機的測量系統(tǒng)A. 基于計算機的測量系統(tǒng)溫度測量實例：通過熱電偶將溫度轉換為電壓通過增益放大電壓和濾波消除噪聲使用數據采集板卡電路測量信號驅動程序將DAQ板卡測得的數據傳送給應用程序3B. 測量概念傳感器測量首先使用傳感器將物理現象轉換為電信號溫度：熱電偶、RTD、熱敏電阻和IC傳感器光：電子管光電傳感器和光電導管聲音：麥克風力和壓力：應變計，壓電傳感器和測壓元件位置：電位計、LVDT和光電編碼器4B. 測量概念接地信號源電壓信號以系統(tǒng)地（例如，大地或建筑物地）為參考地因為此類信號源均使用系統(tǒng)地，所以它們與測量設備共地常見的例子是

2、通過墻上的電源插座連接建筑物地，例如，信號發(fā)生器和電源5B. 測量概念接地回路兩個獨立的接地信號源的地通常具有不同的電勢連至同一個系統(tǒng)地的兩臺儀器間的接地電勢差通常在10 mV到200 mV的范圍內如果配電電路連接得不合理，那么電勢差可能更大。6B. 測量概念浮地信號源浮地信號源的電壓信號不以任何公共地（例如，大地或建筑物地）為參考常見的浮地信號源有電池、熱電偶、變壓器和隔離放大器信號源的兩個接線端均未通過電源插座接地均獨立于系統(tǒng)地7B. 測量概念信號調理多數獨立的儀器和DAQ設備均有內置的信號調理功能在測量設備外也可對信號進行調理。例如，通過設計電路調理信號或使用專門的信號調理設備把來自傳感

3、器的信號轉換成測量設備可接收的形式后，才能進行測量。常用的信號調理方法包括信號放大、線性化、傳感器激勵和隔離89B. 測量概念放大信號調理中最常見的一種類型放大信號，使信號最大電壓范圍與模數轉換器(ADC)的最大輸入范圍一致，以提高測量精度放大電信號可以提高得到的數字信號的精度，降低噪聲的影響。放大信號時應盡可能靠近信號源如放大設備時靠近測量測備，也會放大信號附近的噪聲10B. 測量概念放大在信號源附近放大信號將導致信噪比(SNR)達到最大數字化和測量信號時，如在DAQ設備上放大信號，那么噪聲可能已經進入導線并導致信噪比(SNR)下降11B. 測量概念線性化許多傳感器（例如，熱電偶）對被測的物

4、理現象反映為非線性響應LabVIEW能夠線性化來自傳感器的電壓電平，從而可以將電壓縮放到所測物理現象的范圍之內LabVIEW中提供了縮放函數，用于轉換應變計、RTD、熱電偶和熱敏電阻的電壓12B. 測量概念激勵信號調理系統(tǒng)能夠產生激勵，某些傳感器需要激勵才能運轉應變計和RTD需要外部電壓和電流激勵，使電路進入測量物理現象狀態(tài)此類激勵與收音機接收和解碼信號時需要能量的原理一致13B. 測量概念隔離為安全起見，隔離傳感器信號和計算機如果監(jiān)控的信號包含較大的電壓峰值，可能損壞計算機或傷害操作人員。請勿不使用隔離，直接連接信號至DAQ設備14B. 測量概念隔離使用隔離，還可以確保接地電勢差不會影響DA

5、Q設備的測量結果 如果信號接地端與DAQ設備接地端間的電勢差很大，將會損壞測量系統(tǒng)通過隔離信號，可以消除接地回路，并確保測量信號的準確性 15B. 測量概念測量系統(tǒng)差分AIGND（模擬輸入地）端是測量系統(tǒng)的地測量信號時需要兩個通道引腳16B. 測量概念測量系統(tǒng)單端參考(RSE)AIGND為測量系統(tǒng)地測量信號時需要一個通道17B. 測量概念測量系統(tǒng)單端非參考(NRSE)AISENSE為測量系統(tǒng)接地測量信號時需要一個通道和AISENSE端1819C. 提高測量質量設計測量系統(tǒng)時，可能發(fā)現測量質量未滿足預期設想實現最小變化檢測可能想要記錄電壓的最小可能變化改善信號波形恢復可能無法區(qū)分信號是三角波還是

6、鋸齒波，想要查看更換的信號形狀表示減少噪聲可能需要較低噪聲，以增強信號可讀性20C. 實現最小變化檢測下列因素可能影響電壓最小變化檢測：ADC的分辨率和電壓范圍儀器放大器的增益基于分辨率、范圍和增益的組合屬性稱為編碼寬度值21C. 實現最小變化檢測分辨率22C. 實現最小變化檢測范圍23C. 實現最小變化檢測放大24C. 實現最小變化檢測編碼寬度DAQ設備的電壓范圍、分辨率和可用放大率決定了輸入電壓的最小電壓變化檢測值電壓的變化值代表數字值的最低有效位(LSB)，也稱為編碼寬度編碼寬度為信號變化時系統(tǒng)能檢測到的最小變化值 25C. 實現最小變化檢測使用下列公式計算編碼寬度：編碼寬度越小，設備能

7、夠表示的信號值越精確一個12位、輸入電壓范圍為010 V、放大率為1的DAQ設備能檢測到2.4 mV的電壓變化值，而輸入電壓范圍為-10 V10 V的DAQ設備只能檢測到4.8mV的變化26C = 編碼寬度D = 設備輸入電壓范圍（ADC電壓范圍/放大倍數）R = 分辨率位數C. 實現最小變化檢測公式概括了有關分辨率、電壓范圍和增益的概念：較大的分辨率 = 較小的轉換寬度 = 較精確的信號顯示較大的放大率 = 較小的轉換寬度 = 較精確的信號顯示較大的ADC電壓范圍 = 較大的轉換寬度 = 比較不精確的信號顯示27C = 編碼寬度D = 設備輸入電壓范圍（ADC電壓范圍/放大倍數）R = 分辨

8、率位數C. 改善信號波形恢復改善信號波形恢復的最有效方法包括減小編碼寬度和增加采樣頻率采樣率越快，信號越接近原始波形但可用的硬件設備通常對采樣率都有限制如果要有效的測量信號頻率，信號采樣率至少等于信號頻率的兩倍28C. 改善信號波形恢復奈奎斯特定理： 奎斯特定理指出，采樣信號的頻率必須大于信號中最高頻率的兩倍，才能采集到信號中的高頻部分29C. 改善信號波形恢復30原始信號采樣信號C. 減少噪聲請采取以下措施減少噪聲：使用屏蔽式線纜或雙絞線線纜減少導線長度，以降低導線引入的噪聲值確保信號線纜遠離交流電源線和顯示器，以降低50或60Hz的噪聲在信號源附近放大信號，以增強信噪比(SNR)選擇高于必

9、要的采樣頻率進行數據采集，然后對數據取平均值以減少噪聲的影響。噪聲取均值后趨近于零31練習B-1測量概念演示對于接地、編碼寬度和奈奎斯特定理概念的理解。32總結測驗計算采集信號的編碼寬度，采用16位數據采集板卡且設備輸入電壓范圍為5 V。33總結測驗答案計算采集信號的編碼寬度，采用16位數據采集板卡且設備輸入電壓范圍為5 V。76.29 mV34總結測驗采集一個頻率為1100Hz的三角波。使用哪個采樣頻率可以獲得最佳的信號波形恢復結果？1 kHz10 kHz100 kHz1000 kHz35總結測驗答案采集一個頻率為1100Hz的三角波。使用哪個采樣頻率可以獲得最佳的信號波形恢復結果？1 kHz10 kHz100 kHz1000 kHz36總結測驗采集一個頻率為1100Hz的三角波。信號可以在下