第六章虛擬儀器導(dǎo)論-DAQ

第六章(1)數(shù)據(jù)采集-DAQ信息與控制學(xué)院自動(dòng)化系薄迎春1數(shù)據(jù)采集的基本概念圖1測(cè)試系統(tǒng)組成被測(cè)對(duì)象傳感器信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)采集信號(hào)處理儀器面板1）測(cè)試系統(tǒng)組成1數(shù)據(jù)采集的基本概念圖2虛擬儀器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用戶(hù)編制的測(cè)量應(yīng)用程序應(yīng)用軟件編程環(huán)境LabVIEW,LabWindows/CVI,MeasurementStudio現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)和物理量信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)采集與模塊化儀器傳感器和變換器2)基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集1數(shù)據(jù)采集的基本概念3）A/D轉(zhuǎn)換圖3數(shù)據(jù)采集卡圖4數(shù)據(jù)采集卡位數(shù)圖5NI-測(cè)量與自動(dòng)化管理器Labview數(shù)據(jù)采集應(yīng)用2（1）瀏覽系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集卡；（2）通過(guò)測(cè)試面板，驗(yàn)證和診斷數(shù)據(jù)采集卡工作情況；（3）創(chuàng)建新的采集通道、任務(wù)、接口和比例參數(shù)等。數(shù)據(jù)鄰居：存儲(chǔ)了有關(guān)配置和修改任務(wù)、虛擬通道的信息；設(shè)備和接口：可配置本地或遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)采集卡、串口及并口等硬件設(shè)備；換算：則用于標(biāo)定運(yùn)算。2.1Measurement&Control應(yīng)用圖6NI-測(cè)量與自動(dòng)化管理器的設(shè)備列表Measurement&Control應(yīng)用2.1設(shè)備列表圖7數(shù)據(jù)鄰居-新建任務(wù)Measurement&Control應(yīng)用2.1圖8第二步：選擇任務(wù)類(lèi)型Measurement&Control應(yīng)用2.1圖9第三步：選擇信號(hào)類(lèi)型Measurement&Control應(yīng)用2.1圖10第三步：選擇數(shù)據(jù)采集設(shè)備（板卡）Measurement&Control應(yīng)用2.1圖11第六步：選擇數(shù)據(jù)通道Measurement&Control應(yīng)用2.1圖12第七步：設(shè)置任務(wù)名稱(chēng)Measurement&Control應(yīng)用2.1圖13測(cè)試任務(wù)Measurement&Control應(yīng)用2.1同時(shí)打開(kāi)任務(wù)調(diào)試、診斷窗口圖14測(cè)試任務(wù)Measurement&Control應(yīng)用2.1圖15添加、刪除、改變?nèi)蝿?wù)通道Measurement&Control應(yīng)用2.1采集模式：1采樣(按要求)，即采集單點(diǎn)數(shù)據(jù)（立即執(zhí)行）；1采樣(硬件定時(shí))，表示在硬件時(shí)鐘的邊沿采集單點(diǎn)數(shù)據(jù)；N采樣，表示采集一段數(shù)據(jù)，采樣點(diǎn)數(shù)和采樣頻率在“定時(shí)設(shè)置”下的“待讀取采樣”和“采樣率(Hz)”文本框中指定；連續(xù)采樣，表示進(jìn)行連續(xù)采集，此時(shí)，“定時(shí)設(shè)置”下只有“采樣率(Hz)”即采樣頻率參數(shù)有效。

圖16采樣設(shè)置Measurement&Control應(yīng)用2.1Labview數(shù)據(jù)采集術(shù)語(yǔ)2.21、通道：物理通道：連接被測(cè)信號(hào)的實(shí)際端子；虛擬通道：是一組屬性設(shè)置的集合，包含虛擬通道名、對(duì)應(yīng)的物理通道、輸入接線(xiàn)方式（差分/RSE/NRSE等）、輸入范圍、縮放比例等。2、NI-DAQmx任務(wù)：是一個(gè)或多個(gè)虛擬通道的集合，此外，它還包含了定時(shí)、觸發(fā)等屬性。它代表了所要實(shí)施的一次信號(hào)測(cè)量或信號(hào)發(fā)生的操作。NI-DAQmx任務(wù)分為兩種：一種是獨(dú)立于程序而存在、可以被各個(gè)程序所使用的，且可長(zhǎng)期保存的任務(wù)（用MAX創(chuàng)建，且保存在MAX中）；另一種是僅存在于某程序中且只能供該程序使用的所謂臨時(shí)任務(wù)（用DAQ助手ExpressVI或DAQmx函數(shù)在框圖面板上創(chuàng)建）。虛擬通道分為兩種：局部（Local）和全局（Global）虛擬通道。局部虛擬通道僅存在于某個(gè)DAQmx定義的任務(wù)中（其生存期長(zhǎng)短由任務(wù)決定）；而全局虛擬通道可長(zhǎng)期保存在MAX中，且可被多個(gè)任務(wù)所使用。DAQ助手2.3圖17DAQ助手函數(shù)選板

將其放置于框圖面板上，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)其“新建Express任務(wù)…”窗口。在該窗口的右側(cè)欄可進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置及其修改。DAQ助手2.3圖18DAQ助手應(yīng)用實(shí)例DAQ助手ExpressVI出現(xiàn)了名為“數(shù)據(jù)”的輸出端子（對(duì)于模擬輸入操作），它可直接向框圖上的程序的其他部分輸出數(shù)據(jù)。使用DAQ助手建立的任務(wù)只是臨時(shí)任務(wù)，沒(méi)有名稱(chēng)，不會(huì)保存在MAX中被（這臺(tái)計(jì)算機(jī)中建立的）其他程序使用。2.4基于LabviewVI的數(shù)據(jù)采集1）VI數(shù)據(jù)采集相關(guān)函數(shù)表1DAQmx函數(shù)及其功能DAQmx函數(shù)功能DAQmxCreateVirtualChannel創(chuàng)建虛擬數(shù)據(jù)采集通道DAQmxTiming為數(shù)據(jù)采集配置采集速率和創(chuàng)建緩沖器DAQmxTriggervi為數(shù)據(jù)采集配置觸發(fā)源，觸發(fā)數(shù)據(jù)采集器DAQmxStrartingTask開(kāi)始數(shù)據(jù)采集或產(chǎn)生即將輸出的數(shù)據(jù)DAQmxWritevi向指定的虛擬通道或者任務(wù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)DAQmxReadvi從指定的虛擬通道或任務(wù)讀取數(shù)據(jù)DAQmxWaitUntilDonevi等待數(shù)據(jù)采集的完成DAQmxStopTask停止數(shù)據(jù)采集或者停止產(chǎn)生數(shù)據(jù)的輸出DAQmxClearTask清除數(shù)據(jù)采集任務(wù)DAQmx助手配置通道、任務(wù)和換算的圖形化界面基于LabviewVI的數(shù)據(jù)采集2.4圖17DAQmx創(chuàng)建虛擬通道函數(shù)“函數(shù)”選板“測(cè)量I/O”DAQmx–數(shù)據(jù)采集功能：用于建立虛擬通道和任務(wù)?！拔锢硗ǖ馈陛斎攵?，用于指定物理通道；“分配名稱(chēng)”輸入端，定義虛擬通道名，如不指定，該參數(shù)將以物理通道名（如Dev1/ai0等）作為本虛擬通道名；“最大值”、“最小值”，定義所期望的信號(hào)的最大值和最小值（即輸入范圍）；“輸入接線(xiàn)端配置”，定義輸入端子接法（差分、單端等）?；贚abviewVI的數(shù)據(jù)采集2.4圖19DAQmx采樣時(shí)鐘功能：用于設(shè)置時(shí)間信息。“采樣率”，定義每個(gè)通道每秒采集或發(fā)生數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)；“采樣模式”，定義采樣模式；“每通道采樣”參數(shù)，用于指定在“采樣模式”參數(shù)選為“有限采樣”時(shí)每個(gè)通道采集或生成的樣本數(shù)?；贚abviewVI的數(shù)據(jù)采集2.4圖20DAQmx讀取功能：向任務(wù)寫(xiě)入樣本數(shù)據(jù)。它的“自動(dòng)開(kāi)始”參數(shù)指定在沒(méi)有用“DAQmx開(kāi)始任務(wù)”函數(shù)顯式開(kāi)始任務(wù)的情況下，是否以隱式方式開(kāi)始任務(wù)。功能：從指定的任務(wù)或虛擬通道讀取樣本；其輸出端“數(shù)據(jù)”返回（提供）讀到的數(shù)據(jù)。圖21DAQmx寫(xiě)入基于LabviewVI的數(shù)據(jù)采集2.4圖22DAQmx開(kāi)始任務(wù)功能：結(jié)束DAQmx任務(wù)。功能：開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)（顯式任務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換）。圖23DAQmx寫(xiě)入圖24DAQmx清除功能：停止任務(wù)并清除資源。任務(wù)清除后就不能再使用，除非重新建立該任務(wù)?；贚abviewVI的數(shù)據(jù)采集2.4圖25DAQmx結(jié)束前等待功能：確保在結(jié)束任務(wù)/清除任務(wù)（“DAQmx停止任務(wù)”或“DAQmx清除任務(wù)”）之前，完成所要求的采集或發(fā)生任務(wù)?；贚abviewVI的數(shù)據(jù)采集2.4圖25DAQmx數(shù)據(jù)采集的顯式流程顯式轉(zhuǎn)換：在“讀取”采樣數(shù)據(jù)前，明確地執(zhí)行“開(kāi)始任務(wù)”；且在“清除任務(wù)”前，明確地執(zhí)行“結(jié)束任務(wù)”。圖26DAQmx數(shù)據(jù)采集的隱式流程隱式轉(zhuǎn)換：在“讀取”函數(shù)執(zhí)行前，自動(dòng)執(zhí)行“開(kāi)始任務(wù)”；在“清除任務(wù)”執(zhí)行前，自動(dòng)執(zhí)行“結(jié)束任務(wù)”?；贚abviewVI的數(shù)據(jù)采集2.3圖25例1的前面板及程序框圖圖26DAQmx任務(wù)名控件例1：采集MAX建立的任務(wù)中的通道數(shù)據(jù)，并用儀表顯示。單擊“DAQmx任務(wù)名”控件右端的向下選項(xiàng)箭頭、打開(kāi)任務(wù)列表，選擇相應(yīng)任務(wù)，就可以使用以前用MAX所創(chuàng)建的任務(wù)?；贚ab