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基于 labview 的数据采集
姓 名:杨 旭 峰
指导教师:何黎明
专 业:工业自动化
基于 labview 的数据采集 上海交通大学学士学位论文
基于 labview 的数据采集
[摘 要]
现代技术的进步,特别是以计算机技术为代表的不断革新的信息技术,正从各个层面
上影响并引导着各行各业的技术革新,基于计算机技术的虚拟仪器系统技术也正以不可逆
转的力量推动着测量技术,数据采集和分析等技术的发展。本文以双通道虚拟示波器为例,
介绍了基于 labview8.20 这一款优秀的虚拟仪器软件开发平台 和 NI DAQ mx, NI USB-
6009 数据采集卡的数据采集设计过程。它由数据采集 DAQ,波形显示,文件保存读取,
回显分析等模块构成。实验证明,传统示波器数据采集的功能在 labview 软件平台上得到
了很好的体现。如果对软件模块进行修改扩充,就可方便拓宽传统示波器采集的功能,从
而提高了传统示波器的使用灵活性。借助这新一类电子仪器,在未来的工程设计应用领域,
工作效率将被大大提高。
关键词: Labview,虚拟示波器,数据采集卡,DAQmx
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基于 labview 的数据采集 上海交通大学学士学位论文
目录
1.1 数据采集的意义和任务.......................................................................................................4
1.2 虚拟仪器在数据采集中的应用价值...................................................................................5
1.3 基于 labview 设计虚拟示波器实现数据采集的原理概述................................................5
2.1 labview 及其作用.................................................................................................................6
2.2 虚拟仪器技术的概念及特点...............................................................................................7
3.1 数据采集卡...........................................................................................................................9
3.2 数据采集卡的驱动软件 NI-DAQ mx...............................................................................11
4.1 示波器原理简介.................................................................................................................14
4.2 虚拟示波器的设计.............................................................................................................14
4.2.1 数据采集功能实现..................................................................................................14
4.2.2 采集波形显示功能..................................................................................................17
4.2.3 时间轴和幅值轴调节功能......................................................................................19
4.2.4 文件的创建,读取和写入功能..............................................................................20
4.2.5 波形图回显..............................................................................................................23
4.2.6 程序的优化..............................................................................................................25
5.1 调试结果.............................................................................................................................26
5.2 调试问题.............................................................................................................................28
谢辞...................................................................................................................................................32
附录一图纸.......................................................................................................................................33
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基于 labview 的数据采集 上海交通大学学士学位论文
第一章 绪论
1.1 数据采集的意义和任务
数据采集是计算机与外部物理世界连接的桥梁。数据采集就是将被测对象(外部世界 ,
现场)的各种参量(可以是物理量,也可以是化学量,生物量等)通过各种传感器和变送
器做适当的转换后,以及信号调理、采样保持等步骤后,转化成数字信号给处理器进行数
据处理,存储记录和显示打印的过程。它是计算机在监测,控制,和管理一个系统的过程
中,取得原始数据的重要手段。
随着计算机技术的发展和普及以及网络技术的发展,总线吞吐能力的提高,CPU 处理
能力的增强,数据采集系统的技术水平大大提高。在生产过程中,应用数据采集系统,可
以对生产现场的工艺变量进行采集,监控和记录,为提高产品质量,降低成本提供信息和手
段。在科学研究领域中,应用数据采集系统可获得大量的动态信息,是研究瞬间物理过程
的有力工具。
数据采集的任务,就是采集传感器输出的模拟信号并转换成为计算机能识别的数字信
号,然后送入计算机,进行相应的计算和处理,得到所需要的结果。一句话,数据采集系
统的任务就是获取反映被测对象状态的特征的信息。
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基于 labview 的数据采集 上海交通大学学士学位论文
1.2 虚拟仪器在数据采集中的应用价值
数据采集仪器发展至今,经历了模拟仪器,数字化仪器以及单台仪器,层叠式仪器系
统阶段,从 20 世纪 80 年代进入了虚拟仪器系统阶段。虚拟仪器是现代通讯技术与计算机技
术结合的产物,是当今计算机辅助测试领域的一项重要的技术。虚拟仪器是以计算机为基
础,配以相应测试功能的硬件作为信号输入/输出的接口,完成信号的采集,测量与调理,
从而完成各种测试功能的一种计算机化仪器系统。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源和
仪器硬件资源有机的融合一体,从而把计算机强大的计算机处理能力和仪器的硬件测试,
控制能力结合在一起,大大缩小了仪器硬件成本和体积,并通过软件实现对数据的显示,
存储以及分析处理。
软件此时就成为了虚拟仪器的关键。 “软件就是仪器”,这就是对虚拟仪器最好的定义。
Labview 是一个功能强大的仿真工具,常用于外部数据源获取数据,并拥有众多能实现相
关功能的专用 VI。随后再为计算机连接上数据采集卡,一台计算机就基本集中了传统仪器
的所有模块。下图很好的描述了虚拟仪器数据采集过程。
图 1-1 虚拟仪器数据采集过程框图
1.3 基于 labview 设计虚拟示波器实现数据采集的原理概述
为了展现 labview 处理数据采集任务的功能,labview 项目中设计了虚拟示波器配合数
据采集卡实现了一般示波器的功能。囊括了两路模拟信号的采集,显示以及回显功能。
采集和显示功能主要包括有选择性地显示采集来的两路模拟信号,并即时将采集来的
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