A 通道选取 B通道选取 A和B都被选取时

四. 操作练习

1.

在A通道观察波形。 2. 在B通道观察波形。

3. 在A.B都选取时观察波形。

实验7 基于LabVIEW的温度数据采集系统

一、 实验目的

1、掌握LABVIEW或LabWindows/CVI的编程方法，熟悉LABVIEW或

LabWindows/CVI 程序设计、调试的基本方法。 2、掌握典型计算机数据采集系统的组成及软、硬件基本框架；

3、熟悉数据采集系统设计、信号分析模块、仪器控制模块等各种软件模块的应用。

二、 实验内容和要求

1、利用数据采集卡进行信号采集的系统硬件组成系统；

2．运用LabVIEW或LabWindows/CVI开发平台，设计出互相关测速算法及用

户界面，开展实验研究工作。

3、了解PCI-6024E数据采集卡的技术性能参数，教学演示盒功能及使用，数

据采集卡连接电缆引脚功能定义等；

4、进行DAQ/PCI数据采集卡参数设置；

5、利用中级数据采集模块进行图形化编程，实现模拟信号采集； 6、进行信号波形的时域指标测量与显示，并且进行结果分析研究。

三、 实验主要仪器设备和材料

1、计算机一台（装有LabVIEW或LabWindows/CVI）； 2、NI公司的PCI-6024E数据采集卡1块

3、TDS210数字示波器1台，NI公司教学演示盒1个。 4、数据采集卡接口插头一个 5、测量导线若干条。

四、 实验方法、步骤及结构测试

以LabVIEW开发平台为例，实验方法和步骤如下： 1、具体连接方法

本实验的被测量信号是“教学演示盒”上的正弦波和方波信号以及0通道的温度信号。首先确定“教学演示盒”已经通过排线与计算机中的PCI-6024数据采集卡连接，（连接前请关机，不要进行“热插拔”）连接后开机“教学演示盒”上的指示灯会点亮。接着用两条普通电线把盒上的“方波输出”、“正弦波输出”分别与“Analog Input”中的两个通道相

连。注意，这里信号源与通道的连接可随意选择，不用限定哪个通道输入哪种信号。当连接完毕，就可以根据具体的连接情况观察检测到实际信号。 2.数据采集卡PCI-6024E的安装检验与参数设置 （1）Measurement & Automation 的调用

Measurement & Automation图标在Windows桌面上，用鼠标点击Measurement & Automation图标后出现硬件检测的浏览窗口。如下图1所示：

图1 硬件检测浏览窗口

（2）检验

若PCI-6024型数据采集卡已经插入PC计算机的PCI插槽中，用鼠标双击浏览窗口下的Device and Interfaces子目录，在右侧窗口出现以PCI-6024为名称的列表项，则表明已经安装成功。 （3）参数设置

用鼠标右击PCI-6024E列表项，弹出PCI-6024E的设置窗口。设置项目有六项：SYSTEM、AI、AO、ACCESSORY、OPC、Remote access。在这次实验中这六项都保留计算机的默认设置；其中System选默认值1，AI项中Polarity选择-10.0V — +10.0V，Mode选择Differential差分输入； ACCESSORY选None；OPC选Disabled ；AO和Remote access项不用设置。 3、采用中级数据采集模块进行模拟信号采集

下面介绍模拟信号采集中用到的几个功能模块：

AInfig.vi模块的功能是对模拟输入硬件进行配制，并分配相应的缓冲区。

AI start.vi模块用于带缓冲的模拟信号采集，它的主要功能是设置扫描速率和每次扫描采集数据的数量，以及触发的条件等参数。然后启动数据采集。

AI read.vi模块的功能是读模拟输入缓冲区的数据。

AI Clear.vi模块用于清除由taskID in标识的模拟输入任务。 实验具体步骤如下：

1）按上图找出四个功能摸块

① Data Acquisition?Analog input?AI Config.vi ② Data Acquisition?Analog input?AI Start.vi ③ Data Acquisition?Analog input?AI Read.vi ④ Data Acquisition?Analog input?AI Clear.vi 2）找到循环框（Structures?while loop） 3）将AI Read.vi放入循环框。

4）针对各功能模块创建所需的控键及显示键。

5）找到Error显示功能块（time&dialog?simple errorhardler.vi） 6）在前面板上创建一个显示屏（graph?waveform graph） 7）找到

图标（comparison?equal），用右键创建所需各控键。

8）找到图标（cluster?unbundle by name）(注意用右键将select item?code 钩上)。

9）用的各功能模块按所给流程图样连好线。

另外要在AI Config.vi中改channels(0)使得内部默认通道无效。方法是右键advanced?enabled state?disabled，然后再右键data operations?reinitialize to default value将通道值重新初始化。这时在示波器上将看到多个通道的波形，如果想看一个通道的波形，则应将每个通道值所对应的I/O改成同一值。如果想进行波形分析可在此基础上自行设计。

图中的连接为对通道的信号以每秒1000个采样点的速度连续采集。由于使用“Analog Input.vi”程序每次只是采够设定的采样点并在波形图上显示出来，并不会不断地采集输入的信号，因此我们需要用到一个While Loop循环来进行反复采样。

图2 利用中级数据采集模块进行模拟信号采集的框图程序

其中为前面板中“Waveform Graph”所对应的图标； 为前面板所设定的一个开关按钮，用于在运行过程中关闭程序。具体的流程图连接如图2所示。

4、信号波形时域指标的测量与显示

对于周期性信号，我们主要是测量它的周期、频率以及信号波形两个波峰之间的幅值（峰峰值）。

前面板的设计可以参照“前面板的设计”中的样式，这里不再赘述。下面讲述如何取得被测信号的时域指标。

在Diagram中打开Function Palette,选择Analyze中的Waveform Measurements。在Waveform Measurements中，Pulse Measurements.vi为测量信号周期的vi块；Amplitude and Levels.vi为测量信号峰峰值的vi块。 Pulse Measurements.vi中，我们用到的端口为:signal in,用于输

入波形信号；Pulse duration,输出半个周期的时间，我们可以对其进行乘2得到信号的周期值，对周期值求倒数就可以得到频率值；其余端口可暂时不用连接。

Amplitude and Levels.vi中，我们用到的端口为：signal in,用

于输入波形信号；amplitude,用于输出信号的峰峰值。其余端口也可以暂时不用连接。

框图程序是在“信号波形显示”框图的基础上增加了时域指标的测量与显示功能，这里不重复介绍。 为前面板的文本框在Diagram中所对应的图标，直接连接即可使用。（而最好的办法是用右键创建）添加入时域指标的测量与显示后，具体的连线图留给同学完成。 5、实验结果

根据以上所介绍的实验原理，经过对前面板功能的添加以及外观的修改，可以做成一个如下图所示的数据采集的前面板。 （无时域指标的显示，这部

分留给学生完成）

通过对该教学演示盒所模拟产生信号的数据采集实验，实验者应能熟悉并掌握LABVIEW程序的编写过程，特别是对基于PC-DAQ/PCI卡的模拟信号测量以及根据所测得的波形获得波形特征数据这部分内容会有深刻的认识。

图3 数据采集前面板示例

五、 思考题

1、 通过LabVIEW软件采集数据的采样频率怎样设置？

2、 要怎样设置采样点数和采样频率，使相关分析得出的波形更加适合？ 3、 实验所用的数据采集卡为NI公司产品，其它公司的数据采集卡能用

LABVIEW编 程实现数据采集吗？

4、 NI公司的PCI-6024E数据采集卡有哪些主要技术参数？

5、 数据采集卡在使用前为何要进行参数设置？PCI-6024E主要进行哪些参

数设置？ 6、 利用LABVIEW进行模拟信号数据采集有哪几种方式？有何特点？

各适合于什么场合？