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上 海 交 通 大 学 自 学 考 试 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 [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数据采集和分析等技术的发展。一款优秀的虚拟仪器软件开发平台第一章 绪论 4 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 4 1.3 基于labview设计虚拟示波器实现数据采集的原理概述 5 第二章 虚拟仪器 6 2.1 labview及其作用 6 2.2虚拟仪器技术的概念及特点 7 第三章 数据采集 9 3.1数据采集卡 9 3.2数据采集卡的驱动软件 NI-DAQ mx 10 第四章 设计原理 13 4.1 示波器原理简介 13 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 16 4.2.3 时间轴和幅值轴调节功能 18 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 第五章 程序的调试 26 5.1 调试结果 26 5.2 调试问题 28 第六章 结论 29 谢辞 30 附录一图纸 31 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。 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，并即时将采集来的数据写入指定的文件。在采样的过程中，实现采样率可以调节。采样到的波形显示时，可以对时间轴，幅值轴的刻度进行调节。 回显功能包括了对指定文件的读取。参照示波器的功能，实现了两种图形：波形图和XY图对采集到的波形做分析。并在波形图中提供了多种分屏方式的选择，便于应对各类不同需求的分析。 以下的框图非常清晰地描述了虚拟示波器实现的功能。 图1-2 虚拟示波器实现框图 第二章 虚拟仪器 2.1 labview及其作用 1983年，NI的工程师们受到了电子制表软件为金融领域带来巨大便利的启发，也决定着手发明一种同样高效的工具，帮助工程师和科学家们简化测试测量