数据采集与仪器驱动培训课件.ppt
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1、数据采集与仪器驱动数据采集与仪器驱动第五章第五章 数据采集与仪器驱动数据采集与仪器驱动5.1 5.1 数据采集与控制系统构成数据采集与控制系统构成 5.2 5.2 数据采集数据采集VIVI的组织结构的组织结构 5.3 5.3 基于基于NINI的的DAQDAQ系统的实现系统的实现5.4 5.4 非非NINI的的DAQDAQ系统的实现系统的实现本章小结本章小结 5.1 5.1 数据采集、控制系统的构成数据采集、控制系统的构成采用基于PC 的数据采集(data acquisition,DAQ)、控制系统来完成实验室研究实验室研究和工业控制工业控制中的测控任务的方案配置是:工控机+数据采集/控制卡+V
2、B/VC/LabView 编程,即:数据采集数据采集/控制卡控制卡:完成一般测试仪器的数据采集和控制功能,工控机工控机系统系统:完成一般测试仪器的数据分析、计算、显示、输出等功能。数据采集控制系统的组成模拟信号的数字化处理数据采集的核心过程就是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号采样点太多,会占用大量内存单元;采样点太少,会使模拟信号的某些信息被丢失,出现失真现象数据采集卡数据采集卡 数据采集卡的组成数据采集卡的组成:多路开关多路开关:将各路信号轮流切换到放大器的输入端,实现多参数多路信号的分时采集。放大器放大器:将前一级多路开关切换进入待采集信号放大(或衰减)至采样环节的量程范围内。通常实际
3、系统中放大器为增益可调的放大器,设计者可根据输入信号不同的幅值选择不同的增益倍数。采样采样/保持器保持器:取出待测信号在某一瞬时的值(即实现信号的时间离散化),并在A/D转换过程中保持信号不变。如被测信号变化很缓慢可不用采样/保持器。A/D转换器:输入的模拟量转化为数字量输出,并完成信号幅值的量化。随着电子技术的发展,目前通常将采样/保持器同A/D转换器集成在一块芯片上。以上四个部分都处在PC计算机的前向通道前向通道,完成对信号数据的采集、放大及模/数转换任务。需要注意的两个问题1 1、是否使用、是否使用BufferBuffer?2 2、是否使用外触发启动、停止或同步操作?、是否使用外触发启动
4、、停止或同步操作?缓冲(缓冲(BuffersBuffers):):缓冲指的是PC 内存的一个区域(不是数 据采集卡上的FIFO 缓冲),它用来临时存放数据。使用使用Buffer I/OBuffer I/O的情况的情况:需要采集或产生许多样本,其速率超过了实际显示、存储到硬件,或实时分析的速度。需要连续采集或产生AC 数据(10 样本秒),并且要同时分析或显示某些数据。采样周期必须准确、均匀地通过数据样本。不使用Buffer I/O的情况:数据组小,如每秒只从两个通道之一采集一个数据点。需要缩减存储器的开支。触发(触发(TriggeringTriggering):触发涉及初始化、终止或同步采集事
5、件的任何方法。软件触发:可以直接用软件,例如使用布尔面板控制去启动/停止数据采集。硬件触发:让板卡上的电路管理触发器,控制采集事件的时间分配,有很高的精确度。下列情况使用软件触发:用户需要对所有采集操作有明确的控制。事件定时不需要非常准确。下列情况使用硬件触发下列情况使用硬件触发:采集事件定时需要非常准确。用户需要削减软件开支。采集事件需要与外部装置同步。输入信号类型 不同信号的测量对采集系统的要求是不同的。输入信号的种类:信号所运载信息很广泛的,比如:状态状态(state)、速率速率(rate)、电平电平(level)、形状形状(shape)、频率频率成分(frequency content
6、)。根据信号运载信息方式的不同,可以将信号分为模拟或数字信号。数字数字(二进制二进制)信号:信号:开关信号、脉冲信号。模拟信号:模拟信号:直流、时域、频域信号。4.3掌握当天的生产动态、设备运行情况,及时解决生产中的问题。(3)如果以文字表示的数值与以数字表示的数值不一致,以文字为准修正数字。5、对推荐上重要岗位和基层领导岗位的优秀青年,须具备大学以上学历;18.3 如果买方没有按照合同规定的时间付款,每延误一周(一周按七天计算,不足七天按一周计算)的赔偿费按迟付金额的千分之五(0.5%)计收,本款赔偿费不超过迟付金额的百分之五(5%)。5.6与储气井连接的管道安装,必须在储气井安装就位经注水
7、沉降稳定后进行。4.2.9本企业的安全生产责任制和安全生产规章的内容;服务人员要学会积极正面地去承受,不要用负面去思考,不要一直讨厌顾客,要感谢顾客的抱怨会帮助提升服务的品质,把顾客看成导师。有了正确的心态,再熟练地运用一定的技巧,面对抱怨的时候就不会显得惶恐不安了。中国联通在推出了短消息业务以后,有些用户觉得只看到屏幕上的文字进行沟通不方便,希望能够听到声音。于是,中国联通又推出了短音讯服务。“看短信不如听短信,拨10158短信听”。这就是创新产品,产品的多元化满足了不同顾客的需求。增压前的天然气管道应选用无缝不锈钢管,并应符合现行国家标准输送流体用无缝钢管GB 8163的有关规定。增压后的
8、天然气管道应选用高压无缝钢管,并应符合现行国家标准高压锅炉用无缝钢管GB 5310的有关规定。【自检】1 1、数字信号、数字信号开关信开关信:信号运载的信息与信号的瞬间状态有关。脉冲信号脉冲信号:信号包括一系列的状态转换,信息就包含在状态转化发生的数目、转换速率、脉冲宽度。2 2、模拟信号、模拟信号模拟直流信号模拟直流信号:静止的或变化非常缓慢的模拟信号。直流信号最重要的信息是幅度幅度.常见的直流信号有温度、流速、压力、应变等采集系统在采集模拟直流信号时,需要有足够的精度足够的精度以正确测量信号电平,由于直流信号变化缓慢,用软件计时就够了,不需要使用硬件计时。模拟时域信号模拟时域信号 模拟时域
9、信号的运载信息:电平随时间的变化(波形形状的特性,如斜度、峰值等),比如心脏跳动信号、视频信号。测量时域信号的采集系统包括:一个A AD D转换器转换器:AD 的分辨率要足够高,保证采集数据的精度,带宽要足够高,用于高速率采样;一个采样时钟电路采样时钟电路:精确的采样时钟,用于以精确的时间间隔采样;一个触发器触发器:触发器使测量在恰当的时间开始。模拟频域信号模拟频域信号 模拟频域信号与时域信号类似,然而,从频域信号中提取的信息是基于信号的频域内容,而不是波形随时间变化的特性。比如声音信号、地球物理信号、传输信号等。用于测量一个频域信号的系统必须有一个A AD D、一个简单时钟简单时钟和一个用于
10、精确精确捕捉波形的触发器波形的触发器。系统必须有必要的分析功能,用于从信号中提取频域信息。为了实现这样的数字信号处理,可以使用应用软件或特殊的DSP硬件来迅速而有效地分析信号。信号连接方式1 1、输入信号的参考点、输入信号的参考点:接地信号、浮动信号接地信号接地信号:输入信号的一端直接接地,它的参考点是系统地(如建筑物的地或大地);最常见的接地信号是通过电源插座接入的设备。浮动信号浮动信号:输入信号是不连接到建筑物地等绝对参考点的电压信号,浮动信号源常见的有:电池及其供电设备、热电偶、变压器等设备。2、差分测量系统输入信号的正负极分别接入两个通道,所有输入信号各自有自己的参考点。3、参考地单端
11、测量系统(RSE)用于测试浮动输入信号。被测信号一端接模拟输入通道,另一端(信号参考点)与系统地AIGND连接。4 4、无参考地单端测量系统、无参考地单端测量系统(NRSE)(NRSE)它的一端接模拟输入通道,另一端接一个公用参考端AISENSE,这个参考端电压不一定于测量系统地AIGND相等。数据采集卡的基本性能指标数据采集卡的主要性能指标:1、模拟信号输入部分、模拟信号输入部分 模拟输入通道数。模拟输入通道数。该参数表明数据采集卡所能够采集的最多的信号路数。信号的输入方式。信号的输入方式。一般待采集信号的输入方式有:l 单端输入:即信号的其中一个端子接地。l 差动输入:即信号两端均浮地。l
12、 单极性:信号幅值范围为0,A,A为信号最大幅值。l 双极性:信号幅值范围为A,A。模拟信号的输入范围模拟信号的输入范围(量程量程):):一般根据信号输入特性的不同(单极性输入还是双极性输入)有不同的输入范围。如对单极性输入,典型值为010 V,对双极性输入,典型值为5 V5 V。放大器增益放大器增益:模拟输入阻抗模拟输入阻抗:采集卡固有参数,一般不由用户设置。混叠干扰图中采样频率500Hz,5个正弦波的频率分别为100Hz,200Hz,300Hz,375Hz和400 Hz。因为100Hz,200Hz的信号频率小于fs/2,可以由离散信号还原出原始的正弦波连续信号。而300Hz,375Hz和4
13、00Hz的信号频率都大于fs/2,故离散信号重构原信号时形成了频率不同于原信号频率的信号,即混叠干扰采样速率采样速率:Nffmaxs)107(式中N为多通道数据采集系统的通道数。2023-1-15位数位数b b:A/D转换器输出二进制数的位数。当输入电压由U=0增至满量程值U=UH时,一个八位(b8)A/D的数字输出由八个“0”变为八个“1”,共计变化2b个状态,故A/D转换器产生一个最低有效位数字量的输出改变量,相应的输入量Umin=1 LSB=q(量化值)可由下式计算:bUq2LSB 1H分辨率分辨率:指数据采集卡可分辨的输入信号最小变化量。采集卡基本参数以NI公司的PCI-6071E多功
14、能采集卡为例,介绍采集卡的一般参数:模拟输入:64路单端/32路双端,输入范围:10V分辨率:12位 采样频率:最高1.25M模拟输出:2路,12位,1M,输出范围:10V 数字I/O:8路 计数器:2路,24位,基准时钟20MHz或100KHz采取定期或随时方式,由总经理或5S推行委员会进行督导与评估,其执行方式有红牌检查、查检表等,维持5S新鲜的感觉,通过对优秀单位的表扬、5S赛活动5S活动停滞、僵化。例如,导购人员在向顾客展示衣服的过程中,他可以抖着衣服说这件衣服质量很好,但是抖动衣服的动作要细腻。再如,推销人员卖汽车时,要用细致、优雅的动作向客户充分展示车子的线条,内部的装饰和材料,以
15、及车子整体造型的优越之处。23.投标文件的密封与标记5.2熟练掌握CNG工艺程序及充装岗位安全操作规程,经培训合格后,持证上岗。(3)库存报表:包括商品库存明细表、商品库存汇总表、商品库存报警表、商品库存分析表、商品进销存台帐、商品收发汇总表。(1)采购报表:包括采购订单汇总表、采购订单明细表、采购开单汇总表、采购开单明细表、商品进价分析表、商品采购流水帐;21 不可抗力利用电视品牌,终端展示材料,进行普遍宣传,使产品信息迅速传播;1、推荐优秀青年人才上岗工作要积极争取党委的领导和有关部门的配合,每年至少向党委汇报一次;在人力资源管理方面,海尔集团主张为每个海尔人提供公平竞争的机会和环境,尽量
16、避免“伯乐”相马过程中的主观局限性和片面性。在工作过程中让员工成长,而不是直接找到最好员工。因为最好的员工可遇不可求,但企业有能力在整个组织过程中,让有潜能的员工成长为人才。这样,员工的价值就体现在依靠自我的努力,快速成长,得到更好的升迁机会。主要强调的是,这一过程中组织公平和公开原则是非常重要的,人力资源的考核制度也必须严格、统一、公正。37.确定中标人5.2.3 统计主管部门负责召集有关部门,对各部门提交的方案进行评审、认可;6、气、电焊作业必须到公安局消防处办理临时动火作业许可证,施工前经管理处保安员负责检查符合防火规定后方可施工,电工、气电焊工必须持证操作。数据采集卡的参数设置要使数据
17、采集卡正确地实现数据采集的功能,必须根据实际测量的需要对一些参数进行正确设置。待设置的参数主要有数据采集卡的设备号、地址码,此外,还有如下设置。1 1、模拟信号输入部分、模拟信号输入部分 设置信号的输入方式。单端输入还是双端输入,单极性信号还是双极性信号等。选择增益。根据输入信号幅值范围和分辨率的要求进行增益选择。选择量程。根据输入信号是单极性还是双极性,相应选择合适的量程。2、A/D转换部分 设定信号输入通道号。设定采样点数。设定采样速率。采样结果的输出方式。采样结果可放在一个数组中,也可放在某一缓冲区中。采样触发方式。一般分外触发、定时触发、软件触发等3 3、D/AD/A转换部分转换部分
18、模拟信号的输出通道号。模拟信号的输出幅值。此参数应设置在标称满量程范围内。刷新速率。该参数决定所产生的模拟信号波形的“光滑度”。最快刷新速率的倒数即为响应时间。5.2 Data AcquisitionVI5.2 Data AcquisitionVI的组织的组织结构 在LabVIEW平台,用软件驱动I/O接口数据采集卡,实现数据采集分以下两种情况:LabVIEWLabVIEW支持的数据采集卡支持的数据采集卡:如NI公司自行生产的各类数据采集卡,可利用LabVIEW自带的驱动函数驱动。设计者只需正确设置输入参数就可实现数据采集的任务,而不需编写代码程序。LabVIEWLabVIEW不支持的数据采集
19、卡不支持的数据采集卡:可利用LabVIEW的代码嵌入功能(CIN模块)等来实现采集卡的软件驱动。LabVIEW LabVIEW 数据采集模块的分类数据采集模块的分类 LabVIEW的功能模板(Functions Palette)提供了Data Acquisition驱动数据采集卡DAQ子模板,该子模板提供了六个子模块,如图所示。Data Acquisition子模板上的图标及名称A/D部分Easy I/O VIsUtility VIsAdvanced VIsIntermediate VIs易用函数中级函数高级函数实用函数(1 1)易用函数)易用函数1波形输入AI Acquire Wavefor
20、m.vi图标及端口参数(单通道单点采样)2 多波形图标及其输入、输出端口参数(2 2)中级函数)中级函数1.AI Config.vi图标及其输入、输出端口参数2.AI Start.vi图标及其输入、输出端口参数3.AI Read.vi 图标及其输入、输出端口参数4.AI Clear.vi图标及其输入、输出端口参数LabVIEW中的模拟输入这家医院的每部电梯里都有相应的指示地图,这种服务让病人对医院的满意度大为提高。2.6检查气瓶原始标示是否符合标准和规程的规定,钢印字迹是否清晰可辩,否则不予充装使用。2.3对首次充装或检验后首次投入使用的天然气气瓶,应该用天然气对瓶内气体进行抽真空置换后才可以
21、正常使用。9.3 未成交人的磋商保证金,将在成交通知书发出后五个工作日内全额退还(不退现金)。4.3气瓶要专瓶专用。不要擅自改装它类气体,瓶内气体不得用尽,必须留有余压。一般说来,在建立植根式服务文化的过程中,可以采用的技术有以下五项:培养组织气质、利用会议与激励建立服务共识、提升服务者的心理素质、建立贴心服务的质量标准,以及定期对服务体系进行检测。(2)提供货物组装和维修所需的专用工具和辅助材料;重庆机电控股(集团)公司推荐优秀青年作为这家医院在病人挂号的过程采用了类似银行编号等待的方式,避免了相互拥挤的状况。在医院里还设有销售咖啡和点心的地方,提供茶几椅子以便休息;还设有画廊,让病人和病人
22、的家属能够放松心情。连续模拟输入连续模拟输入连续模拟输入需要注意注意,程序读取数据的速度要不慢于设备往缓冲区中存放数据的速度,这样才能保证连续运行时,缓冲区中的数据不会溢出。可以通过调节以下3个参数来达到上述要求:buffer size(缓存的大小)scan rate(采样速率)number of scans to read at a time(每次读取的样本数)连续采集的程序模型为:连续模拟输入程序实例LabVIEW中的模拟输出连续模拟输出有两种形式的连续模拟输出:第一种就是在模拟输出之前,将数字信号写入缓冲区中,然后设备连续不断地将缓冲区中的数据通过DAC重复输出。这种连续模出执行效率很高
23、,但是需要写入的数字信号必须是整周期的,不然输出模拟信号将会不连续,在使用上不够灵活。第二种方式:在设备将缓冲区中数据输出的同时,不断地将数字信号写入缓冲区中,这种方式在编程上比较复杂,但是灵活性比较高,只要保证这一次写入缓冲区的数字信号和上次是连续的就行,不需要每次写入的信号是整周期的。LabVIEW中的数字I/O一般情况下,数字I/O按照TTL逻辑电平设计,其逻辑低电平在0到0.7V之间,高电平在3.4到5.0V之间;在硬件设备上,多路路(Line)数字I/O组成一组后被称为端口端口(Port)。一个端口由多少个数字通路组成是依据其设备而定的,在多数情况下8个数字通路组成一个端口;在Lab
24、VIEW中对数字I/O的操作非常简单,可以对整个端口进行操作,也可以对端口中的一路或多路同时进行操作。5.3 基于的NI DAQ系统的实现 I/O接口设备LabPC1200型数据采集卡的软件驱动 连续信号的采集与显示演示仪。1功能描述 该信号的采集演示仪可以采集和显示一路信号,参数为:频率范围:010 kHz。幅值范围:0.16 V。采用LabPC1200型卡,信号由第0通道输入。2设计步骤 在编写VI之前,需在Measurement&Automation驱动软件下,进行相关参数的设置。设置完毕后,进入LabVIEW进行前面板和流程图的设计。1)参数设置AI设置项:因为输入信号幅值在0.16
25、V,故选模拟信号输入方式为有参考地单端输入;量程为010 V。(a)前面板连续信号的采集与显示演示仪连续信号的采集与显示演示仪(b)流程图几种简单的测试程序流程模型 程序逻辑简单,容易设计和理解1、顺序测试程序的模型 2、数据采集和后续工作并行执行的模型 数据采集的速度一般来说高于处理和存储的速度。当新数据被采集来,上次的数据可能还没处理完呢。所以可以先把每次采集到的来不及处理的数据放在缓存里。3、并行执行每一任务的模型 所有的任务同时运行:采集新的数据、处理上一次采到的数据,显示保存上一次处理好的数据。在这个模型下,要注意第一次循环运行时处理的数据,和循环头两次运行显示存储的数据是无效的,实
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