LabVIEW编程及虚拟仪器设计( 第六讲:数据采集(上))
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如何利用LabVIEW进行数据采集与处理LabVIEW是一种流程图编程语言,专门用于控制、测量和数据采集等应用领域。
它的易用性和功能强大使得许多科研、工业和教育机构都广泛采用LabVIEW进行数据采集与处理。
在本文中,我将介绍如何利用LabVIEW进行数据采集与处理的基本步骤和技巧。
一、准备工作在开始数据采集与处理之前,首先需要进行准备工作。
这包括安装LabVIEW软件、连接传感器或测量设备、配置硬件设备和安装相关驱动程序等。
确保LabVIEW软件和硬件设备都能正常工作。
二、建立数据采集程序1. 打开LabVIEW软件,在工具栏上选择"新建VI",创建一个新的虚拟仪器(VI)。
2. 在Block Diagram窗口中,选择相应的控件和函数,用于实现数据采集的功能。
例如,使用"DAQ Assistant"控件来配置和控制数据采集设备。
3. 配置数据采集设备的参数,如采集通道、采样率、触发方式等。
根据实际需求进行设置。
4. 添加数据处理的功能模块,如滤波、去噪、采样率转换等。
这些模块可以根据数据的特点和需要进行选择和配置。
5. 连接数据采集设备和数据处理模块,确保数据能够流畅地进行采集和处理。
6. 运行程序进行数据采集,可以观察到数据随着时间的推移不断变化。
三、数据可视化与分析1. 在LabVIEW软件中,使用图形化的方式将采集到的数据可视化。
例如,使用波形图、数值显示等控件显示数据结果。
2. 利用LabVIEW提供的分析工具,对采集到的数据进行进一步的统计和分析。
例如,计算均值、标准差、峰值等。
3. 根据需要,将数据结果输出到其他文件格式,如Excel、文本文件等,以便进一步处理和分析。
四、数据存储与导出1. 在LabVIEW中,可以选择将数据存储到内存中或者存储到文件中。
存储到内存中可以方便实时访问和处理,而存储到文件中可以长期保存和共享数据。
2. 使用适当的文件格式和命名方式,将数据存储到本地磁盘或者网络存储设备中。
l.1基于动态链接库的普通数据卡的驱动LabVIEW 一般只支持NI 公司自己的数据采集卡,而这些卡的价格又比较昂贵。
但是LabVIEW 又提供了调用库函数节点(Call Library Function Node,CLF) 和代码接口节点(Code Interface Node, CIN) 这两种可以将编程灵活的C 语言和直观方便的LabVIEW G 语言结合起来的方法,利用这两种方法就可以大大提高LabVIEW 对普通数据采集卡的支持性。
这样,不但可以利用LabVIEW 强大的数据分析能力,而且还可以节约硬件成本。
调用代码接口节点(CIN)技术是将需要调用的外部代码编译成LabVIEW 能够识别的格式后与此结点相连。
当程序执行时,LabVIEW 将自动调用与此结点连接的外部代码,并向CIN传递特定的数据结构。
然而CIN 源代码对编译器和操作系统都有严格的限制,而且编译的过程也十分复杂。
因此在实际应用中更多的是采用通过库函数节点(CLF)来访问动态链接库(DLL)的方法,使用这种方法既可以直接调用WIN API 函数,也可以调用VisualC++、C++Builder、Visual Basic 等编写生成的DLL。
这样我们一方面可以使用自己所熟悉的语言来编写DLL,使编程更加的灵活方便;另一方面又可以利用数据采集卡开发商所提供的DLL,大大的缩短开发周期。
l.2 直接用LabVIEW 的In Port , Out Port 图标编程LabVIEW 的Functions 模板内Advanced \Memory 中的In Port 、Out Port 图标,与_inp、_outp功能相同,因此可用它们画程序方框图, 设计该A/D 插卡的驱动程序。
! 个通道扫描,各采集" 点数据的LabVIEW 程序方框图如图l 所示。
图中用LabVIEW 的计时图标控制扫描速率。
5.1信号输入(数据采集)信号输入部分可以借助DAQ助手来实现,也可以使用DAQ通道来实现。
在NI-DAQmx 中,任务是包括一条或多条通道以及定时、触发等属性的集合。
从概念上来说,任务就是要进行的测量或生成。
例如,测量DAQ设备一条或多条通道的温度就是一个任务。
在创建DAQ任务前,我们首先得初始化设备。
初始化设备要用到Mesurement&Automention Explorer(如图5.1所示为它的启动界面)。
按照下述步骤初始化设备。
图5.11.打开Mesurement&Automention Explorer。
2.在“配置”栏-“设备与接口”上单击鼠标右键,选择“新建…”,会出现如图5.2所示界面:图5.2由于没有硬件,这里用仿真设备,这里我们就选择“NI-DAQ仿真设备”,点“完成”后会出现如图5.3界面。
图5.33.点击“E系列DAQ”前面的“+”,展开栏目后如图5.4所示:图5.4这里我们选择“NI PCI-6071E”,点击“确定”后出现下图所示界面。
很容易发现,界面左边“配置”-“NI-DAQ设备”下多了一个“NI PCI-6071E”,单击它,右边的界面中出现它的配置参数,如图5.5所示。
图5.5经过以上步骤的设置,设备设备初始化完毕。
接下来我们就可以创建NI-DAQmx任务了。
3.3.1.1创建NI-DAQmx任务按照下列步骤,可以创建并配置一个从DAQ设备读取电压的任务。
方案1:利用DAQ助手1. 打开一个新建的空白VI。
2. 在程序框图中,打开函数选板并选择Express»输入,显示输入选板。
3. 选择输入选板上的“DAQ助手”Express VI,如左图所示。
将该Express VI 放置到程序框图上。
打开DAQ助手,显示新建Express任务对话框。
4. 单击采集信号»模拟输入,显示模拟输入选项。
5. 选择电压创建一个新的电压模拟输入任务。
现代经济信息虚拟仪器软件Labview和数据采集武 睿 太原理工大学 山西省国新能源发展集团有限公司摘要:Labview是一个在全球范围内都十分有名的虚拟仪器开发系统。
Labview与Fortran、C语言这类传统的编程语言相较而言,具有编写灵活、简单、易于掌握的优点。
本文将阐述Labview的开发环境,以及结合USB9100ms数据采集卡来对Labview如何采集数据进行介绍。
关键词:虚拟仪器软件;Labview;数据采集中图分类号:TP274.2 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)019-0330-02Labview属于基于C语言(图形编辑语言)的实验室虚拟仪器集成环境,由美国国家仪器公司于上世纪研制开发而成,拥有包括数据采集、函数数值运算、输入/输出控制、信号生成、信号处理、图像获取、图像处理、图像传输等等一系列十分强大的功能。
Labview使用的图形语言(各种连线、图形符号、图标等)G语言,与编程利用的传统文本语言相比的话,因为界面都是大家非常熟悉的波形图、旋钮、开关等,因此显得更加的直观友好,属于直觉式的图形程序语言。
如Fortran、C语言等传统编程语言,需要工程人员拥有非常丰富的编程经验,才能将其用于虚拟仪器控制,才能将工程人员拥有的与仪器和应用的知识转变成为计算机上的程序代码,才能形成程序测试。
但是对于Labview而言,并不需要工程人员有太多的编程经验,只需要工程人员用直觉的方式来建立前面板方块图程序和人机界面,编程过程就算完成了。
这样一来,那些并没有太多编程经验的工程师们,就能够把更多的精力投注到实验的测试中,而不是繁重的文字编码。
Labview的执行顺序,是按照方块图间数据的传递来决定的,而不是像传统的编程语言那样,必须要逐行地执行,因此工程人员能够利用Labview设计出多个程序可以同时执行的流程图。
一、Labview的开发环境Labview的开发环境可以分为图标/连接端口、框图程序和前面板三个部分。
使用LabVIEW进行数据采集和分析LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种强大的图形化编程环境,被广泛应用于数据采集和分析领域。
它提供了丰富的工具和功能,可以帮助工程师和科研人员高效地进行各种数据处理任务。
本文将介绍使用LabVIEW进行数据采集和分析的基本流程和方法。
一、LabVIEW概述LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一款图形化编程工具。
它采用了数据流编程模型,可以通过拖拽和连接各种函数模块,实现数据的输入、处理和输出。
相比于传统的文本编程语言,LabVIEW的图形化界面更加直观易用,适合非编程背景的用户快速上手。
二、数据采集数据采集是指通过各种传感器或仪器,将现实世界中的模拟信号转换为数字信号,输入到计算机中进行处理。
LabVIEW提供了丰富的数据采集模块,可以与各种传感器和仪器进行连接,并实时获取数据。
在LabVIEW中,首先需要创建一个数据采集任务。
通过选择相应的硬件设备和信号输入通道,配置采样率、量程等参数,即可创建一个数据采集任务。
然后,可以通过编程或者拖拽函数模块的方式,实现数据的连续采集或触发式采集。
LabVIEW提供了灵活且易于使用的界面,可以实时显示采集到的数据,并支持数据的保存和导出。
三、数据处理和分析数据采集完成后,需要对采集到的数据进行处理和分析。
LabVIEW提供了强大的数据处理功能,可以帮助用户实现各种算法和数据分析方法。
1. 数据预处理:对采集到的原始数据进行滤波、降噪、去除异常值等操作,以提高数据的质量和可靠性。
2. 数据分析:根据具体需求,可以使用LabVIEW提供的统计分析、频域分析、波形分析等模块,对数据进行进一步分析。
例如,可以计算数据的均值、标准差、相关系数等统计参数;可以进行快速傅里叶变换(FFT)、功率谱分析、自相关分析等频域分析。
第一节概述LabVIEW的数据采集(Data Acquisition )程序库包括了许多NI公司数据采集(DAQ 卡的驱动控制程序。
通常,一块卡可以完成多种功能-模/ 数转换,数/ 模转换,数字量输入/ 输出,以及计数器/ 定时器操作等。
用户在使用之前必须DAQ#的硬件进行配置。
这些控制程序用到了许多低层的DAQ驱动程序。
本课程需要一块安装好的DAC卡以及LabVIEW开发系统。
数据采集系统的组成:DAC系统的基本任务是物理信号的产生或测量。
但是要使计算机系统能够测量物理信号,必须要使用传感器把物理信号转换成电信号(电压或者电流信号)。
有时不能把被测信号直接连接到DAC卡,而必须使用信号调理辅助电路,先将信号进行一定的处理。
总之,数据采集是借助软件来控制整个DAC系统-包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。
上图中描述了插入式DAQ卡。
另一种方式是外接式DAC系统。
这样,就不需要在计算机内部插槽中插入板卡,这时,计算机与DAQ系统之间的通讯可以采用各种不同的总线,如USB并行口或者PCMCIA等完成。
这种结构适用于远程数据采集和控制系统。
模拟输入:当采用DAC卡测量模拟信号时,必须考虑下列因素:输入模式(单端输入或者差分输入)、分辨率、输入范围、采样速率,精度和噪声等。
单端输入以一个共同接地点为参考点。
这种方式适用于输入信号为高电平(大于一伏),信号源与采集端之间的距离较短(小于15英尺),并且所有输入信号有一个公共接地端。
如果不能满足上述条件,则需要使用差分输入。
差分输入方式下,每个输入可以有不同的接地参考点并且,由于消除了共模噪声的误差,所以差分输入的精度较高。
输入范围是指ADC能够量化处理的最大、最小输入电压值。
DAQ卡提供了可选择的输入范围,它与分辨率、增益等配合,以获得最佳的测量精度。
分辨率是模/数转换所使用的数字位数。
分辩率越高,输入信号的细分程度就越高,能够识别的信号变化量就越小。
如何利用LabVIEW进行数据采集和分析LabVIEW是一种强大的可视化编程环境,广泛应用于数据采集和分析领域。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行数据采集和分析的步骤和技巧。
一、LabVIEW简介LabVIEW是由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一种图形化编程语言。
其独特之处在于可以通过拖拽和连接图标来编写程序,而无需手写代码。
LabVIEW具有强大的数据采集和分析功能,被广泛应用于科学研究、工程控制、仪器仪表等领域。
二、数据采集1. 硬件设备选择在进行数据采集之前,需要选取合适的硬件设备。
LabVIEW支持多种硬件接口,如USB、Ethernet、GPIB等。
根据实际需求选择合适的硬件设备,并进行连接。
2. 创建数据采集程序打开LabVIEW软件,创建一个新的VI(Virtual Instrument)文件。
VI是LabVIEW的文件格式,用于编写程序和处理数据。
在VI中,可以添加各种图标和函数,用于实现数据采集和其他操作。
3. 配置数据采集参数在VI中,通过添加数据采集模块和设置属性来配置数据采集参数。
可以设置采样率、采样时间、通道数等参数。
根据具体应用需求,进行相应的配置。
4. 开始数据采集配置完成后,通过添加开始按钮或触发条件来启动数据采集过程。
LabVIEW会根据设定的参数,实时采集数据并保存到指定文件或内存中。
三、数据分析1. 数据导入与处理在数据采集完成后,可以导入数据进行进一步的分析。
LabVIEW提供了丰富的数据处理函数和工具,可以对导入的数据进行滤波、平滑、插值等处理操作,以得到更精确的结果。
2. 数据可视化LabVIEW具有强大的数据可视化能力,可以将分析结果以图表、曲线等形式展示。
通过添加图表模块和调整参数,可以实时动态显示数据分析的结果,提高数据处理的直观性和可理解性。
3. 数据分析算法LabVIEW支持多种数据分析算法,如统计分析、信号处理、模式识别等。