labview数据采集实例 ppt课件
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labview 第6章 数据采集
第六章数据采集６．１概述在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。
它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。
各种类型信号采集的难易程度差别很大。
实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。
数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。
６．１．１采样频率、抗混叠滤波器和样本数。
假设现在对一个模拟信号x(t) 每隔Δt时间采样一次。
时间间隔Δt被称为采样间隔或者采样周期。
它的倒数1/Δt 被称为采样频率，单位是采样数/每秒。
t=0, Δt ,2Δt ,3Δt ……等等，x(t)的数值就被称为采样值。
所有x(0),x(Δt),x(2Δt )都是采样值。
这样信号x(t)可以用一组分散的采样值来表示：下图显示了一个模拟信号和它采样后的采样值。
采样间隔是Δt，注意，采样点在时域上是分散的。
图6-1 模拟信号和采样显示如果对信号x(t)采集N个采样点，那么x(t)就可以用下面这个数列表示：这个数列被称为信号x(t)的数字化显示或者采样显示。
注意这个数列中仅仅用下标变量编制索引，而不含有任何关于采样率（或Δt）的信息。
所以如果只知道该信号的采样值，并不能知道它的采样率，缺少了时间尺度，也不可能知道信号x(t)的频率。
根据采样定理，最低采样频率必须是信号频率的两倍。
反过来说，如果给定了采样频率，那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率，它是采样频率的一半。
如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分，信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。
图６－２显示了一个信号分别用合适的采样率和过低的采样率进行采样的结果。
采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。
这种信号畸变叫做混叠（alias）。
出现的混频偏差（alias frequency）是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。
图6-2 不同采样率的采样结果图６－３给出了一个例子。
假设采样频率 fs 是100HZ,，信号中含有25 、70、160、和 510 Hz的成分。
LabVIEW中实现数据采集
信号极限幅度集合
所测信号的最大值和最小值 应与输入信号的最大值和最小值相接近
LSB 最低有效位
分辨率、DAQ卡区间 以及信号极限幅度集 合决定了输入信号中 可检测到的最小变化 量。电压中的这种变 化量表示了数字取值 的一个最低有效位 (LSB)，通常称为编码 宽度(code width)
Vcw
管理计算机的硬件设备（数据采集卡、端 口等）
配置虚拟通道（Virtual Channel）。
输入/输出 范围 输入方式 测试（7.0Express以上）
配置好的虚拟通道直接LabVIEW中调用。
运行MAX
A
B
MAX
Details
虚拟通道 设备特性
配置第一个虚拟通道
完成
引用虚拟通道
上、下限：指明输入信号的幅度极限集合。 上、下限默认值为+10V和-10V
如果使用的是MAX，则无需将数据取值与 这些输入相连，因为已经配置了相关信息
温度测量
信号输出
任务 开始
数据 生成
配置 参数
放入 缓存
启动 A/D
波形 输出
任务 结束
图 8 数据输出流程示意图
信号发生器
中级数据采集程序示例
rang 2resolution
分辨率为比特 区间为伏特
例
分辨率＝12比特 区间＝0～10V
分辨率＝12比特 区间＝-10～10V
可以检测到的最小变化量为
可以检测到的最小变化量为Βιβλιοθήκη Vcw10 212
2.4mV
Vcw
20 212
4.8mV
采样率
DAQ卡采样模拟信号的速率
Shannon 采样定律 抗伪信号滤波器
所测信号的最大值和最小值 应与输入信号的最大值和最小值相接近
LSB 最低有效位
分辨率、DAQ卡区间 以及信号极限幅度集 合决定了输入信号中 可检测到的最小变化 量。电压中的这种变 化量表示了数字取值 的一个最低有效位 (LSB)，通常称为编码 宽度(code width)
Vcw
管理计算机的硬件设备（数据采集卡、端 口等）
配置虚拟通道（Virtual Channel）。
输入/输出 范围 输入方式 测试（7.0Express以上）
配置好的虚拟通道直接LabVIEW中调用。
运行MAX
A
B
MAX
Details
虚拟通道 设备特性
配置第一个虚拟通道
完成
引用虚拟通道
上、下限：指明输入信号的幅度极限集合。 上、下限默认值为+10V和-10V
如果使用的是MAX，则无需将数据取值与 这些输入相连，因为已经配置了相关信息
温度测量
信号输出
任务 开始
数据 生成
配置 参数
放入 缓存
启动 A/D
波形 输出
任务 结束
图 8 数据输出流程示意图
信号发生器
中级数据采集程序示例
rang 2resolution
分辨率为比特 区间为伏特
例
分辨率＝12比特 区间＝0～10V
分辨率＝12比特 区间＝-10～10V
可以检测到的最小变化量为
可以检测到的最小变化量为Βιβλιοθήκη Vcw10 212
2.4mV
Vcw
20 212
4.8mV
采样率
DAQ卡采样模拟信号的速率
Shannon 采样定律 抗伪信号滤波器
LabVIEW与数据采集.ppt
。 完成不同的数据采集任务
各子模板的主要功能如下： ① Analog Input子模板，完成模拟信号进行
A/D转换，并采集到计算机； ② Analog Output子模板,将计算机产生的数
字信号进行D/A转换，并输出； ③ Digital I/O子模板,用于控制DAQ设备的数字
I/O功能； ④ Counter子模板,用于控制DAQ设备的计数器
其中最为常见的模板是位于Measurement I/O子模板中 的Data Acquisition 和NI-DAQmx Acquisition两个子 模板，如图所示：
DAQ VIs的功能模板
LabVIEW中DAQ VIs都包含在Functions>Data Acquisitions子模板中。共包含6个子模板，每个子模板
④ 许多场合都要用到计数器，如精确时间控制和脉冲信 号产生等。计数器最重要的参数是分辨率和时钟频率，分
。 辨率越大，计数器位数越大，计数值也越高
基于LABVIEW的数据采集系统：
LabVIEW8.5为用户提供了多种用于数据采集的函数、 VIs和Express VIs。这些函数、VIs和Express VIs大体 可以分为两类，一类是Traditional DAQ VIS，另外一类 是操作更为简单的NI-DAQmx，这些组件位于函数模板 中的Measurement I/O，Instrument I/O子模板中， 如图所示：、
数据采集卡的功能
一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数 字I/O、计数器/计时器等。因此LabVIEW中DAQ模板设计也 围绕这4大功能组织
① 模拟输入是采集最基本的功能。它一般由多路开关 （MUX）、放大器、采样保持电路以及A/D来实现，通过这些
各子模板的主要功能如下： ① Analog Input子模板，完成模拟信号进行
A/D转换，并采集到计算机； ② Analog Output子模板,将计算机产生的数
字信号进行D/A转换，并输出； ③ Digital I/O子模板,用于控制DAQ设备的数字
I/O功能； ④ Counter子模板,用于控制DAQ设备的计数器
其中最为常见的模板是位于Measurement I/O子模板中 的Data Acquisition 和NI-DAQmx Acquisition两个子 模板，如图所示：
DAQ VIs的功能模板
LabVIEW中DAQ VIs都包含在Functions>Data Acquisitions子模板中。共包含6个子模板，每个子模板
④ 许多场合都要用到计数器，如精确时间控制和脉冲信 号产生等。计数器最重要的参数是分辨率和时钟频率，分
。 辨率越大，计数器位数越大，计数值也越高
基于LABVIEW的数据采集系统：
LabVIEW8.5为用户提供了多种用于数据采集的函数、 VIs和Express VIs。这些函数、VIs和Express VIs大体 可以分为两类，一类是Traditional DAQ VIS，另外一类 是操作更为简单的NI-DAQmx，这些组件位于函数模板 中的Measurement I/O，Instrument I/O子模板中， 如图所示：、
数据采集卡的功能
一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数 字I/O、计数器/计时器等。因此LabVIEW中DAQ模板设计也 围绕这4大功能组织
① 模拟输入是采集最基本的功能。它一般由多路开关 （MUX）、放大器、采样保持电路以及A/D来实现，通过这些
labview数据采集实例PPT课件
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2020/3/23
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当采集卡得到一个从低于2.7V 上升到2.7V 的模 拟触发信号，即开始任务
旋转机械、扭矩测试、瞬态测试等 触发之后立刻又跳回触发值以外
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增加了迟滞的设置。同样是2.7V 触发，斜率设为上升，这时设置1 个1V 的迟滞
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接线方式
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2020/3/23
内部时钟分频给出 从外部引入时钟到采集卡
一种保护机制，当采集卡在指定时间没有得到采样相应， 程序就会报错停止，避免了死机等恶劣情况的出现
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Reference Trigger 是有限点采集中的一种触发
一旦得到触发信号， 采集卡继续采集N 个样本， N=有限点采集总样本-需要触发前的样本数， 再将缓存区的数据全部读出
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Pause Trigger 指可以通过触发方式决定什么时候采集，什么时候不采集
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DAQmx Read.vi 每次读取多少样本
Windows 的操作系统 10 到20 次/秒
每次读取的样本数（Number of Samples per Channel 引脚的值）× 每秒钟While 循环运行的次数（While 循环中设置延时的倒数） 30/52 =每秒钟采集的样本数（采样率）。
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LABVIEW数据采集与仪器控制PPT61页课件
14.3.2 模块化总线
3. PXI/CompactPCIPXI将PCI电气总线特性与坚固的、模块化的、欧洲卡机械封装的CompactPCI相结合，并增加了专门的同步总线和关键的软件特性，从而能够承受常常存在于工业应用中的恶劣环境。这使得PXI成为一个高性能的、低成本的、适用测量和自动化系统的布置平台。
引子
数据采集与仪器控制是LabVIEW最具竞争力的核心技术之一。NI公司提供了种类丰富的硬件设备以满足不同的测量与控制需求，其中包括数据采集(DAQ)硬件、实时测量与控制、PXI与Compact PCI、信号调理、开关、分布式I/O、机器视觉、运动控制、GPIB、串口和仪器控制、声音与振动测量分析、PAC(可编程自动化控制器)、VXI和VME等各种设备。应用遍布电子、机械、通信、汽车制造、生物、医药、化工、科研和教育等各个行业领域。通过丰富的驱动程序，LabVIEW能轻松实现与任何NI提供的硬件设备通讯。不仅如此，通过通用的驱动程序或接口，例如VISA、IVI、OPC、ActiveX和DLL等，LabVIEW几乎能与任何厂商甚至自制的硬件通讯。
14.1.2 NI-DAQmx
自动生成代码
14.2 仪器控制简介
仪器控制是指通过PC上的软件远程控制总线上的一台或多台仪器。它比单纯的数据采集要复杂的多。它需要将仪器或设备与计算机连接起来协同工作，同时还可以根据需要延伸和拓展仪器的功能。通过计算机强大的数据处理、分析、显示和存储能力，可以极大的扩充仪器的功能，这就是虚拟仪器的基本含义。
2. 信号调理从传感器得到的信号可能会很微弱，或者含有大量噪声，或者是非线性的等等，这种信号在进入采集卡之前必须经过信号调理。信号调理的方法主要包括放大、衰减、隔离、多路复用、滤波、激励和数字信号调理等
课程案例库labview1ppt课件
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
1. 数据采集系统的构成
图2.1 数据采集系统的构成
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
2. 数据采集系统（ DAQ ）系统结构
图2.2 DAQ系统
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
AI Read——从被AI Config分配的缓冲读取数据。它能够控制由 缓冲读取的点数，读取数据在缓冲中的位置，以及是否返回二 进制数或标度的电压数。它的输出是一个２维数组，其中每一 列数据对应于通道列表中的一个通道。
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.1 前面板及程序框图
黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
1. LabVIEW简介
图1.2 控件模板和函数模板
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
数据采集是LabVIEW的核心技术之一。 数据采集(DAQ:DatA Acqusition)系统的基本任务是 物理信号的产生和测量。 数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统的，包括 采集原始数据、分析数据以及给出结果等。
缓存中读取采集到得数据； 第四步：完成数据采集后，使用AI clear.vi模块停止DAQ
设备的数据采集，并释放缓存。
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
➢ 数据采集结果 启动了DAQ的数据采集功能后，就会不停的对信
号进行连续采集，并将采集到的信号放在缓存中，实 现了对信号的连续采集，并且不会丢失信号。
2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
1. 数据采集系统的构成
图2.1 数据采集系统的构成
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
2. 数据采集系统（ DAQ ）系统结构
图2.2 DAQ系统
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AI Read——从被AI Config分配的缓冲读取数据。它能够控制由 缓冲读取的点数，读取数据在缓冲中的位置，以及是否返回二 进制数或标度的电压数。它的输出是一个２维数组，其中每一 列数据对应于通道列表中的一个通道。
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
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1. LabVIEW简介
图1.1 前面板及程序框图
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1. LabVIEW简介
图1.2 控件模板和函数模板
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
数据采集是LabVIEW的核心技术之一。 数据采集(DAQ:DatA Acqusition)系统的基本任务是 物理信号的产生和测量。 数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统的，包括 采集原始数据、分析数据以及给出结果等。
缓存中读取采集到得数据； 第四步：完成数据采集后，使用AI clear.vi模块停止DAQ
设备的数据采集，并释放缓存。
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2. LabVIEW在数据采集与测量方面的应用
➢ 数据采集结果 启动了DAQ的数据采集功能后，就会不停的对信
号进行连续采集，并将采集到的信号放在缓存中，实 现了对信号的连续采集，并且不会丢失信号。
labview数据采集实例
2015/1/5
测 量 参 数 对 话 框
采集范围
差分方式
关系式 Y=1000X 共需要采集的样本数 采集卡将会以每秒钟1000次的速度进行采样， 在0.1秒后完成100次采集自动停止
2015/1/5
比如说采集一段-5 V到+5 V的正弦波， 同样是3位的分辨率， 选择±10 V的量程需要将20 V的范围平均分割成8份， 而±5 V的量程只需要在10 V的范围内分割8份， 这样码宽就会减小一半，精度自然相应提高
2015/1/5
DAQmx Write.vi
2015/1/5
2015/1/5
AI Config
AI Start
AI Read
循 环
Data Process
AI Clear
错误线连接
2015/1/5
属性节点 改变采样率
2015/1/5
通道切换时间
2015/1/5
2015/1/5
DAQmx模拟量生成
2015/1/5
DAQmx Read.vi
每次读取多少样本
Windows 的操作系统
10 到20 次/秒
每次读取的样本数（Number of Samples per Channel 引脚的值）× 每秒钟While 循环运行的次数（While 循环中设置延时的倒数） =每秒钟采集的样本数（采样率）。
2015/1/5
接线方式
2015/1/5
内部时钟分频给出 从外部引入时钟到采集卡
一种保护机制，当采集卡在指定时间没有得到采样相应， 程序就会报错停止，避免了死机等恶劣情况的出现
2015/1/5
2015/1/5
2015/1/5
2015/1/5
测 量 参 数 对 话 框
采集范围
差分方式
关系式 Y=1000X 共需要采集的样本数 采集卡将会以每秒钟1000次的速度进行采样， 在0.1秒后完成100次采集自动停止
2015/1/5
比如说采集一段-5 V到+5 V的正弦波， 同样是3位的分辨率， 选择±10 V的量程需要将20 V的范围平均分割成8份， 而±5 V的量程只需要在10 V的范围内分割8份， 这样码宽就会减小一半，精度自然相应提高
2015/1/5
DAQmx Write.vi
2015/1/5
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AI Config
AI Start
AI Read
循 环
Data Process
AI Clear
错误线连接
2015/1/5
属性节点 改变采样率
2015/1/5
通道切换时间
2015/1/5
2015/1/5
DAQmx模拟量生成
2015/1/5
DAQmx Read.vi
每次读取多少样本
Windows 的操作系统
10 到20 次/秒
每次读取的样本数（Number of Samples per Channel 引脚的值）× 每秒钟While 循环运行的次数（While 循环中设置延时的倒数） =每秒钟采集的样本数（采样率）。
2015/1/5
接线方式
2015/1/5
内部时钟分频给出 从外部引入时钟到采集卡
一种保护机制，当采集卡在指定时间没有得到采样相应， 程序就会报错停止，避免了死机等恶劣情况的出现
2015/1/5
2015/1/5
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《基于LabVIEW的数据采集与处理技术》课件第3章
第 3 章 模拟信号的采集
图3-7 数据采集函数的参数多态
第 3 章 模拟信号的采集
3.1.4 数据采集函数的常用参数
在模拟输入/输出、数字输入/输出和计数器程序中， device参数指用户在MAX中为某一个数据采集设置的编号。 task ID是Config函数的一个输出参数，它为特定的输入/输出操 作与设备设置了一个数值，这个值可以作为一个标识贯穿于整 个程序。task ID也可以包含一组关于通道和增益的信息。
第 3 章 模拟信号的采集
图3-4 标度设置面板
第 3 章 模拟信号的采集
在MAX中有一个标度项“Scale”，在“Scale”项上单击鼠 标右键，在弹出的菜单中选择“Creat New”，弹出创建标度向 导，可以选择建立DAQmx标度或传统DAQ标度(如图3-5所示)。 在创建标度向导的引导下，创建一个标度。在已经创建好的标 度名的弹出菜单中可以选择Properties，弹出标度设置面板对 标度的设置进行修改。
第 3 章 模拟信号的采集
在图3-3中，通道数组用3个成员指定了8个通道，极限数 组的3个成员与之对应。通道0、1、2和3的极限为－0.5～0.5； 通道4的极限为 －1～1；通道5、6、7的极限为－5～5。
如果在MAX中设置了通道，极限设置所用的单位就是通 道设置中用于某个特定通道名的物理单位。例如，我们在数据 采集向导中设置了一个通道的物理单位为Deg C，极限设置值 就被看做摄氏度。如果没有在MAX中设置通道，用于极限设 置的缺省单位值通常是伏特。
图3-9 数据采集函数的数据组织
第 3 章 模拟信号的采集
3.1.6 模拟输入常用的基本术语
在模拟输入时经常会遇到如一次扫描、扫描数、采样数、 扫描率和通道时钟率等基本术语，具体概念如下：
LabVIEW进阶培训-数据采集部分 共88页
学生创新动手实践平台： NI myDAQ —种仪器 数字万用表 * 示波器 * 函数发生器* 波特图仪 * 动态信号采集仪 * 任意 信号发生器 * 数字输入* 数字输出
与计算机的接口 LabVIEW中的 NI DAQmx 或 ELVISmx驱动
集成的数字万用表 V, I, Ω, Diode
新示 E波158±A21BL000xVCNb11511±AB器0MM2和Ii/C6.0x到CNtDMS20HH和01分b5/C连CISDkVzz01I1i连+tS/M/1.C辨0G带可sV5m接分0/xS耦sN采接xMa输率/宽 选探双探辨DsxH合样.入单(噪z耦头输通针率-3率带范通d声合入道B宽围道滤)范共波围计器
– 广义的数据采集还包括模拟输出、数字I/O等
• 例如, 目前市面上的多功能数据采集设备通常包括模拟输入、模拟输出、数字 I/O、计数器/定时器等功能，如NI的M系列多功能DAQ卡
• 现在一些传感器/变送器已经集成了A/D转换功能，直接通过数字接口读取数据， 从而不需要模拟输入采集
– 数据采集的应用十分广泛，几乎涵盖所有工程专业和科学研究方向
数据采集设备
数据采集设备的构成
• 数据传输总线 • 同步总线 • DAQ Circuitry
– 时钟/定时电路 – 板载FIFO – 信号路由 – 内部校准电路
• 前端电路
– 模拟输入/模拟输出/数字IO/计数器 – 注意: 模拟输入可能通过复用器共用一个ADC，模拟输出通常
是每通道专用DAC
ELVIS II平台硬件指标 – 1
• 分辨率
– 够用就好，不一定越高越好
• 输入范围 • 对于动态信号，还应关注动态范围
– 如麦克风/加速度计等信号的采集
LABVIEW编程基础第8章数据采集ppt课件
利用“测试面板…”快捷菜单按钮打开测试 面板窗口，在该窗口中可以对采集卡进行测试从 而检验设备是否运行正常，在该窗口中，可以对 采集卡的模拟输入、模拟输出、数字I/O和计数 器I/O进行测试，
右图给出了模拟输入测试的情况，测试输入 信号采用差分方式从端口68、34输入，频率10Hz， 幅度峰-峰值为1V的正弦信号，从测试面板显示 信息表明该设备工作正常。
信号采样点
伪信号
4
8.1.2 输入信号类型
根据信号运载信息的方式不同，可将信号分为模拟信号和数字信号。模拟信号有 直流、时域、频域信号，而数字（二进制）信号分为开关信号和脉冲信号两种。
信号
直流信号
0.85s
电平
t
模拟信号 时域信号
形状
t
数字信号
频域信号
开
开关信号
脉冲信号 1 0
f 频率 状态
关t
t 速率
传统NI-DAQ(Legacy)是NI-DAQ 6.9x的升级版，其VI、函数和工作方式都和NIDAQ 6.9x相同。传统NI-DAQ(Legacy)可以和NI-DAQmx在同一台计算机上使用，但 不能在Windows Vista上使用传统NI-DAQ(Legacy)。
NI-DAQmx是最新的NI-DAQ驱动程序，带有控制测量设备所需的最新VI、函数 和开发工具。与早版本的NI-DAQ相比，NI-DAQmx的优点在于：
16
V. 任务配置其他方法
① 通过“DAQ助手”创建和配置任务。 ② 在应用编程中创建及配置任务，如通过前面板控件对象“DAQmx任务名”和
程序框图常量“DAQmx任务名”的右键快捷菜单“新建NI-DAQmx任 务”»“MAX…”选项，也可以创建并在MAX中保存NI-DAQmx任务。
右图给出了模拟输入测试的情况，测试输入 信号采用差分方式从端口68、34输入，频率10Hz， 幅度峰-峰值为1V的正弦信号，从测试面板显示 信息表明该设备工作正常。
信号采样点
伪信号
4
8.1.2 输入信号类型
根据信号运载信息的方式不同，可将信号分为模拟信号和数字信号。模拟信号有 直流、时域、频域信号，而数字（二进制）信号分为开关信号和脉冲信号两种。
信号
直流信号
0.85s
电平
t
模拟信号 时域信号
形状
t
数字信号
频域信号
开
开关信号
脉冲信号 1 0
f 频率 状态
关t
t 速率
传统NI-DAQ(Legacy)是NI-DAQ 6.9x的升级版，其VI、函数和工作方式都和NIDAQ 6.9x相同。传统NI-DAQ(Legacy)可以和NI-DAQmx在同一台计算机上使用，但 不能在Windows Vista上使用传统NI-DAQ(Legacy)。
NI-DAQmx是最新的NI-DAQ驱动程序，带有控制测量设备所需的最新VI、函数 和开发工具。与早版本的NI-DAQ相比，NI-DAQmx的优点在于：
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V. 任务配置其他方法
① 通过“DAQ助手”创建和配置任务。 ② 在应用编程中创建及配置任务，如通过前面板控件对象“DAQmx任务名”和
程序框图常量“DAQmx任务名”的右键快捷菜单“新建NI-DAQmx任 务”»“MAX…”选项，也可以创建并在MAX中保存NI-DAQmx任务。
《基于LabVIEW的数据采集与处理技术》课件第7章
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
表 7-2 Waveform Measurements VI 功能列表
序号
图标和端口
功能简介
计算输入信号的 直流分量大小和信 号的均方根。使用的 1 时候需要选择其平 均值类型和所加的 窗函数
比 Basic Averaged
DC-RMS.vi 控 制 方
2
序号
图标和端口
2
3
续表(一)
功能简介
产生由正弦、噪音和直 流偏移量复合而成的波形 信号
根据所给定的公式产生 波形信号
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
4 5
产生正弦波波形信号 产生方波波形信号
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
6 7
产生三角波波形信号 产生锯齿波波形信号
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
1) Basic Function Generator.vi Basic Function Generator.vi 位于 Function→Analyze→Waveform Generation中，其图标和端口如 图7-3所示。
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-3 Basic Function Generator.vi端口
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-6 Simulate signal.vi产生信号的前面板图
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-7 Simulate signal.vi 产生信号的流程框图
第 7 章 LabVIEW中信号分析与处理
图7-8所示为正弦波信号加入伯努利噪音信号后的示意图。
Waveform Generation VI包括的VI的功能如表7-1所示。
《基于LabVIEW的数据采集与处理技术》课件第6章
DIO START：启动缓冲式DIO操作。设定更新或读取的 点数，当输入0时将连续操作。
DIO WAIT：等待与任务标识符task ID相关任务的数字 量输入或输出操作的完成。
DIO CLEAR：停止操作，同时清除与 task ID 任务相关 的缓冲。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
注意：当使用这些VI时，数采板必须支持握手信号。 3．高级函数(Advanced Digital I/O VI) 高级函数包括两部分，一部分称为digital port，可以用来 立刻输入或输出某一路(某一端口)的数字量，类似于简易函数 的操作；另一部分称为digital group，可用于多个端口进行立 即型、握手型或定时型的输入/输出。高级函数是最底层的函 数，较少直接采用，它们是构成简易函数和中级函数的基础。
将数采板上多路DI/O组成一组后称为端口。 一个端口由 多少路DI/O组成是依据其数采板而定的，在大多数情况下，4 或8路数字 I/O 组成一个端口。当读/写端口时，可以在同一时 刻设置或获取多路DI/O的状态。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
数字量输入/输出的应用分为以下两类：立即型(非锁存型) 和定时型(锁存型)。在立即型情况下，当调用数字 I/O函数后 会立即更新或读取数字量某一路或端口的状态。在定时型情况 下，可以使用外部信号来控制数字量数据的传输。
line：digital channel 所指定端口中需要读入或输出的某一 路的编号。
iteration：缺省值为0，此时，每调用一次该子VI，就要对 数采板配置一次。当重复调用该函数时，为了避免系统重复设 置数采板，可以设置iteration 端为正数。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
line state：需要输出的数字信号的状态或读取的某一路数 字信号的状态：高(true)或低(false)。
DIO WAIT：等待与任务标识符task ID相关任务的数字 量输入或输出操作的完成。
DIO CLEAR：停止操作，同时清除与 task ID 任务相关 的缓冲。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
注意：当使用这些VI时，数采板必须支持握手信号。 3．高级函数(Advanced Digital I/O VI) 高级函数包括两部分，一部分称为digital port，可以用来 立刻输入或输出某一路(某一端口)的数字量，类似于简易函数 的操作；另一部分称为digital group，可用于多个端口进行立 即型、握手型或定时型的输入/输出。高级函数是最底层的函 数，较少直接采用，它们是构成简易函数和中级函数的基础。
将数采板上多路DI/O组成一组后称为端口。 一个端口由 多少路DI/O组成是依据其数采板而定的，在大多数情况下，4 或8路数字 I/O 组成一个端口。当读/写端口时，可以在同一时 刻设置或获取多路DI/O的状态。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
数字量输入/输出的应用分为以下两类：立即型(非锁存型) 和定时型(锁存型)。在立即型情况下，当调用数字 I/O函数后 会立即更新或读取数字量某一路或端口的状态。在定时型情况 下，可以使用外部信号来控制数字量数据的传输。
line：digital channel 所指定端口中需要读入或输出的某一 路的编号。
iteration：缺省值为0，此时，每调用一次该子VI，就要对 数采板配置一次。当重复调用该函数时，为了避免系统重复设 置数采板，可以设置iteration 端为正数。
第 6 章 数字量输入/输出和计数器
line state：需要输出的数字信号的状态或读取的某一路数 字信号的状态：高(true)或低(false)。
labview数据采集实例.概要
频率为100Hz，幅值为5V的正弦波， Express VI的定时为每秒钟生成10000个点， 所以每个波形周期由100个样本所表示
2019/1/20
DAQmx Is Task Done.vi，
当任务结束戒点击“stop”按键时任务结束，停止生成波形 程序会自动根据波形中的t0和dt信息设定采集卡合适的更新率，向外输出波形 写入缓冲区一个正弦波周期，程序开始以后再也没有继续输入过波形信号
2019/1/20
DAQmx Write.vi
2019/1/20
输出单个电平，直流电压
2019/1/20
生成N点波形
先在内存中开辟一个缓存区，将波形载入
生成一个周期的正弦波
通过设置多少样本描绘一个波形周期和采集卡的更新率决定实际输出波形的频率
2019/1/20
生成连续波形 波形生成凼数
2019/1/20
采到缓冲区 中的数据 数据结束端 （AI Start） 当前读取标志 数据结束端
LabVIEW从缓冲 区中读取的数据 （AI Read） 当前读取标志 数据结束端 数据结束端 当前读取标志
2019/1/20
连续采集时可能的数据传输异常
板载 FIFO
PC内存Overwrite
解决办法: 1. 增加程序循环读取速度 (不要在 采集循环里放太多处理工作) 2. 选用更快的CPU 3. 增大PC RAM，并通过编程指定 更大的Buffer 4. 降低采样速率(如果允许)
2019/1/20
测 量 参 数 对 话 框
采集范围
差分方式
关系式 Y=1000X 共需要采集的样本数 采集卡将会以每秒钟1000次的速度进行采样， 在0.1秒后完成100次采集自动停止
labview数据采集实例.概要
2019/1/20
DAQmx Write.vi
2019/1/20
输出单个电平，直流电压
2019/1/20
生成N点波形
先在内存中开辟一个缓存区，将波形载入
生成一个周期的正弦波
通过设置多少样本描绘一个波形周期和采集卡的更新率决定实际输出波形的频率
2019/1/20
生成连续波形 波形生成凼数
2019/1/20
2019/1/20
接线方式
2019/1/20
内部时钟分频给出 从外部引入时钟到采集卡
一种保护机制，当采集卡在指定时间没有得到采样相应， 程序就会报错停止，避免了死机等恶劣情况的出现
2019/1/20
2019/1/20
2019/1/20
2019/1/20
2019/1/20
点击 Run， 我们 可以 采集 到当 前的 5V 信号
2019/1/20
DAQmx Read.vi
每次读取多少样本
Windows 的操作系统
10 到20 次/秒
每次读取的样本数（Number of Samples per Channel 引脚的值）× 每秒钟While 循环运行的次数（While 循环中设置延时的倒数） =每秒钟采集的样本数（采样率）。
连续采集
开辟一段循环缓冲区，设备连续采集数据并将数据向缓冲区 中存放的同时，LabVIEW依据设置，将缓存中的数据一段 一段地读取出来。最常用的采集方式。
2019/1/20
有限点采集 (Finite) 和 连续采集 (Continuous)
板载 FIFO
数据
输入速率
ASIC
PC
总线 (如 PCI / USB)
一旦得到触发信号， 采集卡继续采集N 个样本， N=有限点采集总样本-需要触发前的样本数， 再将缓存区的数据全部读出
DAQmx Write.vi
2019/1/20
输出单个电平，直流电压
2019/1/20
生成N点波形
先在内存中开辟一个缓存区，将波形载入
生成一个周期的正弦波
通过设置多少样本描绘一个波形周期和采集卡的更新率决定实际输出波形的频率
2019/1/20
生成连续波形 波形生成凼数
2019/1/20
2019/1/20
接线方式
2019/1/20
内部时钟分频给出 从外部引入时钟到采集卡
一种保护机制，当采集卡在指定时间没有得到采样相应， 程序就会报错停止，避免了死机等恶劣情况的出现
2019/1/20
2019/1/20
2019/1/20
2019/1/20
2019/1/20
点击 Run， 我们 可以 采集 到当 前的 5V 信号
2019/1/20
DAQmx Read.vi
每次读取多少样本
Windows 的操作系统
10 到20 次/秒
每次读取的样本数（Number of Samples per Channel 引脚的值）× 每秒钟While 循环运行的次数（While 循环中设置延时的倒数） =每秒钟采集的样本数（采样率）。
连续采集
开辟一段循环缓冲区，设备连续采集数据并将数据向缓冲区 中存放的同时，LabVIEW依据设置，将缓存中的数据一段 一段地读取出来。最常用的采集方式。
2019/1/20
有限点采集 (Finite) 和 连续采集 (Continuous)
板载 FIFO
数据
输入速率
ASIC
PC
总线 (如 PCI / USB)
一旦得到触发信号， 采集卡继续采集N 个样本， N=有限点采集总样本-需要触发前的样本数， 再将缓存区的数据全部读出
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旋转机械、扭矩测试、瞬态测试等 触发之后立刻又跳回触发值以外
13-сен-20
增加了迟滞的设置。同样是2.7V 触发，斜率设为上升，这时设置1 个1V 的迟滞
13-сен-20
13-сен-20
DAQ 助手配置完成后，点击右下角的“OK”键， 即可自动在LabVIEW 中生成代码， 我们可以在前面板放置一个Waveform Chart， 将采集的结果实时显示出来
13-сен-20
接线方式
13-сен-20
内部时钟分频给出 从外部引入时钟到采集卡
一种保护机制，当采集卡在指定时间没有得到采样相应， 程序就会报错停止，避免了死机等恶源自情况的出现13-сен-20
13-сен-20
13-сен-20
13-сен-20
13-сен-20
点击 Run， 我们 可以 采集 到当 前的 5V 信号
LabVIEW数据采集实例
肖俊生 2013.04.20
13-сен-20
内容与安排
▪ DAQ助手 ▪ DAQmx函数和模拟量采集 ▪ DAQmx模拟量生成 ▪ DAQmx数字量采集 ▪ DAQmx数字量生成 ▪ DAQmx计数器
13-сен-20
DAQ助手
做什么采集
13-сен-20
选择用于测量的通道
一旦得到触发信号，
采集卡继续采集N 个样本， N=有限点采集总样本-需要触发前的样本数， 再将缓存区的数据全部读出
13-сен-20
Pause Trigger 指可以通过触发方式决定什么时候采集，什么时候不采集
13-сен-20
13-сен-20
当采集卡得到一个从低于2.7V 上升到2.7V 的模 拟触发信号，即开始任务
更大的Buffer 4. 降低采样速率(如果允许)
总线传输 速率
ASIC PC ADE (Application)
Buffer Memory
板载内存Overflow
解决办法: 1. 提高总线带宽 2. 选择板载FIFO较大的板卡 3. 降低采样速率(如果允许)
RAM
13-сен-20
连续模拟输入
▪ 需要注意，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：
开辟一段循环缓冲区，设备连续采集数据并将数据向缓冲区 中存放的同时，LabVIEW依据设置，将缓存中的数据一段一 段地读取出来。最常用的采集方式。
13-сен-20
▪ 有限点采集 (Finite) 和 连续采集 (Continuous)
板载 FIFO
数据
输入速率
总线 (如 PCI / USB)
ASIC PC ADE (Application)
DAQmx Read.vi 每次读取多少样本
Windows 的操作系统 10 到20 次/秒
每次读取的样本数（Number of Samples per Channel 引脚的值）× 每秒钟While 循环运行的次数（While 循环中设置延时的倒数） =每秒钟采集的样本数（采样率）。
13-сен-20
DAQmx Write.vi
13-сен-20
13-сен-20
AI Config
AI Start
AI Read
Data Process
循环
缓存 Memory
转移速率 RAM
• PC缓存必须够大 (至少需超过一次传递的数据量) • 连续采集中, 如果要使两处缓存一直不溢出, 必须保证
总线的数据转移速率大于数据的输入速率，同时程序 必须尽快读取PC缓存中的数据
LabVIEW
13-сен-20
连续模拟输入
采到缓冲区 中的数据 数据结束端 （AI Start）
13-сен-20
模拟量采集
形式
单点采集 波形采集 连续采集
描
述
采集设备从一个或多个输入通道分别获取一个信号值，然后 LabVIEW立即返回这个值，这是一个即时、无缓冲的操作。 效率和灵活性低。
在计算机内存中开辟一段缓冲区，设备将采集的数据存入其 中，当指定的数据采集完成后，LabVIEW再将缓冲区中的数 据一次读出，此时输出的是一段有限长度的信号波形。
一旦程序开始后就立刻进入到了采集， 然而在实际的应用中， 往往需要一个触发信号控制何时进行采集
13-сен-20
触发采集
触发按照类型主要分为：Start Trigger、Reference Trigger 和Pause Trigger
13-сен-20
Reference Trigger 是有限点采集中的一种触发
13-сен-20
测
量 参 数
对 话
采集范围 差分方式
框
关系式 Y=1000X
共需要采集的样本数
采集卡将会以每秒钟1000次的速度进行采样， 在0.1秒后完成100次采集自动停止
13-сен-20
比如说采集一段-5 V到+5 V的正弦波， 同样是3位的分辨率， 选择±10 V的量程需要将20 V的范围平均分割成8份， 而±5 V的量程只需要在10 V的范围内分割8份， 这样码宽就会减小一半，精度自然相应提高
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：
AI Config
AI Start
AI Read
Data Process
循环
AI Clear
13-сен-20
DAQmx模拟量采集
当前读取标志
数据结束端
当前读取标志
数据结束端
LabVIEW从缓冲 区中读取的数据 （AI Read）
数据结束端 当前读取标志
13-сен-20
DATA
输入 速率
连续采集时可能的数据传输异常
板载 FIFO
PC内存Overwrite
解决办法: 1. 增加程序循环读取速度 (不要在
采集循环里放太多处理工作) 2. 选用更快的CPU 3. 增大PC RAM，并通过编程指定
DAQmx Create Virtual Channel.vi Dev1/ai1,Dev1/ai3,Dev1/ai5,Dev1/ai7 Dev1/ai0:4
自定义换算
13-сен-20
DAQmx Timing.vi 开辟的缓存区大小
13-сен-20
DAQmx Trigger.vi
13-сен-20