LabVIEW与数据采集.ppt
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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
在LabVIEW中实现数据采集
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.
AI Single Scan—返回一个扫描数据.它的电压 数据输出是由通道列表中的每个通道读出的电 压数据。使用这个VI仅与AI Config有关联，不 需要AI Start和AI Read. AI Clear—清除模入操作、计算机中分配的缓 冲、释放所有数据采集卡的资源.
硬件触发和软件触发
硬件触发:
硬件触发:
数字触发
TTL电平:
模拟触发
模拟信号: level, slope
硬件触发的设置
软件触发
当硬件触发条件不易实现时采用。软件触发又 叫做条件取数（conditional retrieval），是通 过控制数据读取来实现的。
软件触发是在数据采集时，对A/D转化的信号 进行比较监测，当满足软件触发的条件时开始 将采集数据读取到数据缓冲区，并在采集结束 后将数据传输到计算机。
在LabVIEW中实现数据采集
数据采集系统的基本结构
数据采集卡
多 路 开 关
放 大 器
采 样 ／ 保 持 器
A D 转 换 器
数据采集卡
数据采集卡
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:将前一级多路开关切换进入的待采集 信号放大(或衰减)至采样环节的量程范围内. 采样/保持器:取出待测信号在某一瞬时的值， 并在A/D转换过程中保持信号不变. A/D转换器:将输入的模拟量转化为数字量输出， 并完成信号幅值的量化.
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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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数据采集实例PPT课件
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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 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
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Basic Function Generator.vi
选择用于测量的通道
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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
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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
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DAQmx模拟量生成
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带缓冲的波形生成
▪ 生成波形频率取决于下列三个因素
▪ 更新率 (每秒多少个更新点) ▪ 缓冲区中的数据点 ▪ 缓冲区中的周期数
信号频率 ＝ 缓冲区中的周期数 ×
更新率
缓冲区中的数据点
LabVIEW数据采集实例
肖俊生 2013.04.20
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2020/3/23
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
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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 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
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Basic Function Generator.vi
选择用于测量的通道
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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
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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
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DAQmx模拟量生成
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带缓冲的波形生成
▪ 生成波形频率取决于下列三个因素
▪ 更新率 (每秒多少个更新点) ▪ 缓冲区中的数据点 ▪ 缓冲区中的周期数
信号频率 ＝ 缓冲区中的周期数 ×
更新率
缓冲区中的数据点
LabVIEW数据采集实例
肖俊生 2013.04.20
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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
LabVIEW与数据采集
温度计程序的图标和连接器
LabVIEW的特点
强大功能归因于它的层次化结构，用户可 以把创建的VI程序当作子程序调用，然后 再把这个程序作为另一个程序的子程序来 调用，以创建更为复杂的 LabVIEW 程序， 而这种调用的层次是没有限制的，因此可 以充分发挥个人的开发潜能。 LabVIEW 这种创建和调用子程序的方法， 使创建的程序结构模块化，更易于调试、 理解和维护。
温度计的前面板
框图程序
每一个程序前面板都有相应的框图程序与 之对应。框图程序用图形编程语言编写， 可以把它理解成传统程序的源代码。框图 中的部件可以看成程序节点，如循环控制、 事件控制和算术功能等。这些部件都用连 线连接，以定义框图内的数据流动方向。
温度计的框图程序
图标/连接器
图标/接口器件可以让用户把VI程序变成 一个对象（VI子程序），然后在其他程序 中像子程序一样地调用它。图标表示在其 他程序中被调用的子程序，而接线端口则 表示图标的输入/输出口，就像子程序的 参数端口对应着VI程序前面板控件和指示 器的数值。
图框被用来实现结构化程序控制命令， 连线代表程序执行过程中的数据流，定义了框图内 的数据流动方向。
返
回
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温度计显示框图程序
返
回
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图标/连接器
图标/连接器是子VI被其它VI调用的接口。
图标是子VI在其他程序框图中被调用的节点 表现形式； 连接器则表示节点数据的输入/输出口，就 像函数的参数。用户必须指定连接器端口与 前面板的控制和显示一一对应。 连接器一般情况下隐含不显示，除非用户选 择打开观察它。
前面板
后面板
《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)。
《基于LabVIEW的数据采集与处理技术》课件第3章
3.1.5 数据采集函数的数据组织
当我们从多个通道连续采集数据时，默认情况下，数据 采集函数返回的数据是波形。图3-8所示的是由3个通道采集的 数据，这个波形数组包含3个成员，每个成员对应一个通道的 数据，其中，有采样开始时间t0、采样间隔dt和采样数据数组。
由于数据采集函数的参数多态，我们也可以使它们返回一 个二维标量数组。这个数组每列包含一个通道的数据，每行包 含一次扫描的数据，如图3-9所示。数据实际采集的顺序为 s0c0、s0c1、s0c2、s1c0、s1c1、s1c2、s2c0、s2c1、s2c2……
虚拟通道控件和虚拟通道常数的快捷菜单中都有一个I/O Name Filtering选项，选择该选项会弹出一个小对话框，用来 设置显示在通道下拉列表中的通道名类别。默认情况下显示模 拟输入通道。
使用虚拟通道时，数据采集函数的通道参数可以接受的数 据格式与图3-1相似。使用虚拟通道定址时不必再为数据采集 函数连接device输入参数，LabVIEW自动忽略这个参数。如果 不需要更改通道设置，那么也不必连接input limits或input config等参数。
物理通道地址不需要在管理与控制资源管理器(MAX)中进 行通道设置，而只要在程序中的数据采集函数的通道参数 Channel或Channels中写入通道号就能访问指定通道采集的数 据。在数据采集过程中按通道参数列出的顺序扫描通道，在数 据输出过程中按通道参数列出的顺序刷新。而数据采集卡的设 置直接对数据采集函数生效。
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。
当我们从多个通道连续采集数据时，默认情况下，数据 采集函数返回的数据是波形。图3-8所示的是由3个通道采集的 数据，这个波形数组包含3个成员，每个成员对应一个通道的 数据，其中，有采样开始时间t0、采样间隔dt和采样数据数组。
由于数据采集函数的参数多态，我们也可以使它们返回一 个二维标量数组。这个数组每列包含一个通道的数据，每行包 含一次扫描的数据，如图3-9所示。数据实际采集的顺序为 s0c0、s0c1、s0c2、s1c0、s1c1、s1c2、s2c0、s2c1、s2c2……
虚拟通道控件和虚拟通道常数的快捷菜单中都有一个I/O Name Filtering选项，选择该选项会弹出一个小对话框，用来 设置显示在通道下拉列表中的通道名类别。默认情况下显示模 拟输入通道。
使用虚拟通道时，数据采集函数的通道参数可以接受的数 据格式与图3-1相似。使用虚拟通道定址时不必再为数据采集 函数连接device输入参数，LabVIEW自动忽略这个参数。如果 不需要更改通道设置，那么也不必连接input limits或input config等参数。
物理通道地址不需要在管理与控制资源管理器(MAX)中进 行通道设置，而只要在程序中的数据采集函数的通道参数 Channel或Channels中写入通道号就能访问指定通道采集的数 据。在数据采集过程中按通道参数列出的顺序扫描通道，在数 据输出过程中按通道参数列出的顺序刷新。而数据采集卡的设 置直接对数据采集函数生效。
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。
LabVIEW进阶培训-数据采集部分
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
模拟输入 (Analog Input)
• 数据采集一词狭义即指模拟输入
– 即通过A/D转换将模拟信号采样为数字信号，从而可被计算 机设备进一步处理
• 常用于实现传感器信号的采集以及电信号的采集
一个最简单的模拟输入电压采集程序
• 单点电压采集 • 分别用DAQ助手和DAQmx底层VI实现
软件定时
DAQmx数据采集程序的基本架构
LabVIEW中对触发的编程
• 在任务种增加DAQmx Trigger.vi并作相应配置
Lab 3.3 带触发的连续信号采集*
• *仅支持ELVIS平台
数据采集中的接地问题
+
信号源 VS VM
-
测量系统
接地信号源
+ Vs _
浮地信号源
+ V_ s
接线方式1：差分 (Differential)
• 便携式/远距离
– USB，Ethernet接口
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。
labview之数据采集与仪器控制课件
• 举例：通过MAX配置串口属性
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14.1.2 NI-DAQmx
• 测试串口操作
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14.1.2 NI-DAQmx
• 2. DAQ助手（DAQ Assistant）
• DAQ助手提供了一个对话框式 的向导用于测量任务的配置、 测试和自动代码生成。配合 Express VI，通过DAQ Assistant可以在数分钟内搭建 一个专业的数据获取系统。
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2
安装驱动
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本章内容
• 14.1 数据采集（DAQ）
• 14.1.1 数据采集系统的构成 • 14.1.2 NI-DAQmx
• 14.2 仪器控制简介
• 14.3 选择合适的总线
• 14.4 仪器驱动程序
• 14.4.1 可编程仪器标准命令SCPI • 14.4.2 VISA • 14.4.3 IVI——可互换的虚拟仪器驱动程序
• 上层应用程序用来完成数据的分析，存储和显示等。 LabVIEW就是一个极佳的开发上层应用程序的开发平台。
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10
14.1.2 NI-DAQmx
• NI-DAQmx是LabVIEW 7.0以来新增的DAQ软件。 它包括支持200多种NI数据采集设备的驱动，并 提供相应的VI函数。
• 此外它还包括Measurement & Automation Explorer(MAX)、数据采集助理(DAQ Assistant) 以及VI Logger数据记录软件。通过这些工具并 结合LabVIEW可以节省大量的系统配置、开发 和记录数据的时间。
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14.1.2 NI-DAQmx
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14.1.2 NI-DAQmx
• 测试串口操作
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14.1.2 NI-DAQmx
• 2. DAQ助手（DAQ Assistant）
• DAQ助手提供了一个对话框式 的向导用于测量任务的配置、 测试和自动代码生成。配合 Express VI，通过DAQ Assistant可以在数分钟内搭建 一个专业的数据获取系统。
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安装驱动
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本章内容
• 14.1 数据采集（DAQ）
• 14.1.1 数据采集系统的构成 • 14.1.2 NI-DAQmx
• 14.2 仪器控制简介
• 14.3 选择合适的总线
• 14.4 仪器驱动程序
• 14.4.1 可编程仪器标准命令SCPI • 14.4.2 VISA • 14.4.3 IVI——可互换的虚拟仪器驱动程序
• 上层应用程序用来完成数据的分析，存储和显示等。 LabVIEW就是一个极佳的开发上层应用程序的开发平台。
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14.1.2 NI-DAQmx
• NI-DAQmx是LabVIEW 7.0以来新增的DAQ软件。 它包括支持200多种NI数据采集设备的驱动，并 提供相应的VI函数。
• 此外它还包括Measurement & Automation Explorer(MAX)、数据采集助理(DAQ Assistant) 以及VI Logger数据记录软件。通过这些工具并 结合LabVIEW可以节省大量的系统配置、开发 和记录数据的时间。
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14.1.2 NI-DAQmx
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。 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
。 部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号
① 简易VIs (Easy VIs) 该行的四个模块执行简单的DAQ操作。它们可以作为单
独的VI，也可以作为subVI来使用。这些模块可以自动发 出错误警告信息，在对话框中你可以选择中断运行或忽略。 但是比较复杂的应用需要使用下面的类型。
② 中级VIs (Intermediate VIs) 简易Easy VIs相比，中级VIs具有更多的硬件功能，用
道时，可以在channels中输入一定物理意义的名 称来确定通道的地址。在Easy VIs中，可以在 channels参数的数组元素中的填写一个通道的名 称，也可将多个通道的名称写在一个元素中，编 号之间用逗号隔开。 ④ 通道编号命名(Channel Number Addressing)
如果用户不使用通道名称来确定通道地址，那 么还可以在 channels中使用通道编号来确定通道 的地址。可以将每个通道编号作为一个数组中的 元素，也可以将多个通道编号写入一个数组元素 中，编号之间用逗号隔开。
户可以更加有效、更加灵活地开发应用程序。同时还有很 多Easy VIs所不具备的模块几乎 可以组建所有的DAQ应用系统。
③ 通用模入（实用函数模块）VIs (Utility VIs) 这里提供了三个常用的VIs，AI Read One Scan，AI
LabVIEW与数据采集
2011 \3 \23
数据采集系统的构成
一个完整的数据采集系统（Data AcQuisition，DAQ） 包括：传感器和变换器、信号调理设备、数据采集卡、驱 动程序、硬件配置管理软件、应用软件和计算机。
传感器和变换器直接将各种物理量转换成DAQ系统可采集 的电信号。
② 通道（Channels） Analog Input和Analog Output VIs中有一个 输入参数叫通道 (channels)，用于指定DAQ读写 操作的通道。数字I/O和计数器VIs中，也有类似 参分别称为Digital chanel list和counter list。
③ 通道命名(Channel Name Addressing) 当采用DAQ Channel Wizard配置DAQ卡的I/O通
Waveform Scan，及AI Continuous Scan。使用一个VI就 可以解决一个普通的DAQ问题，方便但缺乏灵活性.
④ 高级模入VIs ( Advanced VIs) 这些VIs是NI-DAQ数据采集软件的界面，是上面三种类
型VIs的基础。一般情况下，用户不需要直接使用这个功 能。
信号调理设备对采集的电信号进行放大、滤波、隔离等措 施，将它们转换成易于读取的信号。
采集设备将数据送到计算机中。常见的是插入式数据采集 卡、基于PXI规范的数据采集装备；另外还有通过各种其 他总线与计算机相连的外置式DAQ设备。
NI公司提供了Traditional NI-DAQ（传统NI-DAQ）和 NI-DAQmx这两套自带的驱动程序。
② 模拟输出通常是为采集系统提供激励。输出信号 受数模转换器（D/A）的建立时间、转换率、分辨 率等因素影响。
③ 数字I/O通常用来控制过程、产生测试信号、与外设通 信等。它的重要参数包括：数字口路数（line）、接收 (发送 )率、驱动能力等。一般的数字I/O板卡均采用 TTL(transistor transistor logic)电平。需要强调的是， 对大功率外部设备的驱动需要设计专门的信号处理装置。
DAQ VIs常用参数简介
LabVIEW 中通用DAQ参数的定义有： ① 设备号和任务号(Device ID and Task ID) 在模拟I/O、数字I/O以及计数器VIs中，每个设
备都有唯一的编号，在配置DAO设备时，编号由用 户指定。输出参数TaskID是相同给特定的I/O操作 分配的一个唯一的编号，贯串以后DAQ操作的始终。
功能；
⑤ Calibration and Configuration子模板,用 于校准和配置DAQ设备，用户较少用到该功能；
⑥Signal Conditioning子模板，将从温度传 感器或应变片中采集的模拟电压信号转化为相应
的应力单位或温度单位。
LabVIEW 中对于数据采集模块按照难易程度做了分类
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
。 部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号
① 简易VIs (Easy VIs) 该行的四个模块执行简单的DAQ操作。它们可以作为单
独的VI，也可以作为subVI来使用。这些模块可以自动发 出错误警告信息，在对话框中你可以选择中断运行或忽略。 但是比较复杂的应用需要使用下面的类型。
② 中级VIs (Intermediate VIs) 简易Easy VIs相比，中级VIs具有更多的硬件功能，用
道时，可以在channels中输入一定物理意义的名 称来确定通道的地址。在Easy VIs中，可以在 channels参数的数组元素中的填写一个通道的名 称，也可将多个通道的名称写在一个元素中，编 号之间用逗号隔开。 ④ 通道编号命名(Channel Number Addressing)
如果用户不使用通道名称来确定通道地址，那 么还可以在 channels中使用通道编号来确定通道 的地址。可以将每个通道编号作为一个数组中的 元素，也可以将多个通道编号写入一个数组元素 中，编号之间用逗号隔开。
户可以更加有效、更加灵活地开发应用程序。同时还有很 多Easy VIs所不具备的模块几乎 可以组建所有的DAQ应用系统。
③ 通用模入（实用函数模块）VIs (Utility VIs) 这里提供了三个常用的VIs，AI Read One Scan，AI
LabVIEW与数据采集
2011 \3 \23
数据采集系统的构成
一个完整的数据采集系统（Data AcQuisition，DAQ） 包括：传感器和变换器、信号调理设备、数据采集卡、驱 动程序、硬件配置管理软件、应用软件和计算机。
传感器和变换器直接将各种物理量转换成DAQ系统可采集 的电信号。
② 通道（Channels） Analog Input和Analog Output VIs中有一个 输入参数叫通道 (channels)，用于指定DAQ读写 操作的通道。数字I/O和计数器VIs中，也有类似 参分别称为Digital chanel list和counter list。
③ 通道命名(Channel Name Addressing) 当采用DAQ Channel Wizard配置DAQ卡的I/O通
Waveform Scan，及AI Continuous Scan。使用一个VI就 可以解决一个普通的DAQ问题，方便但缺乏灵活性.
④ 高级模入VIs ( Advanced VIs) 这些VIs是NI-DAQ数据采集软件的界面，是上面三种类
型VIs的基础。一般情况下，用户不需要直接使用这个功 能。
信号调理设备对采集的电信号进行放大、滤波、隔离等措 施，将它们转换成易于读取的信号。
采集设备将数据送到计算机中。常见的是插入式数据采集 卡、基于PXI规范的数据采集装备；另外还有通过各种其 他总线与计算机相连的外置式DAQ设备。
NI公司提供了Traditional NI-DAQ（传统NI-DAQ）和 NI-DAQmx这两套自带的驱动程序。
② 模拟输出通常是为采集系统提供激励。输出信号 受数模转换器（D/A）的建立时间、转换率、分辨 率等因素影响。
③ 数字I/O通常用来控制过程、产生测试信号、与外设通 信等。它的重要参数包括：数字口路数（line）、接收 (发送 )率、驱动能力等。一般的数字I/O板卡均采用 TTL(transistor transistor logic)电平。需要强调的是， 对大功率外部设备的驱动需要设计专门的信号处理装置。
DAQ VIs常用参数简介
LabVIEW 中通用DAQ参数的定义有： ① 设备号和任务号(Device ID and Task ID) 在模拟I/O、数字I/O以及计数器VIs中，每个设
备都有唯一的编号，在配置DAO设备时，编号由用 户指定。输出参数TaskID是相同给特定的I/O操作 分配的一个唯一的编号，贯串以后DAQ操作的始终。
功能；
⑤ Calibration and Configuration子模板,用 于校准和配置DAQ设备，用户较少用到该功能；
⑥Signal Conditioning子模板，将从温度传 感器或应变片中采集的模拟电压信号转化为相应
的应力单位或温度单位。
LabVIEW 中对于数据采集模块按照难易程度做了分类