信号采集接口系统连接与调试
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实验六信号采集接口系统连接与调试
1 实验目的
熟悉NI ELVIS硬件平台及应用,了解模拟I/O、数字I/O的基本内容,了解LabVIEW 中DAQ VI的组织结构;初步掌握数据采集系统(DAQ)的组成结构;初步学会使用DAQ Assistant,
2 实验设备
硬件:NI ELVIS硬件平台、PCI-6251数据采集卡、PC机和数据线。
软件:PC机Windows操作系统、National Instruments LabVIEW7.0软件、NI-ELVIS 2.0(3.0) 和MAX(Measurement &Automation Explorer)等软件。
3 实验内容
熟悉数据采集的软硬件平台,包括NI ELVIS硬件平台、PCI-6251数据采集卡及相互连接等;在MAX下查看PCI-6251配置并熟悉ELVIS的软件功能。最后,用ELVIS 产生信号,用LabVIEW中的DAQmx Read.vi采集并显示波形。可分别进行以下实验:
●数据采集VI程序的调用方法
●模拟输入与输出
●波形的采集与产生
●扫描多个模拟输入通道
●连续数据采集
●数据的存储(以文件形式)
4 实验步骤
4.1 连接实验硬件系统
硬件平台由PCI-6251数据采集卡(16bits 、8 通道、双极性(-20 V- +20V)、1MS/S ),NI ELVIS(NI Education LaboratoryVirtual Instrumentation Suite,ELVIS)工作台和68-Pin E Series Cable组成,具体连接图如图6-1所示。
图6-1 实验硬件系统
4.2 NI ELVIS硬件平台
NI ELVIS 包括工作台、面包板、旋钮、表笔孔等,其功能为可调直流电源(-12V – 0、0 --- +12V)、信号发生器(Function Generator)(正弦、方波和三角波,幅度频率可调,见面
板),DMM(Digital Multi-Meter,DMM)和示波器,如图6-2所示。
图6-2 NI ELVIS硬件平台
4.3 熟悉MAX和ELVIS的软件功能
1、开始程序National Instrument Measurement & Automation,如图6-3所示。
图6-3 MAX配置图
2、开始程序National Instrument NI EVLIS 3.0 NI EVLIS,如图6-4所示。NI ELVIS软件面板主要包括,配置(Configure)、数字多用表(Digital Multimeter)、示波器(Oscilloscope)、信号发生器(Function Generator)、可调电源(V ariable Power Supplies)、波特图分析仪(Bode Analyzer)、动态信号分析仪(Dynamic Signal Analyzer)、任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator)、数字型读-写器(Digital Reader、DigitalWriter)、阻抗分析仪(Impedance Analyzer)、两线制电流-电压分析仪(Two-Wire Current-V oltage Analyzer)
和三线制电流-电压分析仪(Three-Wire Current-V oltage Analyzer)。
3、用信号发生器(Function Generator)产生1V、100Hz正弦信号,并用示波器(Oscilloscope)
显示,如图6-5所示。
4.4 DAQmx Read.vi采集并显示波形
1、开始LabVIEW7.0,设计数据采集和显示波形的程序框图,如图6-6所示。
图6-6 数据采集和显示波形的程序框图
(DAQmx Read.子VI的选择,在ALLFUNCTION---NI measures---MAX---DAQmx Read.VI中,比较容易。)2、设计数据采集和显示波形的程序的前面板,如图6-7所示。
图6-7 数据采集和显示波形的前面板图
3、task/channel in设置过程,如图6-8(a)、(b)、(c)、(d)所示。
图6-8(a)任务选择图6-8(b)传感器类型选择
图6-8(c)通道选择图6-8(d)采集参数设置
4、用导线将ELVIS Benchtop Workstation上的FUNC_OUT(Function Geneator)端与ACH0+(Analog Input Signals)相连,并用ELVIS中的信号发生器(Function Generator),产生1V、10Hz正弦信号,并运行您刚才设计的数据采集和波形显示的VI,观察运行结果。
5、按照图6-8(d),在采集参数设置中,用不同采样率、采样点数和不同接地方式,显示出波形。并记录在硬盘上。采样频率为1K、10K、100K,采样点数为2点、10点、50点。
6、关闭实验台(NI ELVIS Benchtop Workstation)电源,拔去连线,拷去实验波形,试验完毕。
4.5 思考与体会
1、在设置不同采样频率和采样点时,所显示的波形有何不同,为什么?是否发现有波形断缺,为什么?
2、在图6-8(d)中,Terminal Configuration中,选项Differential、RSE和NRSE意义是什么?
5 实验报告要求
1、简述一般数据采集系统的结构组成,画出框图,并说明各部分的功能。
2、设计一个多点连续数据采集VI,附程序框图,并解释框图各部分含义。