在LabVIEW中实现数据采集讲解
如何利用LabVIEW进行数据采集与处理
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。
在LabVIEW中实现数据采集
Easy VIs Intermediate VIs Advanced VIs Utility VIs
Easy Analog Input VIs
这是LabVIEW提供的一组标准的、简单易用的 采集 VI.
:从指定通道获得一个样本.
:从通道组获得一个样本,这些样本返回到一个样本数组.
:由一个通道得到一个波形，这些样本返回到一个waveform 数组.
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.
8 differential 12bits 200kS/s guaranteed Bipolar only 512 samples
Analog Output Number of channels Resolution Range
2 16bits +-10V
2 12bits +-10V
BNC2120
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.
如何利用LabVIEW进行数据采集与分析
如何利用LabVIEW进行数据采集与分析数据采集和分析是科学研究和工程实践中至关重要的步骤。
LabVIEW是一种功能强大的图形化编程环境，广泛应用于科学实验、自动化控制、仪器测量等领域。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行数据采集和分析，并提供一些实用的技巧和建议。
1. 数据采集数据采集是获取实验数据的过程，在LabVIEW中可以通过使用传感器、仪器等硬件设备来实现。
以下是一些常见的数据采集方法：1.1 传感器接口LabVIEW提供了许多传感器接口模块，可以方便地与各种传感器进行通信。
通过选择合适的传感器接口，您可以轻松地读取传感器的测量值，并将其保存到LabVIEW中进行进一步的分析和处理。
1.2 仪器控制如果您使用仪器进行实验，那么LabVIEW可以帮助您控制这些仪器并读取其输出数据。
LabVIEW提供了丰富的仪器控制工具包，支持各种常见的仪器通信接口，如GPIB、USB、Serial等。
1.3 数据采集卡对于一些需要高速采集的应用，可以使用数据采集卡来实现。
LabVIEW提供了专门的工具包，支持常见的数据采集卡，并提供了丰富的功能和接口，满足不同应用的需求。
2. 数据分析数据采集完成后，接下来需要对数据进行分析和处理。
以下是一些常见的数据分析方法：2.1 数据可视化LabVIEW提供了丰富的数据可视化工具，可以将采集到的数据以图表、图形等形式展示出来。
通过可视化，您可以更直观地了解数据的特征和趋势。
2.2 统计分析LabVIEW内置了众多统计分析函数，可以计算数据的平均值、标准差、最大值、最小值等统计量。
您可以利用这些函数对数据进行统计分析，进一步理解和描述数据的特征。
2.3 信号处理如果您需要对采集到的信号进行滤波、去噪或频谱分析，LabVIEW 提供了一系列的信号处理工具包。
您可以使用这些工具包对信号进行处理，提取有用的信息和特征。
3. 实用技巧和建议为了更好地利用LabVIEW进行数据采集和分析，以下是一些建议和技巧：3.1 模块化设计当您设计LabVIEW程序时，应尽量将其模块化，将不同功能实现的部分组织成不同的子VI(SubVI)。
LabVIEW数据采集教程
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。
如何使用LabVIEW进行数据采集和分析
如何使用LabVIEW进行数据采集和分析LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（NI）开发的图形化编程环境和开发平台，主要用于测试、测量和控制领域。
LabVIEW具有直观的用户界面、强大的数据采集和分析功能，被广泛应用于工业自动化、科学研究、仪器仪表等领域。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行数据采集和分析的基本步骤。
一、实验准备与硬件连接在使用LabVIEW进行数据采集和分析之前，首先需要准备好实验所需的硬件设备，并将其与计算机连接。
LabVIEW支持多种硬件设备，如传感器、仪器和控制器等。
根据实验需要选择相应的硬件设备，并按照其配套说明书将其正确连接至计算机。
二、创建LabVIEW虚拟仪器LabVIEW以虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）的形式进行数据采集和分析。
在LabVIEW中，可以通过图形化编程来创建和配置虚拟仪器。
打开LabVIEW软件后，选择新建一个VI，即可开始创建虚拟仪器。
三、配置数据采集设备在LabVIEW中，需要为数据采集设备进行配置，以便准确地采集实验数据。
通过选择合适的数据采集设备和相应的测量通道，并设置采样率、量程等参数，来实现对实验数据的采集。
LabVIEW提供了丰富的数据采集函数和工具箱，使得配置数据采集设备变得更加简单和便捷。
四、编写数据采集程序使用LabVIEW进行数据采集和分析的核心是编写采集程序。
在LabVIEW中，可以通过拖拽、连接各种图形化函数模块，构建数据采集的整个流程。
可以使用LabVIEW提供的控制结构和数据处理函数，对采集的实验数据进行处理和分析。
LabVIEW还支持自定义VI，可以将经常使用的功能模块封装成VI，以便在其他程序中复用。
五、数据可视化和分析通过编写好的数据采集程序，开始实际进行数据采集。
LabVIEW提供了实时查看和记录实验数据的功能，可以将采集到的数据以曲线图、表格等形式进行显示和保存。
使用LabVIEW进行数据采集和处理
使用LabVIEW进行数据采集和处理数据采集和处理在科学研究和工程应用中具有重要的作用。
为了高效地进行数据采集和处理，我们可以使用LabVIEW软件来完成这一任务。
LabVIEW是一款强大的图形化编程环境，能够方便地进行数据采集和处理，并提供了丰富的功能和工具来满足不同的需求。
一、LabVIEW简介LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一款图形化编程环境。
通过拖拽和连接图标，我们可以构建出一个完整的数据采集和处理系统。
LabVIEW提供了可视化的编程界面，使得数据采集和处理变得简单直观。
同时，LabVIEW还支持多种硬件设备的接口，例如传感器、仪器设备等，能够实现与这些设备的连接和数据交互。
二、LabVIEW的数据采集功能1. 数据采集设备的接口LabVIEW支持多种数据采集设备的接口，如模拟输入模块、数字输入输出模块等。
通过这些接口，我们可以方便地连接和配置不同的采集设备，并进行数据的获取。
2. 数据采集参数的设置在LabVIEW中，我们可以轻松地设置数据采集的参数，比如采样率、采集通道数等。
通过这些参数的设置，我们可以灵活地对数据采集进行控制，以满足不同需求。
3. 实时数据采集LabVIEW支持实时数据采集，可以实时获取数据并进行处理。
这对于一些需要即时反馈的应用场景非常重要，比如实验数据采集、实时监测等。
三、LabVIEW的数据处理功能1. 数据预处理LabVIEW提供了丰富的数据预处理工具，如滤波、平滑、去噪等。
这些功能能够对原始数据进行处理，去除噪声和干扰，提高数据质量。
2. 数据分析与算法LabVIEW支持多种数据分析与算法，如统计分析、曲线拟合、傅里叶变换等。
通过这些功能，我们可以对数据进行深入的分析和处理，提取其中的有价值信息。
3. 可视化显示LabVIEW提供了强大的可视化显示功能，可以将数据以图表、曲线等形式展示出来。
这样我们可以直观地观察数据的变化趋势和规律，进一步理解数据的含义。
在LabVIEW中实现数据采集
NI公司的绝大部分数据采集卡都是即插即用型 的设备，硬件正确安装后，就会出现在 Measurement & Automation Explorer的 Configuration>My System> Devices and Interfaces列表中. 在相应的设备名上单击右键，选择Properties， 就会出现采集卡的配置对话框配置.
区间 最小模拟变化量 分辨率 2
数据采集卡的配置
Measurement and Automation (MAX)
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 配置好的虚拟通道直接LabVIEW中调用
System
该设置项显示了设备占用的系统资源以及设备的编号。
AI
AO
Accessory
OPC
在完成上述设置后，单击确定，会出现“Test Resources”和“Test Panels”按钮。单击 “Test Resources”出现测试结果对话框。
单击“Test Panels”按钮出现测试面板。
例:多通道数据采集程序
AI Config
AI Start
AI Read
AI Clear
例:多通道波形的连续采集
数据采集中的触发
触发的概念和作用
触发是开始数据采集的某个事件.用触发来控制数据 采集可以实现精确定时采数和同步显示. 硬件触发是用外部信号来产生触发; 软件触发也称为条件触发,就是通过软件设置某个条 件，满足相应条件后开始对数据进行操作.
在LabVIEW中实现数据采集
LabVIEW与数据存储实现数据的采集存储与查询
LabVIEW与数据存储实现数据的采集存储与查询数据在现代科学研究与工程领域中起着至关重要的作用。
采集、存储和查询数据是研究人员和工程师日常工作的一个重要组成部分。
本文将介绍LabVIEW与数据存储技术相结合的方式，实现数据的采集、存储和查询。
1. 简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种图形化编程环境，它可以帮助用户轻松地采集、分析和可视化各种数据。
LabVIEW具有使用简单、功能强大和广泛应用等特点，因此成为了许多科学研究和工程领域的首选工具。
2. 数据采集LabVIEW提供了丰富的工具和函数，用于实现数据的采集。
用户可以使用传感器、仪器或其他设备连接到计算机，并使用LabVIEW搭建数据采集系统。
通过拖拽和连接各种功能模块，用户可以创建一个定制的测量和采集系统。
LabVIEW支持的硬件种类繁多，包括但不限于模拟输入/输出、数字输入/输出、数据采集卡等。
3. 数据存储在数据采集的过程中，数据的存储是必不可少的。
LabVIEW提供了多种数据存储的方法。
其中，最常用的方式之一是将数据保存在本地文件中。
LabVIEW支持多种文件格式，如文本文件、电子表格文件和二进制文件等。
用户可以根据自己的需要选择合适的文件格式。
此外，LabVIEW还支持将数据存储到数据库中，如Microsoft SQL Server、MySQL等。
通过使用数据库工具箱，用户可以方便地将采集到的数据存储到数据库中，并进行灵活的查询和管理。
4. 数据查询LabVIEW提供了许多灵活的工具和函数，用于数据查询和分析。
用户可以使用内置的查询工具进行数据的筛选、排序和统计。
此外，还可以使用自定义的查询语句对数据进行高级查询。
LabVIEW支持使用SQL（Structured Query Language）进行数据库查询，用户可以根据自己的需要编写SQL语句，灵活地对数据进行查询和分析。
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参数说明
Device：DAQ卡的设备号。当使用由MAX 配置的通道名称时，不需要使用设备值。
Channel：指明模拟输入通道号或由MAX配 置的通道名称。默认值为0
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
A/D 缓存 计算机
任务 开始
多路开关
图2 模拟信号的数据采集过程
配置 参数
启动 A/D
放入 缓存
数据 传输
图3 虚拟仪器中数据采集的一般流程
任务 结束
PCI-6024 数据采集卡
图4 数据采集卡硬件图
DAQ VI的组织结构
模拟输入 模拟输出 数字I/O 计数器 校准及配置 信号调节
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
AI Config
AI Start
AI Read
AI Clear
图7 一个多点多通道的数据采集程序框图
控件介绍
数据输出的中级编程实例
读取设备管理器在Windows注册表中记录的信 息，为DAQ卡分配逻辑设备号
Measurement and Automation Explorer
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）
Vcw
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
10 Vcw 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
PCI6014、PCI6024
PCI6014
采样率：200kS/s 16位 区间：±0.05V～ ± 10V
PCI6024
采样率：200kS/s 12位 区间：±0.05V～ ± 10V
数据采集的基本流程
传感 信号
信号 调理
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)
以模拟输入为例
Easy I/O VIs Intermediate VI Advanced VI
各层次间联系
DAQ硬件配置
硬件选择 通道配置 电压到物理单位的转换 Windows版的配置工具称为Measurement &
Automation Explorer (MAX)
学习内容
BNC2120 接线器 数据采集卡 程序
单通道单点数据采集 单通道多点数据采集 多通道多点数据采集
实验要求
了解LabVIEW中进行数据采集的过程； 能够进行多点数据采集； 掌握基本的数据采集模块的使用； 学会使用中级数据采集模块进行编程； 学会用软件触发显示实时波形。
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
使用DAQ通道名称控件的方法
B A
采集单点
单点模拟输入从指定的输入通道中读入一个值并立即将其返回VI中
使用AI Acquire Waveform VI
图 9 数据输出编程实例示意图
数据采集中的触发
触发的概念和作用
触发是开始数据采集的某种条件。用触发来控 制数据采集可以实现精确定时采数和同步显示。
模拟信号、数字信号和软件触发
模拟触发和数字触发统称为硬件触发，是用外 部信号来产生触发。软件触发是指通过软件设 置触发条件，满足相应条件后开始对数据进行 操作。
软件触发
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。
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。
触发的基本参数
触发坡度 (Trigger slope) 可以选择falling 和rising ;根据信号幅值的
增量判断是否符合触发条件。数字信号对 应的是信号边缘（Signal Edge）。 触发电平（Trigger level）
指触发信号的幅度，主要是模拟信号触 发使用。由信号的幅度和斜率可以对应一 个周期内确定的一点。
在LabVIEW中实现数据采集
虚拟仪器实验课之二 2006.11
数据采集的基本结构
图1 数据采集的基本结构示意图
数据采集中的基本参数
分辨率(resolution)
分度数量越多则分辨率越高，测量精度也越高
区间(range)
模数转换所能处理模拟信号电平的极限 应尽量使输入与此区间匹配，物尽其用