基于LabVIEW的模拟实验数据采集与处理系统开发
《2024年基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发》范文
《基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发》篇一一、引言随着科技的不断发展，数据采集及分析系统在各个领域的应用越来越广泛。
LabVIEW作为一种强大的软件开发环境，被广泛应用于数据采集、处理和分析等方面。
本文将介绍基于LabVIEW 的数据采集及分析系统的开发过程，包括系统设计、硬件配置、软件实现、数据采集与处理以及系统应用等方面的内容。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先需要进行需求分析。
根据实际应用场景，确定系统的功能需求，如数据采集、数据处理、数据存储、数据分析等。
同时，还需要考虑系统的性能需求，如实时性、准确性、稳定性等。
2. 系统架构设计根据需求分析结果，设计系统的整体架构。
系统架构应包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据分析模块等。
各个模块之间应具有良好的接口，以便于后续的维护和扩展。
三、硬件配置1. 数据采集设备数据采集设备是系统的重要组成部分，需要根据实际需求选择合适的设备。
常见的数据采集设备包括传感器、仪表、PLC等。
这些设备应具有高精度、高稳定性的特点，以保证数据的准确性。
2. 数据传输设备数据传输设备用于将采集的数据传输到上位机进行处理。
常见的数据传输设备包括数据线、串口服务器、网络设备等。
在选择数据传输设备时，需要考虑传输速度、传输距离、抗干扰能力等因素。
四、软件实现1. LabVIEW软件开发环境LabVIEW作为一种强大的软件开发环境，被广泛应用于数据采集及分析系统的开发。
在软件开发过程中，需要熟悉LabVIEW 的基本操作和编程语言，以便于实现系统的各项功能。
2. 数据采集与处理在软件实现阶段，需要编写相应的程序实现数据的采集与处理。
程序应能够实时获取传感器等设备的测量数据，并对数据进行处理和分析。
同时，还需要考虑数据的存储和显示等问题。
五、数据采集与处理1. 数据采集数据采集是系统的重要功能之一。
通过编写相应的程序，实现从传感器等设备中实时获取测量数据的功能。
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。
数据采集实验报告【最新】
基于Labiew的数据采集实验报告一、实验目的通过软件Labiew编写前面板和程序框图，将外部信号接于数据采集卡的模拟输入0号通道，外部信号由单片机和AD9850组成的信号发生器发出。
当在Labview环境下运行程序时，信号发生器所发出的信号显示在面板上。
仪器面板如下图所示。
二、实验器材PC机一台，单片机开发箱，信号发生器，数据采集卡，示波器，Labiew 软件，220V交流电源，导线若干等。
三、实验原理数据采集（DAQ）是指从系统外部采集数据并进行转换后传输到系统内部的过程，能够提供这一功能的完整系统被称为数据采集系统（Data Acquisition System）。
1.显示波形的原理框图如下：在上图所示的框图中，计算机对采集卡发出指令，启动采集卡，计算机将采集的信号数据进行存储、处理和显示，从而将波形显示在面板上。
采集卡将被测信号转为离散的数字信号，并保存在计算机的数组中，计算机通过Labiew 软件将保存在数组中的离散数字信号显示在图形控件中。
bview 数据采集在Labview 中提供了很多关于数据采集的相关的VI ，利用这些VI 可以创建相关的要求的数据采集系统，下图是程序框图的测量I/O 中的DAQ 子模板界面图。
下面介绍几个主要的数据采集的VI 。
1）DAQmx 创建通道 模拟输入初始化，给其分配一个任务ID 。
2）DAQmx 开始任务 模拟输入开始，将数据暂存在数据采集卡的缓存中。
3）DAQmx 读取 模拟输入读数，从数据采集卡的缓存中读至计算机中。
4） DAQmx 定时采集时的一些参数设置。
信号采集卡计算机 Labiew 软件5）DAQmx清楚任务模拟输入清楚任务。
这几个VI的详细端子图如下所示：我们采用带缓冲的模拟输入，即数据先从DAQ设备传到缓冲中，然后由DAQmxRead.VI读取到应用程序内存中。
这种输入又分为有限多点采集和连续采集。
在设定缓冲大小时，如果使用缺省值或设为-1,则NI-DAQmx根据任务的配置，自动确定读取的采样点数，如果通过控件来输入我们的缓冲大小，则每通道的采样点数(Samples per channel)等于缓冲大小。
《2024年基于LabVIEW并行通信的数据采集与处理系统研究》范文
《基于LabVIEW并行通信的数据采集与处理系统研究》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，数据采集与处理系统的性能与效率在各个领域均有着迫切的需求。
尤其是在工业控制、生产制造以及自动化技术等方向，高效率、高准确性的数据采集与处理显得尤为重要。
本文旨在研究基于LabVIEW的并行通信技术，以实现高效、稳定的数据采集与处理系统。
二、LabVIEW并行通信技术概述LabVIEW是一种基于图形化编程的语言，具有直观、易学、易用的特点，广泛应用于数据采集、仪器控制、自动化测试等领域。
而并行通信技术则是一种通过多线程或多核处理器同时处理多个任务的技术，能够显著提高数据处理的速度和效率。
将两者结合起来，可以实现基于LabVIEW的并行通信的数据采集与处理系统。
三、系统设计与实现（一）硬件设计本系统主要涉及到的硬件设备包括传感器、数据采集卡、工控机等。
传感器负责实时监测和采集现场数据，数据采集卡则负责将传感器采集的数据传输到工控机中。
此外，为了实现并行通信，还需要使用多核处理器或多线程技术来同时处理多个任务。
（二）软件设计在软件设计方面，主要采用LabVIEW图形化编程语言进行开发。
首先，通过编写相应的VI（虚拟仪器）来对传感器进行配置和数据采集。
其次，利用LabVIEW的并行计算技术，对采集到的数据进行并行处理和分析。
最后，将处理结果通过界面展示给用户。
（三）系统实现在实现过程中，需要首先搭建好硬件平台，包括传感器、数据采集卡、工控机等设备的连接和配置。
然后，根据需求编写相应的VI，实现数据的采集、处理和展示。
在编写VI时，需要充分利用LabVIEW的并行计算技术，以实现高效的数据处理。
此外，还需要对系统进行调试和优化，以确保其稳定性和准确性。
四、系统性能分析（一）数据处理速度通过采用并行通信技术，本系统能够同时处理多个任务，显著提高了数据处理的速度。
与传统的串行通信相比，本系统的数据处理速度有了显著的提升。
LabVIEW数据采集与处理利用LabVIEW实现高效数据处理
LabVIEW数据采集与处理利用LabVIEW实现高效数据处理LabVIEW数据采集与处理LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款图形化编程环境，可广泛应用于各种控制、测量和测试领域。
在实验室和工业自动化系统中，数据采集和处理是其中重要的环节之一。
本文将介绍如何利用LabVIEW实现高效的数据采集与处理。
一、数据采集LabVIEW提供了丰富的数据采集工具和函数，使得数据采集过程变得简单和高效。
以下是一个基本的LabVIEW数据采集流程：1. 硬件连接：将传感器、仪器或其他采集设备连接到计算机。
LabVIEW支持各种硬件接口，如PCIe、USB等。
2. 创建VI（Virtual Instrument）：在LabVIEW中创建一个VI，即虚拟仪器。
VI由一组图形化程序组成，可以自定义界面和功能。
3. 配置数据采集设备：在VI中使用LabVIEW提供的硬件配置工具，选择合适的采集设备和参数，如采样率、通道数等。
4. 编程采集逻辑：使用LabVIEW的图形化编程语言G语言，编写数据采集逻辑。
可以通过拖拽函数块、连接线等方式完成。
5. 运行VI：运行VI，开始进行数据采集。
LabVIEW将实时地从采集设备读取数据，并通过显示面板或输出文件进行展示。
通过以上步骤，我们可以完成数据的实时采集。
接下来，需要对采集到的数据进行处理和分析。
二、数据处理LabVIEW提供了强大的数据处理功能，可以进行数学运算、滤波、傅里叶变换等操作。
以下是一些常用的数据处理方法：1. 基本运算：LabVIEW提供了丰富的数学函数和运算符，可以进行加减乘除、幂运算、取模、比较等操作。
通过这些操作，我们可以对采集到的数据进行基本的数值分析。
2. 滤波处理：在许多应用中，由于噪声和干扰的存在，需要对数据进行滤波处理。
LabVIEW提供了各种滤波函数和工具，如低通滤波、高通滤波、带通滤波等。
利用LabVIEW软件的数据采集与处理系统设计
程 和对 比结 果表 明 ， 利用 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ ｗ 语 言 进行信 号 采集 、 处理 系统 是十 分方便 的 ， 可 以方便 的移植 到
其 他 实验 室信 号采集 过程 中去 。通 过本 虚拟 仪器 的编 程 ， 可 以为 高 等学 校学 生 的物 理 实 验过 程 提
Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 最 广泛 的应 用 领域 。经 过多 年 的发 展 ， Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 在 测试 测 量 领 域 得 到 了广 泛 的应 用 和
的Ｕ Ｓ Ｂ系列 的 Ｍ Ｐ ４ ２ ０采集 卡为例 ， 首先介 绍 了
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ ・ ０ ４ — １ ７
基金项 目： 安徽 大学第三批青年骨干教师项 目资助 （ ２ ０ １ ３ Ｇ Ｇ Ｊ Ｓ ４ ０ ） ； 固体物理学安徽省精品资源共享课 （ ２ ０ １ ２ ｇ ｘ ｋ ０ １ ６ ） ； 安徽大学教学 研 究 项 目资 助 课 题 （ Ｊ Ｙ Ｘ Ｍ２ ０ １ ３ ２ ９， Ｊ Ｙ Ｘ Ｍ２ ０ １ ２ ３ １ ， Ｓ Ｊ Ｋ Ｃ ２ ０ １ ３ ０ ０ １ ， Ｊ Ｙ ＸＭ ２ ０ １ ２ ３ ４）
Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 语言 的温度数据采集 与信号处 理的主要 流程 和处 理结果 比较。结果表明 ， 利用 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 语 言 进行信号采集 、 处理系统是十分方便的 ， 可以方便 的移植 到其他 实验室数据采集过程中 。 关 键 词： Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ； ＭＰ ４ ２ ０数据采集卡 ； 数 据采集 ； 信号处理
的． ｄ ｌ ｌ 文件结合 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 软 件 进 行 数 据 采 集 卡 的驱 动设计 和采 集程 序设计 ； 再次 ， 以采集 实验 室
使用LabVIEW进行数据采集和分析
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。
基于LabVIEW的数据采集系统的实现
基于LabVIEW的数据采集系统的实现一、本文概述随着科技的飞速发展，数据采集系统在众多领域如工业自动化、环境监测、医疗设备、科研实验等中发挥着越来越重要的作用。
数据采集系统的主要任务是从各种传感器或设备中收集数据，然后对这些数据进行处理、分析和存储，以供后续使用。
为了实现这些功能，需要一个高效、稳定、易于使用的数据采集软件平台。
LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）作为一种由美国国家仪器（National Instruments，简称NI）公司开发的图形化编程语言，以其直观易用的界面和强大的数据处理能力，在数据采集领域得到了广泛应用。
本文旨在介绍基于LabVIEW的数据采集系统的设计与实现。
文章将首先介绍LabVIEW的基本概念和特点，然后详细阐述数据采集系统的整体架构、硬件组成和软件设计。
在硬件组成部分，将介绍传感器的选择与连接、数据采集卡的功能与配置等；在软件设计部分，将详细介绍如何利用LabVIEW实现数据采集、数据处理、数据存储以及用户界面设计等。
文章还将讨论系统的性能测试与优化，以及在实际应用中的案例分析。
通过本文的阅读，读者可以对基于LabVIEW的数据采集系统的实现有一个全面而深入的了解，从而为相关领域的研发和应用提供有益的参考。
二、LabVIEW概述LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是由美国国家仪器（National Instruments，简称NI）公司开发的一款图形化编程语言，它采用了图形化的代码块，以数据流编程方式实现各种功能的开发。
相较于传统的文本编程语言，如C、C++或Python等，LabVIEW提供了更加直观、易于理解和学习的编程环境，特别适合于工程师和科学家进行数据采集、仪器控制、自动化测试以及数据分析等应用。
基于LabVIEW和VB的数据采集系统
基于LabVIEW和VB的数据采集系统基于LabVIEW和VB软件开发平台，以计算机和数据采集卡对试验参数进行采集，实现采集、记录及数据处理等功能；同时通过网络与其他设备计算机通讯，提供所需试验数据。
系统采用了信号隔离、多线程技术，工业以太网通讯等技术，具有可扩展性。
标签：虚拟仪器；LabVIEW；VB；数据采集虚拟仪器是基于计算机技术而发展起来的测量技术，是计算机技术与仪器技术密切结合的产物，代表了数据采集发展的重要方向。
将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能，即为虚拟仪表，NI公司开发的LabVIEW软件为目前实现虚拟仪器应用最广泛的工具软件之一。
1采集系统硬件测试系统由前端信号变送器，信号隔离模块，NI-6014数据采集卡，采集计算机，显示计算机，工业以太网等部分构成。
1.1信号调理压力、温度、流量、转速等各类测量传感器信号经变送器，转换为标准的直流4～20毫安电流信号送到中间信号隔离模块及NI-6014数据采集卡采集。
现场设备较多，电气设备功率较大，因此电磁环境较为恶劣，信号线铺注意了防止现场电磁信号干扰。
测试系统采用独立专用地线，测试输出信号采用抗干扰性较强的电流信号，前端信号传输线采用屏蔽电线，使用金属管路、软金属屏蔽管接地屏蔽。
铺设电缆和信号线以强、弱分离方式进行，避免信号线同功率电缆平行铺设。
隔离模块隔离信号与采集装置电源地线，有利于减少测试中的干扰；同时因现场供电情况较复杂，隔离模块可起到防止采集通道被高电压击穿的重要作用。
在数采系统中，相对于系统地的信号共模电压应限制在采集设备允许的范围之内。
由于信号采集采用差分方式，对于隔离模块输出信号，放大器输入偏置电流会导致浮动信号的电压偏离采集设备的有效范围。
为稳定信号电压，需要在每个信号端子和系统地之间连接偏置电阻，为放大器输入端到放大器地端之间提供一个直流通路。
隔离模块输出信号为直流信号，每个测试通道需要一个偏置电阻将负端与系统地连接起来。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2008年1月第160期电 子 测 试E LECT RON I C TEST Jan .2008No .160基于LabV I E W 的模拟实验数据采集与处理系统开发李光亚(中北大学信息与通信工程学院 太原 030051)摘 要:目前汽车行业的竞争日趋激烈,缩短新车型开发周期、提高产品竞争力成为各个汽车公司的当务之急,应用汽车道路模拟实验台在室内对汽车整车和零部件进行快速模拟是解决这一问题的有效途径,而道路模拟实验技术是汽车工业领域的重要技术。
本文使用N I 公司的Lab V I E W 开发环境,并结合N I PX I 24472板卡开发一个信号采集处理与处理平台,完成了道路模拟实验中道路谱的采集与处理。
实验表明,该系统操作简单,且经过处理的信号在一定条件下满足实验需要。
关键词:道路模拟实验;信号采集与处理;Lab V I E W 中图分类号:TP274 文献标识码:BDevel opment of si m ulati on data acquiring and p r ocessingsyste m based on Lab V I E WL i Guangya(School of I nf or mati on and Communicati on Engineering,North University of China,Taiyuan 030051,China )Abstract:The current aut o industry competiti on is beco m ing increasingly fierce,shortening the devel op 2ment cycle of ne w models,and raise the co mpetitiveness of p r oducts int o vari ous aut omobile companies of the mo ment .App licati on of the drive way in indoor si m ulati on test bed vehicle and the vehicle f or rap id si m ulati on components t o s olve this p r oble m is an effective way,r oad si m ulati on is a i m portant technol ogy in the vehicle industry .I n this paper,the author uses the Lab V I E W with the N I PX I 24472t o devel op a signal acquisiti on and p r ocessing syste m,which can be used t o f or m the signals of ca mpaign res ponse of the wheels f or r oad si m ulati on .It can be indicated in ex peri m ent of r oad si m ulati on that the syste m is op 2erated efficiently,and the signals p r oduced by the syste m fit the need of the experi m ent .Keywords:r oad si m ulati on;signal acquisiti on and p r ocessing;Lab V I E W0 引 言随着社会的发展,汽车行业的竞争日趋激烈,车型更新速度的不断加快,缩短新车型开发周期、提高产品竞争力成为各个汽车公司的当务之急。
应用汽车道路模拟实验台在室内对汽车整车和零部件进行快速模拟是解决这一问题的有效途径。
室内道路模拟实验就是通过寻找道路实验与室内实验台实验的某种相关性,对整车和零部件的某 测试工具与解决方案200811些关键点位进行有针对性的疲劳实验,保证几天或几个星期道路模拟实验在整车或零部件上的累积损伤总量等于在实际道路条件下几年产生的累积损伤总量,使得整车开发在系统上和零部件上的缺陷在早期设计阶段就能被诊断并加以改进和优化。
在这种实验中,关键问题就是如何获取准确的信号,并对其进行处理,从而得到满足道路模拟实验的道路谱。
为此,在实验中应用道路模拟实验台以加载实际的道路谱信号,模拟实际路面状况,通过测试车辆在振动台上的响应,进行性能分析,指导车辆设计。
对作为激振信号的实验台要求精度要高,对车辆运动响应的数据记录要准确,以便进行有效的分析。
该实验系统由道路模拟实验平台、相关传感器和数据采集与处理模块等部分组成,数据采集与处理模块是以N I 的LabV I E W 和该公司提供的数据采集卡为基础开发的。
LabV I E W 具有编程简单、功能完备的特点,这就为方便的开发一个满足要求且对用户友好的系统提供了保障。
为实现信号采集及处理,并考虑各通道信号的同步,采集模块采用N I 公司的24位的数据采集卡PX I -4472和SCX I -1001信号调理模块及其他配套设备,PX I -4472具有8路同步模拟采样输入通道,其各通道最大的采样频率可达102.4kS/s,无混叠带宽可达45kHz 。
基于LabV I E W 7.1的强大功能实现了多通道数据采集、存储及采集后处理,并可将某次实验结果与历史数据绘制在同一曲线图中进行比较,圆满完成了测试和分析任务。
1 道路模拟实验系统简介及硬件组成图1为道路模拟实验系统的示意图,该系统主要由以下3部分组成:液压振动台、控制柜和采集处理系统。
液压振动台采用电液伺服式闭环控制,可以达到较高精度。
振动台根据控制柜提供的道路谱使固定于其上的车轮一起作升降运动,模拟车辆在实际路面的行驶状况。
控制柜则用于给振动台施加与实际路况相似信号控制振动台的升沉。
采集处理系统则用于采集汽车轮轴上的加速度传感器返回的信号,并对采集的信号进行处理从而得到满足要求的信号。
图1 道路模拟实验示意图 实验中所用的硬件为I ST 公司的电液振动台及其配套的控制柜,美国N I 公司PX I -4472Dy 2na m ic signal acquisiti on card,和SCX I -1001Signal conditi on module 。
所使用传感器为加速度传感器(贴与车轮的轮轴处)。
此外为防止传感器返回的电信号过小,在传感器输出端加一个电压放大器,以获取满足实验要求的信号。
2 道路模拟实验系统的软件架构2.1 数据采集模块数据采集模块是非常重要的一个模块,它的结果正确与否直接影响着数据处理的结果。
在本次实验中,仅需采集车轮的响应信号。
本文在Lab 2V I E W 中开发了多通道信号连续采集程序,可方便 200811Test T ools &Soluti ons实现类似示波器的功能,即连续采集信号,实时显示各通道信号并刷新。
为保证数据的连续性,需要采用移位寄存器将先前采集的各通道数据存放在二维数组中,并与当前采集的数据合并送入移位寄存器。
采集完成后,由移位寄存器输出至文件存储模块,完成信号存储。
2.2 数据处理模块考虑到采集的信号含有一些噪声,采集的各通道信号之间具有一定的相关性等因素均会对道路模拟实验信号产生或多或少的影响,因此需要对采集的信号进行滤波,相关分析等处理。
基于Lab 2V I E W 强大的信号处理功能并结合信号处理的一些理论,数据处理模块使用了多种滤波函数实现了信号噪声的消除,各通道信号之间的相关分析,同时通过求信号的频响函数,可以使用户能方便地获取信号的幅度谱和相位谱。
3 程序实现本文编制的采集程序中,信号的存储可以根据用户的要求选用文本格式或电子表格格式,存储文件名由用户自己定义。
在采集时,用户可以根据采集的信号不同,手动设置采样频率,而且用户还可以根据自己的需要选择要观察的通道号,实时的看到对应通道信号的变化趋势。
同时为保持采集信号的完整性,将每次采样循环获取的信号采用移位寄存器添加到一个二维数组的尾部,这样在采样过程中可以随时停止采样实现对某一时间段的数据进行保存。
总信号采集的V I 对应的框图如图2所示。
它包括手动输入采样频率、实时显示所有通道的数据和数据保存。
图2 信号采集对应的框图 考虑到道路谱信号的多样性和道路模拟实验的不同要求,数据处理程序中提供了多种滤波方法,可方便的满足用户的要求。
处理程序中对信号的滤波可选用Butter worth 滤波器、Chebyshev 滤波器、椭圆滤波器等,同时还可根据用户的要求在程序中选择滤波器窗口,处理程序提供了三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等窗口,用户也可以选择不要进行窗口滤波操作。
互相关分析中可以通过手动设置需要进行互相关分析的通道来进行互相关分析。
为了便于用户分析信号,数据处理程序还可以根据手动设置需要进行频谱分析的通道产生相应的频谱。
数据处理程序的这些功能可以通过LabV I E W 提供的Table 控件进行直观的分页显示。
处理完成后,用户可以存储处理好的信号。
此外程序退出时若用户未存储信号,则提示用户进行存储。
存储格式为文本文件和电子表格格式。
测试工具与解决方案200811 55 电 子 测 试E LECTRON I C TEST图3为信号处理的前面板。
它包括手动输入需要处理的通道号(在原始信号页面下),手动设置需要保存的处理结果。
在相关分析分析的页面下可以手动选择设置需要进行自相关或者互相关的通道。
图3 信号处理对应的Fr ont Panel 4 实验验证实验时,本文产生了一个窄带白噪声,模拟实际的道路谱,并将该信号经过控制柜施加到振动台上,使固定于其上的车轮与其根据信号的变化作升降运动,同时在车轮的轮轴上安装4个加速度传感器,并采集其返回的信号,如图4所示。
图4 加速度传感器传回的信号图5为被采集信号经滤波后的效果,由图5可以看出,采集的信号经过滤波后,趋势项得到了很好的消除。
图5 被采集信号经滤波后的效果5 结束语与其他软件及硬件系统同步测得的结果进行比较,表明本文编制的系统满足实验要求。
通过应用美国N I 公司LabV I E W 和PX I 先进的虚拟仪器技术,在较短时间内成功开发出了基于虚拟仪器的信号采集与处理系统。
通过使用先进的数据采集模块和功能齐全的Lab V I E W 开发环境,道路模拟实验信号采集与处理系统可以方便直观高效的完成车辆道路模拟实验道路模拟信号的采集与处理。