Сбор данных и согласование сигналов Упражнения

Программное обеспечение курса версии 2009

Издание – февраль 2010

Шифр 324980B-01

Авторское право

© 1995–2010 National Instruments Corporation. All rights reserved.

Согласно законам об авторском праве, это руководство нельзя переиздавать и распространять как в электронной, так и в печатной форме путем ксерокопирования, перезаписи, хранения в информационно-поисковых системах. Также нельзя осуществлять полный или частичный перевод без предварительного письменного разрешения корпорации National Instruments.

National Instruments относится с уважением к интеллектуальной собственности и призывает к этому же своих клиентов. Программное обеспечение NI защищено законами об охране авторских прав и прав на интеллектуальную собственность. Вы имеете право передавать программное обеспечение и прочие материалы, разработанные с помощью программного обеспечения National Instruments, третьим лицам в соответствии с условиями приобретенной Вами лицензии и другими законодательными ограничениями.

Торговые марки

National Instruments, NI, ni.com и LabVIEW являются торговыми марками корпорации National Instruments. За более подробной информацией о торговых марках корпорации National Instruments обратитесь к разделу Terms of Use на сайте ni.com/legal.

Названия других упомянутых в данном руководстве изделий и производителей являются торговыми марками или фирменными названиями соответствующих компаний.

Члены программы партнерства National Instruments Alliance Partner Program являются коммерческими организациями, независимыми от National Instruments, но не подразделениями National Instruments или совместными c National Instruments предприятиями

Патенты

Для получения информации о патентах, которыми защищены продукция или технологии National Instruments, запустите команду Help»Patents из главного меню Вашего программного обеспечения, откройте файл patents.txt на имеющемся у Вас компакт-диске или зайдите на сайт ni.com/patents.

Техническая поддержка по всему миру и информация о выпускаемой продукции

ni.com

Штаб-квартира корпорации National Instruments

11500 North Mopac Expressway Austin, Texas 78759-3504 USA Tel: 512 683 0100

Офисы по всему миру

Australia 1800 300 800, Austria 43 662 457990-0, Belgium 32 (0) 2 757 0020, Brazil 55 11 3262 3599, Canada 800 433 3488, China 86 21 5050 9800, Czech Republic 420 224 235 774, Denmark 45 45 76 26 00, Finland 358 (0) 9 725 72511, France 01 57 66 24 24, Germany 49 89 7413130, India 91 80 41190000, Israel 972 3 6393737, Italy 39 02 41309277, Japan 0120-527196, Korea 82 02 3451 3400, Lebanon 961 (0) 1 33 28 28, Malaysia 1800 887710, Mexico 01 800 010 0793, Netherlands 31 (0) 348 433 466, New Zealand 0800 553 322, Norway 47 (0) 66 90 76 60, Poland 48 22 328 90 10, Portugal 351 210 311 210, Russia 7 495 783 6851, Singapore 1800 226 5886, Slovenia 386 3 425 42 00, South Africa 27 0 11 805 8197, Spain 34 91 640 0085, Sweden 46 (0) 8 587 895 00, Switzerland 41 56 2005151, Taiwan 886 02 2377 2222, Thailand 662 278 6777, Turkey 90 212 279 3031, United Kingdom 44 (0) 1635 523545

За подробной информацией о поддержке обратитесь к приложению Дополнительная информация и ресурсы. Чтобы оставить свои комментарии о документации National Instruments, зайдите на сайт ni.com/info и введите код обратной связи feedback.

Содержание

Сбор данных и согласование сигналов Упражнения 1

Техническая поддержка по всему миру и информация о выпускаемой продукции 3

Штаб-квартира корпорации National Instruments 3

Офисы по всему миру 3

Для студентов 6

А. Сертификация NI 6

В. Описание курса 7

С. С чего нужно начинать 8

D. Цель курса 10

E. Условные обозначения 11

2. Аппаратные средства и программное обеспечение систем сбора данных 12

Упражнение 2-1 Диапазон, разрешающая способность, шаг квантования по уровню и погрешность 12

Упражнение 2-2 Использование Measurement & Automation Explorer 17

Упражнение 2-3 DAQ Assistant 25

Заметки 34

3. Аналоговый ввод 35

Упражнение 3-1 Схемы подключения – дифференциальная, несимметричная с заземлением, несимметричная без заземления 35

Упражнение 3-2 Частота дискретизации и искажение спектра 39

Упражнение 3-3 Voltmeter VI 43

Упражнение 3-4 Сбор массива данных конечного размера и их обработка 46

Упражнение 3-5 Непрерывный буферизированный сбор и запись данных 51

Упражнение 3-6 Непрерывный буферизированный сбор данных с запуском 60

Заметки 63

4. Аналоговый вывод 64

Упражнение 4-1 Непрерывная генерация по одному отсчету 64

Упражнение 4-2 Буферизированная генерация сигнала конечной длительности 68

Упражнение 4-3 Непрерывная буферизированная генерация с запуском 72

Заметки 76

5. Цифровой ввод-вывод 77

Упражнение 5-1 Чтение цифровых данных 77

Упражнение 5-2 Запись цифровых данных 80

Упражнение 5-3 Коррелированный цифровой вывод 84

Заметки 90

6. Счетчики 91

Упражнение 6-1. Простой счет фронтов 91

Упражнение 6-2. Усовершенствованный счет фронтов 94

Упражнение 6-3. Генерация импульса 100

Упражнение 6-4. Генерация последовательности импульсов 103

Упражнение 6-5. Генерация импульсной последовательности с перезапуском 106

Упражнение 6-6. Измерение длительности и периода следования импульсов 110

Упражнение 6-7. Измерение частоты 115

Заметки 122

7. Согласование сигналов 123

Упражнение 7-1. Измерения с помощью термопары 123

Упражнение 7-2. Измерение деформации 127

Заметки 131

8. Синхронизация 132

Упражнение 8-1. Одновременный запуск аналогового ввода и аналогового вывода 132

Упражнение 8-2. Синхронный аналоговый ввод и аналоговый вывод 138

Упражнение 8-3. Перезапускаемый аналоговый ввод для устройств с контроллером STC2 (для самостоятельного выполнения) 144

Заметки 149

Приложение А. Обработка сигналов 150

Упражнение A-1 Спектр мощности 150

Упражнение A-2 Window Comparison VI 154

Упражнение A-3 Цифровые БИХ-фильтры 158

Заметки 165

Приложение B Дополнительная информация и ресурсы 166

Техническая поддержка National Instruments 166

Другие учебные курсы National Instruments 167

Сертификация National Instruments 167

Ресурсы LabVIEW 167

Заметки 169

Для студентов

Благодарим вас за приобретение обучающего комплекта по курсу Data Acquisition and Signal Conditioning. Настоящее руководство и прилагаемое программное обеспечение используются в двухдневном практическом курсе Data Acquisition and Signal Conditioning.

Примечание: Для получения обновлений и исправлений учебных материалов зайдите на сайт ni.com/info и введите код информации daqnsc.

А. Сертификация NI

Курс Data Acquisition and Signal Conditioning является одним из серии курсов, предлагаемых National Instruments. На следующем рисунке показаны курсы этой серии, целью которых является обучение работе в LabVIEW. Если вы хотите приобрести опыт работы в LabVIEW и подготовиться к сдаче аттестационного экзамена на звание NI Certified LabVIEW Developer и NI Certified LabVIEW Architect, обратитесь на сайт ni.com/training.

В. Описание курса

В данном курсе рассматриваются основы сбора данных (DAQ) и согласования сигналов, а также методы, которыми вы можете пользоваться при создании приложений.

Этот курс развивает также навыки программирования в LabVIEW, полученные при обучении на курсах LabVIEW Core 1 и LabVIEW Core 2 и рассматриваются некоторые рекомендации по программированию приложений сбора данных и согласования сигналов. В данном руководстве предполагается, что вы знакомы с операционной системой Windows, имеет опыт разработки алгоритмов в виде блок-схем или блок-диаграмм и прошли курс LabVIEW Core 1 либо знакомы со всеми рассматриваемыми в нем принципами. Учебное пособие и руководство к выполнению упражнений разбиты на лекции (занятия), как описано ниже.

В учебном пособии каждая лекция состоит из:

• Введения, в котором приводятся цель лекции и что подлежит изучению

• Содержания тем (разделов) лекции

• Выводов, которые подчеркивает важные принципы и навыки, изученные и приобретенные на лекции

• Заключительного контрольного опроса, который позволяет проверить и закрепить важные принципы и навыки, изученные и приобретенные на лекции

В руководстве к выполнению упражнений для каждого занятия включены:

• Набор упражнений для закрепления темы лекции

• Усложненные разделы упражнений или дополнительные упражнения (необязательные) для самостоятельного выполнения

В отдельных упражнениях используется встраиваемый многофункциональный модуль сбора данных (DAQ), с коннекторным блоком NI BNC-2120. В некоторых упражнениях используются также шасси cDAQ, универсальный модуль аналогового ввода NI 9219 и датчики, описанные в лекции 7, Согласование сигналов.

С. С чего нужно начинать

Прежде, чем начать работу с настоящим руководством, убедитесь в наличии следующих компонентов:

• Windows XP или выше, инсталлированная на вашем компьютере

• Полной (Full) или профессиональной (Professional) системы проектирования LabVIEW 2009 или выше

• Драйверов NI-DAQmx 9.0.2 или выше

• Многофункционального DAQ устройства

• NI BNC-2120 с проводниками и кабелями

• Шасси cDAQ, универсального модуля аналогового ввода NI 9219 и датчиков, описанных в лекции 7, Согласование сигналов.

• Кабеля USB

• Компакт-диска с курсом Data Acquisition and Signal Conditioning, содержащего следующие папки:

Имя папки	Описание
Exercises	Содержит все VI и вспомогательные файлы, необходимые для выполнения упражнений курса
Solutions	Содержит готовые VI для всех заданий курса

Примечание: В данном курсе предполагается, что вы использовали установку LabVIEW по умолчанию. Если вы изменили вид палитр, некоторые пути, описанные в курсе, могут не совпадать с вашими. Для восстановления вида палитр по умолчанию выберите из верхнего выпадающего меню Tools»Options и выберите в разделе Category Controls/Functions Palettes. Установите Palette на Category (Standard), установите Navigation Buttons на Label Selected Icons, установите Loading на Load palette in background и поставьте галочку Use window titles in Functions. Нажмите OK для сохранения изменений и закрытия диалогового окна.

Инсталляция программного обеспечения для курса

Для инсталляции программного обеспечения к курсу вставьте CD-диск с курсом в привод и установите файлы в следующие папки:

• Все VI для упражнений и вспомогательные файлы – в папку <Exercises>\DAQ and Signal Conditioning.

• Все решения упражнений – в папку <Exercises>\DAQ and Signal Conditioning

Примечание: Папки, имена которых заключены в угловые скобки, например, <Exercises>, должны находиться в корневом каталоге.

D. Цель курса

В этом курсе вы изучите компоненты системы сбора данных и научитесь использовать эту систему. По завершению курса вы изучите следующие компоненты DAQ-системы:

• Датчики

• Сигналы

• Устройства согласования сигналов

• Технические средства DAQ устройств

• Программное обеспечение DAQ систем

Вы также узнаете, как использовать LabVIEW с DAQ-устройством для:

• Измерения аналоговых сигналов

• Преобразования (согласования) сигналов

• Генерации аналоговых сигналов

• Несинхронизированного цифрового ввода и вывода

• Использования счетчиков для подсчета событий, генерации последовательностей, измерения последовательностей и измерения частоты

В этом курсе не изучаются:

• Основы работы в LabVIEW, рассмотренные в курсе LabVIEW Core 1

• Все встроенные VI, функции или объекты; Обратитесь к LabVIEW Help для получения дополнительной информации о свойствах LabVIEW, не представленных в настоящем курсе

• Проектирование законченных приложений всеми студентами аудитории; обратитесь к поисковику примеров NI Example Finder, выбрав в меню Help>>Find Examples, чтобы найти примеры VI, которые можно использовать и включать в создаваемые вами VI

Обратитесь к справке LabVIEW Help для получения дополнительной информацией о конкретном DAQmx VI.

Если вам нужна помощь при создании вашего приложения, пожалуйста, обсудите это с преподавателем после занятия или свяжитесь со службой технической поддержки National Instruments. Для получения дополнительной информации о технической поддержке обратитесь к Web- сайту National Instruments по адресу ni.com.

E. Условные обозначения

В настоящем учебном пособии используются следующие условные обозначения:

»	Символ » служит для указания пути выбора выбора цели во вложенных меню и диалоговых окнах. Например, последовательность File»Page Setup»Options означает, что следует открыть меню File, выбрать там пункт Page Setup и затем выбрать команду Options в появившемся диалоговом окне.
	Пиктограмма подсказки, содержащей важную информацию.
	Пиктограмма примечания с важной информацией.
Bold	Полужирным шрифтом выделены пункты меню или диалоговых окон, которые нужно выбрать, а также обозначения параметров, элементов управления и кнопок на лицевой панели, диалоговых окон, страниц и их компонентов, имена меню и палитр.
italic	Курсивом выделены имена переменных, важные фрагменты текста, перекрестные ссылки, а также пояснения к ключевым понятиям. Курсивом также выделено место в тексте, которое нужно заменить словом или значением.
monospace	Шрифтом одинаковой ширины записывается текст или отдельные символы, которые следует вводить с клавиатуры, фрагменты текстов программ, примеры программ, а также примеры синтаксиса. Этот шрифт используется также для идентификаторов дисковых накопителей, путей, папок, программ, подпрограмм, имен устройств, функций, операций, переменных, имен и расширений файлов.

2