МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Технологический институт

Федерального государственного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

"Южный федеральный университет"

___________________________________________________________

Приоритетный национальный проект "Образование"

C. Л. Балабаев знакомство со стендом elvis

Руководство к лабораторной работе

Таганрог 2008

ВВЕДЕНИЕ

NI ELVIS (National Instruments Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite) – набор приборов от National Instruments для образовательных лабораторий.

Программно-аппаратная среда NI ELVIS включает в себя аппаратную составляющую для построения схем и выполнения измерений и программное обеспечение NI ELVIS. Программное обеспечение NI ELVIS было создано в LabVIEW и состоит из двух компонентов: интерактивных панелей управления (soft front panel – SFP) и интерфейсов прикладного программирования в LabVIEW (LabVIEW APIs), которые представляют собой виртуальные приборы (ВП) LabVIEW для программирования функций и управления настольной рабочей станцией NI ELVIS.

1Теоретическая часть

1.1Обзор систем сбора данных

Системы сбора данных принимают, обрабатывают и анализируют сигналы от реальных физических объектов. Свет, температура, давление, крутящий момент – вот примеры различных типов сигналов, которые может измерить система DAQ. Сбор данных – это процесс измерения электрических сигналов, поступающих с сенсоров, датчиков или преобразователей, и их ввод в компьютер для обработки. Системы DAQ могут также включать в себя вывод аналоговых или цифровых сигналов управления.

Компоненты системы сбора данных:

• Датчик (преобразователь) – прибор, который превращает физическое явление, такое как свет, температура, давление или звук в измеряемый электрический сигнал, например в электрическое напряжение или ток.

• Сигнал – результат преобразования.

• Системы согласования сигнала – аппаратура, которую вы можете подсоединить к измерительному прибору, чтобы сделать сигнал пригодным для измерения, увеличить точность измерений или уменьшить шум. В основные виды согласования сигнала входят усиление, возбуждение, линеаризация, изоляция и фильтрация.

• Аппаратура DAQ – аппаратные средства, которые вы используете для сбора и анализа данных.

• Программное обеспечение – программное обеспечение компании NI специально разработано для того, чтобы помочь вам в проектировании и создании приложений по управлению приборами и измерению данных.

На рисунке 1.1 изображены компоненты типичной системы сбора данных.

Рисунок 1.1 – Типичная система сбора данных

NI ELVIS объединяет в один продукт аппаратное и программное обеспечение, последние два из компонентов системы DAQ. В следующих разделах приведено их подробное описание. Программным обеспечением для NI ELVIS является LabVIEW.

1.2Аппаратура daq

Прибор DAQ регистрирует электрический сигнал, который является результатом преобразования какой-то физической величины на датчиках или сенсорах. Система DAQ одновременно с регистрацией может сама генерировать электрические сигналы. Эти сигналы могут осуществлять управление механическими системами или задавать воздействие, отклик на которое система DAQ будет измерять. Большинство приборов DAQ имеют четыре стандартных элемента: аналоговый вход (AI), аналоговый выход (AO), цифровой вход/выход (DIO) и счетчики/таймеры. Наиболее популярными приборами DAQ производства компании National Instruments являются многофункциональные платы серии E.

В разделе Аппаратное обеспечение DAQ главы 3, Обзор аппаратного обеспечения, более детально описывается DAQ-прибор, используемый в NI ELVIS. Более подробную информацию о функциональных возможностях и работе прибора читайте в руководстве пользователя DAQ на ni.com/manuals.

1.3LabVIEW

LabVIEW – это графический язык программирования, часто используемый для создания программ по измерению данных, автоматизации и тестирования оборудования. Для создания приложений в LabVIEW вместо строчек текста используются пиктограммы. В отличие от текстовых языков программирования в LabVIEW использована концепция потокового программирования, согласно которой поток данных определяет выполнение программы. В LabVIEW вы создаете пользовательский интерфейс, называемый лицевой панелью, используя набор созданных ранее инструментов и объектов. После этого вы добавляете программный код управления объектами лицевой панели, используя графическое представление функций. Этот код находится на блок-диаграмме. Своим видом блок-диаграмма напоминает структурную схему программы. Такая программа, написанная на LabVIEW и обладающая видом и функциональностью настоящего прибора, называется виртуальным прибором (ВП).

Гибкость, модульность и легкость программирования, присущая LabVIEW, делает эту среду разработки популярной в лабораториях ведущих университетов. С помощью LabVIEW вы можете создать приложение и интерактивный пользовательский интерфейс за очень короткое время, поскольку принципы графического программирования в LabVIEW интуитивно понятны. Ученые и инженеры могут использовать простые и ясные функциональные возможности LabVIEW по взаимодействию с устройствами ввода/вывода наряду с его аналитическими возможностями. LabVIEW может также использоваться в классах для решения чисто аналитических или числительных задач.

Более полную информацию о программировании на LabVIEW читайте в руководствах Getting Started with LabVIEW и LabVIEW Measurements Manual, расположенных на ni.com/manuals. Систему помощи LabVIEW Help можно вызвать, выбрав Help»VI, Function and How-To Help на блок-диаграмме или на лицевой панели LabVIEW. Вы также можете найти интересующую вас информацию, выбрав Help»Search the LabVIEW Bookshelf... на блок-диаграмме или на лицевой панели.