LabVIEW是一种由美国国家仪器(National Instruments,简称NI)开发的图形化编程语言,主要用于数据采集、仪器控制以及工业自动化等领域。LabVIEW的数据采集编程设计指南主要介绍了如何利用LabVIEW开发平台设计和实现数据采集系统的各种功能。
LabVIEW中的数据采集主要依赖于NI数据采集板卡(DAQ卡)以及NI提供的数据采集软件——DAQmx VIs(Virtual Instruments,虚拟仪器)。数据采集板卡负责信号的输入输出,而DAQmx VIs则是一组高级的LabVIEW函数库,用于简化数据采集的过程,包括信号的配置、读取、写入以及设备的控制等。
在LabVIEW数据采集编程中,需要特别注意的是信号的接线方式。不同的信号源类型和不同的测量需求决定了使用哪种类型的终端模式。NI数据采集板卡提供了以下三种主要的终端模式:
1. 差分模式(Differential):在这种模式下,信号的两个输入端都不以系统地作为参考,从而能有效抑制共模电压和噪声,提高测量质量。但是,由于需要两个模拟输入通道来读取一个输入信号,所以可用通道数减半。
2. 参考单端模式(RSE):在这种模式下,信号的负端连接到系统地(AIGND),每一路信号只需要一个模拟输入通道。这种方式保证了最大的可用通道数,但无法抑制共模电压,因此在测量中可能会受到共模电压的影响。
3. 非参考单端模式(NRSE):NRSE模式与RSE模式类似,所有测量参考同一个参考点,但NRSE模式的参考点(AISENSE)的电压是浮地的,不以系统地为参考。这种模式保留了最多的模拟通道数,但同样无法抑制共模电压。
为了选择正确的接线方式,首先需要确定信号源的类型。对于接地信号源和浮地信号源,根据信号的特点和测量的准确性要求选择合适的终端模式至关重要。例如,如果信号源是接地的,可能需要考虑使用差分模式来抑制共模电压,尽管这样会减少可用的通道数;而如果信号源是浮地的,则可能更适合使用RSE或NRSE模式。
在实际应用中,除了上述终端模式的选择,还应该考虑到信号的传输质量和系统的稳定性。例如,NI数据采集板卡提供了多个AIGND引脚以防止由于输入连线搭接所造成的信号间串扰。在设计数据采集系统时,应仔细规划信号的传输路径,避免信号间的干扰,并采取相应的措施保护设备免受损害。
LabVIEW提供了完整的图形化编程环境,用户可以利用其丰富的函数库和接口,方便地搭建出所需的数据采集系统。用户可以根据具体的测试测量需求,利用LabVIEW的数据采集编程设计指南,设计出满足特定功能的虚拟仪器程序。在LabVIEW的开发环境中,用户不仅可以完成数据采集任务,还可以进行数据处理、分析以及用户界面的设计,实现一个完整的数据采集与分析系统。