基于DAQ及LabVIEW的虛擬數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2010-03-24 來源：網(wǎng)絡(luò)

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數(shù)據(jù)采集是LabVIEW的核心技術(shù)之一。也是LabVIEW與其他編程語言相比的優(yōu)勢所在。在設(shè)計(jì)中根據(jù)測試系統(tǒng)的特點(diǎn)采用PC-DAQ(Data AcQuisition)體系結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)采集部分采用NI USB-6009 DAQ，模擬信號8通道單端輸入，最高采樣率42kSa／s(多通道合計(jì))。數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)顯示部分在PC機(jī)中用LabVIEW 8．2實(shí)現(xiàn)。PC機(jī)配置為：奔騰4 CPU 2．00GHz、內(nèi)存256MB、硬盤60GB。其采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/195486.htm

1．2 電壓表設(shè)計(jì)原理
基于DAQ及LabVIEW的數(shù)字電壓表包括直流電壓表和交流電壓表的功能，直流電壓表的設(shè)計(jì)原理如圖3所示，采用電壓-時(shí)間變換型原理。
電壓-時(shí)間變換型原理是指測量時(shí)將被測電壓值轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔△t，電壓越大，△t越大，然后按△t大小控制定時(shí)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)值即為電壓值。電壓-時(shí)間變換型又稱為V-T型或斜坡電壓式。

傳統(tǒng)的交流電壓表按對波形響應(yīng)的輸出量分為峰值電壓表、均值電壓表和有效值電壓表，它們的工作原理類似，只是檢波電路的參數(shù)有所不同：峰值電壓表采用二極管峰值檢波器，表頭的偏轉(zhuǎn)正比于被測電壓(任意波形)的峰值；均值電壓表一般都采用二極管全波或橋式整流電路作為檢波器，表頭偏轉(zhuǎn)正比于被測電壓的平均值；有效值經(jīng)常采用熱電變換和模擬計(jì)算電路兩種方法實(shí)現(xiàn)測量，因此，對不同的測量對象必須選用不同的測量儀表。

2 基于LabVJEW的軟件程序設(shè)計(jì)
2．1 虛擬儀器的軟件系統(tǒng)
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)儀器的關(guān)鍵在硬件，而虛擬儀器的關(guān)鍵是軟件。其最核心的思想是利用計(jì)算機(jī)的硬／軟件資源，使本來需要硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)軟件化(虛擬化)，以便最大限度地降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)的功能與靈活性。因此要完成虛擬儀器的測試功能，軟件的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。
LabVIEW是一種圖形化的編程語言，主要用來開發(fā)數(shù)據(jù)采集、儀器控制及數(shù)據(jù)處理分析等軟件，目前在國際測試、測控行業(yè)比較流行，在國內(nèi)的測控領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。它大大降低了程序設(shè)計(jì)的難度，使得測試工程師可以專注于實(shí)現(xiàn)儀器功能，而不是跟程序文本代碼做艱苦斗爭?；贚abVIEW的虛擬儀器測試軟件設(shè)計(jì)包括前面板的設(shè)計(jì)及后臺圖形化控制程序的設(shè)計(jì)。
2．2 基于虛擬儀器技術(shù)的電壓表的軟件實(shí)現(xiàn)
根據(jù)前面分析的數(shù)字電壓表的原理及測試方法，系統(tǒng)能完成直流和交流電壓的測試功能，本文設(shè)計(jì)的電壓表主要用于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備，主要是讓學(xué)生掌握電壓表的電路構(gòu)成、電壓表的工作原理、電壓表的測試方法以及交流電壓表對正弦波形和非正弦波形的不同響應(yīng)。則虛擬電壓表應(yīng)具有電源開關(guān)控制、輸入?yún)?shù)控制、波形顯示、峰值、有效值和平均值三種結(jié)果顯示，且輸入信號的采樣可調(diào)節(jié)等功能。