《基于LabVIEW的传感器实验平台数据采集系统方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于LabVIEW的传感器实验平台数据采集系统方案（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 word 格式 专业 专注 X 20112011 届毕业生届毕业生 毕毕业业论论文文 题题 目目 基于基于 LabVIEWLabVIEW 的传感器实验平台数据采集系统的传感器实验平台数据采集系统 院系名称 院系名称 电气工程学院电气工程学院 专业班级 专业班级 自动自动 FXXXXFXXXX 学生姓名 学生姓名 学学 号 号 2007XXXXXXX2007XXXXXXX 指导教师 指导教师 XXXXXXXXXXXX 教师职称 教师职称 讲师讲师 20112011 年年 0606 月月 0101 日日 word 格式 专业 专注 摘 要 目前 我国部分高校测试类课程存在着实验设备陈旧 教学方式
2、呆板等问 题 对教学硬件进行更新则需投入大量资金 且维护较困难 传统仪器的缺陷 和不足日益凸显 为了改善实验条件 改革试验教学方法 本文把虚拟仪器引 入实验教学 创建虚拟实验平台 用一台计算机取代多台传统仪器 添加少量 辅助硬件即可完成过去需多台仪器才可完成的教学实验工作 本文着重于适应 教学需求这一角度 叙述了基于虚拟仪器的教学实验平台的设计思想 总体结 构 并结合现有的硬件资源 利用 LabVIEW 软件开发出教学试验平台 该教学 平台采用模块化设计方法 具有开放性 灵活性 易用性等特点 可应用于工 程测试技术 数字信号处理 传感器原理等专业基础课程的实验教学 系统主 要包括三部分 信号分
3、析仪 信号发生器和演示实验单元 信号分析仪可根据 确定性信号和随机信号的不同特点进行分析 获取不同数据特征 信号发生器 可向外界产生多种常用信号 演示实验单元提供了多个常用实验 不借助其他 硬件 可完成实验演示教学 文章介绍了各模块的实现原理和方法 并利用开 发出的虚拟仪器 给出具体实验应用 关键词 教学实验 虚拟仪器 数据采集 LabVIEW word 格式 专业 专注 TitleTitle LabVIEW based Experimental Platform For Sensor Data Acquisition System AbstractAbstract Nowadays some
4、 of our country s universities are faced with many problems in testing courses The problems include the use of old test instruments and uninspiring coursework Updating the hardware is expensive and it s difficult to maintain them The shortcoming of traditional experimental instruments is increasingl
5、y obvious To improve the facilities for use in these courses and provide innovation to teaching methods the thesis introduces Visual Instrumens to experiment teaching Here a computer takes the place of many traditional instruments and can complete the test task with minimal accessorial hardware Focu
6、sing on the demand of teaching the thesis gives the design idea and structure of the teaching platform based on Visual Instruments and constructs the platform using LabVIEW with existing hardware The teaching platform uses modularization which provides the characteristics of opening architecture fle
7、xibility and convenience The system is composed of three parts the Signal Analyzer the Signal Generator and the Demonstration Unit The Signal Analyzer may analyze deterministic signal and stochastic signal according to their diferent characteristics The Signa Generator will generate many useful sign
8、als The Demonstration Unit provides some common experiments which can help to finish teaching task without other hardware The thesis desctibes the elements and method of realization word 格式 专业 专注 of the three parts and provides examples of the typical experiments for which the platform can be used K
9、eywordsKeywords Teching experiment Virtual Instruments Data Acquisition LabVIEW 目 次 1 1 绪论绪论 1 1 1 1 课题的研究背景 1 1 2 课题的研究目的及意义 2 1 3 课题的发展现状 3 1 4 本文主要研究内容 5 2 2 系统方案论证系统方案论证 6 6 2 1 系统设计要求 6 2 2 系统构建 6 2 3 数据采集的基本理论 6 3 3 系统方案设计系统方案设计 1111 3 1 系统总体设计 11 3 2 数据采集系统硬件组成 12 4 4 系统软件设计系统软件设计 1616 4 1 编程
10、软件平台 LABVIEW 概述 16 4 2 系统软件总体程序设计 18 4 3 整体结构 19 4 3 系统软件各模块设计 20 5 5 实验验证及说明实验验证及说明 2525 5 1 测试实验题目及实验原理 25 5 2 测试实验设备 步骤及结果分析 25 结结 论论 2727 致致 谢谢 2828 参考文献参考文献 2929 word 格式 专业 专注 word 格式 专业 专注 1 1 绪论绪论 1 11 1 课题的研究背景课题的研究背景 数据采集系统是对传感器或所需测量或处理的信号进行采集 数字化 存 储 分析和显示的一个完整信号处理链路 数据采集的任务就是采集传感器输 出的模拟信号
11、并转化成计算机能识别的数字信号 然后送入计算机进行或相应 的信号处理系统 根据不同需要进行相应的计算和处理 得出所需的数据 1 与此同时 将计算机得到的数据进行显示或打印 以便实现对某些物理量的检 测 数据采集几乎无孔不入 它已渗透到了地质 医学器械 雷达 通讯 遥 感遥测等各个领域 为我们更好的获取信息提供了良好的基础 另外 我们在 评估一个信号源的质量时 也可以通过数据采集的手段将信号采集存入计算机 再通过各种处理方式来评价信号源的好坏 传感器技术与应用课程是测控技术与仪器 自动化 机械电子等专业的专 业基础核心课程之一 其教学内容与实验密切相关 随着测试仪器的数字化 计算机化的发展 传统
12、的实验仪器不断地暴露出其不足之处 教师和学生容易 受到固定的现成仪器的束缚 难以综合各门学科运用到具体的工程项目中 不 能充分发挥自己的积极性和创造性及工程实践能力 很难跟上时代科技发展的 步伐 传统的传感器实验教学的问题主要反映在两个方面 一是教学内容陈旧 验证性实验为主 缺乏设计性综合性要求 与工程实践脱节严重 二是教学方 式单调枯燥 实验手段和设备落伍 另外 由于学校的试验设备有限 4 5 人 的实验组 在实验当中往往一个学生做 同组其他学生旁观 教学效果很不理 想 目前 新的智能化传感器层出不穷 微处理器和网络与传感器的融合技术 快速发展 这些不仅在课堂教学中较少出现 在实验课程上更未
13、涉及 将虚拟 仪器技术引入传感器实验教学 既提升了实验设备的水平 又大大节约了学校 更新实验设备所需的投资 而且通过综合性实验 为提高学生全面运用所学知 识的能力创造了良好的实验条件 再者 从新实验环节中可以看到 虚拟仪器 实验具有传统仪器不具备的独特优势 如无需再给每个实验组配备示波器 用 软件方法计算电机旋转频率和转速等 word 格式 专业 专注 1 21 2 课题的研究目的及意义课题的研究目的及意义 众所周知 仪器是实验的基础 要保证这些实验的开设 就要同时购置多 套先进而昂贵的仪器 而且随着技术的不断发展 新技术新原理不断出现 使 仪器更新的步伐加快 旧的设备面临着被淘汰的处境 而且
14、随之而来的场地 经费问题 教育资源配置问题 资金投入与人才培养之间的矛盾等问题成为困 扰各大高校的主要问题 虚拟技术 计算机通讯技术与网络技术 被称为 2l 世 纪科学技术中的三大核心技术 谁掌握了三大技术并向周边技术实现有利的渗 透 谁就可能率先进入信息社会 虚拟技术作为三大核心技术之首 足见它在 广义上已经不仅是一种技术 而是一个有着影响人类社会发展 改变人类生活 的具有深层含义的领域 早在 20 世纪 80 年代 美国国家仪器公司 National Instruments Corporation 简称 NI 首先提出了虚拟仪器的概念 它以计算机为 基础 配以相应测试功能的硬件作为信号输入
15、输出的接口 利用虚拟仪器软件 开发平台 如 LabVIEW LabWindows 等 在计算机屏幕上虚拟出仪器的面板 包 括显示器 指示器 旋钮 开关 按键等 以及相应的功能 由于传统测控设备 一般只能独立完成一项具体的测控任务和功能 而在虚拟测试平台上通过接收 多个传感器信号 对应编制不同的应用软件可以完成多种测控功能 因此虚拟 测控平台是一个多输入多输出的开发平台 它可以将多种传统测控设备集中于 一套系统中 同时他的开放性与灵活性能使之与计算机技术保持同步发展 另外 它开放的系统可以方便地同外设网络进行连接 技术更新快 开发 和维护费用低 同传统仪器相比 价格较低而且可重复使用 从而可有效
16、地利 用学校现有的计算机资源 节省了大量的设备购置费 同时又可缓解实验室空 间不足 因此 构建教学实验平台数据采集系统对于解决高校的困扰和发挥学 生的主动性和创造性提供了极为有效的途径 近 20 年来 与数据采集系统相关 的 PC 技术及数字信号处理技术得到了飞速的发展 处理速度提高了 数据采集 领域正在发生着重要的变化 首先 分布式控制应用场合中的智能数据采集系 统正在发展 其次 总线兼容型数据采集插件的数量正在增大 与个人计算机 兼容的数据采集系统的数量也在增加 数据采集与控制数据采集已长时间地被 认为与数据记录及其他数据收集系统相等同 因此 对数据采集系统的研究具 有重要且深远的意义 word 格式 专业 专注 1 31 3 课题的发展现状课题的发展现状 目前国内高等院校机械类和电气类专业普遍开设测试技术课程 该课程主 要讲授工程领域常见的各种物理量的测试与分析方法 由于工程测试技术课程 丰富的实践性 它的一个重要教学环节是实验课 工程测试实验教学的目的不 仅在于对理论教学的验证 更重要的是训练学生测试实际应用能力 传统的测 试实验方法已不能满足现在的教学要求 随着计算机技术和电
