在Labwindows/CVI环境下开发基于虚拟仪器技术的引控数据采集系统

作     者：程刚 

作者单位：四川大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢驰

授予年度：2003年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：引控系统 虚拟仪器 GPIB总线 数据采集 

摘      要：论文针对引控数据采集系统的多路信号采集与监控进行了研究，提出了在Labwindows／CVI环境下开发基于虚拟仪器技术的引控数据采集系统。该系统主要包括三个部分：第一部分是外部总线以及对高频信号的采集与处理，它主要解决了系统与外部测试仪器的通讯，借助示波器实现了高频信号的采集;第二部分是PC-DAQ数据采集设计，这部分完成对九路低频信号的采集。它主要解决了连续数据采集，数据流存盘与多任务处理等问题;第三部分是实时监测十二个继电器的工作状态，该部分实现了系统工作过程中加电时序的监测，对系统联试过程中出现异常状况提醒操作人员即时断电起重要作用。 引控数据采集系统设计采用硬件功能化、模块化、插卡化以减少装置和设备数量。硬件尽量选择了标准设备，以易维修性、生产性。软件按层次化、模块化设计，层次化设计的主要目的是隔离硬件和应用程序，以支持未来不可避免的硬件升级。同时采取多线程编程技术，实现多任务同时执行，使系统构成灵活，故障定位准确、便于维修。论文前两章简述了系统的开发背景和虚拟仪器技术。第三章对如何在Labwindows／CVI环境下开发基于虚拟仪器技术的引控数据采集系统的设计思想、系统原理、系统结构以及系统组成作了详细的阐述，并对系统的不确定度进行了分析。第四章阐述了GPIB总线接口的数据采集设计。在本系统中它完成对高频信号的数据采集。一个完整的基于GPIB总线接口系统主要由带GPIB接口的测试设备、GPIB卡以及电缆和计算机组成。在本章中介绍了基于GPIB接口总线的特点，着重说明了GPIB总线接口系统的原理和方法并给出了源代码。第五章对PC-DAQ的数据采集设计作了详细的阐 述。在信号处理、信号接地与测量、数据采集原则、防止伪信息以及多通道数 据采集等方面进行了理论分析;解决了连续的数据采集、数据流存盘、用多线 程方法同时执行多任务、数字滤波、历史数据的查询和波形显示等技术难题。 同时给出了较详尽的设计过程。本章还对用PCL一730数字FO卡监测十二个继 电器的原理方法进行了研究，并给出了自检程序界面。第六章详细说明了引控 数据采集系统软件的设计过程，给出了各个程序模块设计界面，对数据采集的 相关问题作了较为详细的说明。第七章介绍了测试系统受到交直流噪声干扰后 常见的故障，并给出了抑制噪声的措施。最后两章介绍了系统试验结果，并对 测试系统的未来发展作了展望。 基于虚拟仪器技术的引控数据采集系统己投入使用，经过环境试验、运输 试验、系统联试试验，证明该系统测试准确、稳定可靠、抗干扰能力较强。该 测试系统所需设备少，自动化程度高，它改变了原来测试系统中各台仪器独立 使用、手动操作、人工记录数据、自动化程度较低的状态。引控数据采集系统 的开发成功为今后测试系统的发展打下了坚实的基础。