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(lái)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(yǔ)言相比的優(yōu)勢(shì)所在。在設(shè)計(jì)中根據(jù)測(cè)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(hào)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://m.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(cè)量時(shí)將被測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)量，因此，對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象必須選用不同的測(cè)量?jī)x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(lái)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(cè)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(yǔ)言，主要用來(lái)開(kāi)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(guó)際測(cè)試、測(cè)控行業(yè)比較流行，在國(guó)內(nèi)的測(cè)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(cè)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(zhēng)?；贚abVIEW的虛擬儀器測(cè)試軟件設(shè)計(jì)包括前面板的設(shè)計(jì)及后臺(tái)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(cè)試方法，系統(tǒng)能完成直流和交流電壓的測(cè)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(cè)試方法以及交流電壓表對(duì)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(kāi)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(hào)的采樣可調(diào)節(jié)等功能。