使用LabVIEW 2010轻松实现数据采集测量系统的设计

LabVIEW 2010是一个图形化编程环境，可以轻松地使用任何传感器在任何PC总线上进行测量。和基于文本的传统编程语言相比，LabVIEW能够帮助你更高效地采集数据，无论是简单的温度测量，还是具有1万个通道的复杂系统的数据捕获。

LabVIEW程序被称为虚拟仪器（VI）。每个VI都包括一个前面板和一个程序框图。前面板相当于用户的操作界面，可以在上面放置按钮、开关、图形、表格等各种控件。

图1. LabVIEW的前面板作为用户的操作界面，可以使用按钮、旋钮、图形和图表等控件进行定制。

在程序框图上，你可以开发图形化的代码对测量数据进行采集和分析，也可以实现代码的衍生和重用，以及和前面板控件的交互。

图2. 在程序框图上，你可以编写包括节点、连线和循环结构的图形化代码。

数据采集应用一般包括信号采集，在前面板的图形或图表中显示数据，以及保存数据至文件。在LabVIEW中，可以很容易的实现这些功能，而且其配置和创建都很有特点。

MAX

NI的所有数据采集（DAQ）设备都包含Measurement & Automation Explorer （MAX），一个配置和测试工具。MAX的功能包括：

* 使用交互式的测试面板对数据采集硬件进行配置和测试

* 查询设备管脚和说明文档

* 创建虚拟通道

测试面板

MAX可以显示连接到电脑上的所有数据采集设备。在MAX中，你可以打开设备的测试面板，并使用它来验证信号连接是否正确，以及实时观察具体的信号值（如图3所示）。

图3. 在MAX的测试面板中，你可以测试数据采集设备的功能以及验证信号连接。

设备管脚

在MAX中，右击数据采集设备，选择“设备管脚”，就可以立刻查看设备的模拟、数字和计数器通道对应的端子（如图4所示）。

图4. 使用MAX可以快速查询设备管脚。

虚拟通道

在MAX中，可以建立虚拟通道来映射配置信息到设备上某个特定的物理通道，比如缩放系数和输入限制。MAX具有很多虚拟通道测量类型，包括压力、力和力矩（如图5所示）。通过使用虚拟通道，你可以快速地将原始电压转换成工程单位，比如牛顿或磅/平方英寸。

图5. 你可以使用MAX来建立虚拟通道，并设定参数，比如缩放系数、输入限制和工程单位。

NI-DAQmx驱动软件

NI的所有数据采集设备都包含NI-DAQmx，一个综合性的硬件驱动，包括DAQ助手和底层应用编程接口（API）。

DAQ助手

DAQ助手是一个基于对话框的向导，可以在MAX或LabVIEW中访问，使用它可以创建虚拟通道和测量任务，而且不需要编程。

图6. DAQ助手可以帮助你快速地采集或产生数据，而且不需要编程。

NI-DAQmx API

虽然DAQ助手提供了快速简单的方法用于采集或产生数据，并且不需要编程，但更多的高级用户可能需要增加灵活性和底层控制，对他们来说，光有DAQ助手是不够的。NI-DAQ驱动提供了综合性的API，包括基本和高级的函数，可以用来控制诸如定时、同步、数据处理和执行控制等的参数（如图7所示）。

图7. 使用NI-DAQmx提供的API来指定高级参数，比如触发和同步。

定制前面板

LabVIEW 2010具有数百个控件，其中包括可拖放控件、图形和3D绘图工具，这些控件可以帮助你快速地创建图形化的用户界面。右键点击这些内置的控件就可以在几秒钟内自定义它们的位置、大小、对齐方式、刻度和颜色。

图8. 在LabVIEW的前面板上可以轻松地创建定制的用户界面，包括图表、旋钮和按钮。

图8显示了两个控件 — Number of Measurements and Delay （sec）和一个波形图显示控件，命名为Temperature Graph。通过改变Number of Measurements and Delay （sec）控件输入的值，可以在Temperature Graph显示控件上看到由该VI生成的结果。该VI在显示控件上生成的结果基于程序框图上创建的代码。

在LabVIEW 2010中，你可以使用自定义控件、图像和装饰来对前面板进行完全的定制（如图9所示）。

图9. 高级用户可以完全定制LabVIEW前面板的外观和感觉。

范例查找器和LabVIEW社区

LabVIEW 2010包括数百个VI范例，可以帮助你快速实现数据采集应用。你可以使用LabVIEW范例查找器搜索范例（如图10所示）。

图10. LabVIEW范例查找器包括数百个用于特定应用和行业的VI范例。

NI开发者社区

在NI开发者社区，你可以与全球的工程师和科学家一起交流最新的范例代码，技术指南，参考书等等。在分享开发经验的同时，你也可以学到最新的技术，更可以与开发同样应用的LabVIEW或NI其它产品的专家取得联系。

采集、分析和记录数据的最简单方法

使用LabVIEW 2010对测量数据进行采集、分析和记录，是最简单也是最灵活的方法。而且有了像MAX、NI-DAQmx和LabVIEW范例查找器这样的工具，你可以快速地创建你的应用，并根据你的系统和需要对其进行定制。

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