圈上泽文大学 机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实险实验指导书 实验四LabVIEW环境下数据采集实验 (一） 实验目的 通过本实验初步掌握如何使用LabVIEW平台开发数据采集系统。理解采样定理在实 际数据采集过程中的重要作用。 (二) 实验内容 L.用Express控件完成对正弦信号发生器的快速数据采集 2. 用标准DAQmx控件完成对正弦信号发生器的数据采集 3. 分别用Express控件和DAQmx控件设计一个双通道数据采集仪 (三) 实验设备 1. 电脑1台 2.LavVIEW8.2中文版1套 3. PCI-6023E/6024E数据采集卡1块 PCI-6023E/6024E数据采集卡主要指标为：12位采样精度，200KHZ最高采样频率， 16通道模拟量输入，2路12位模拟量输出(PCI-6024E),8路数字量输入/输出 (DIO),2路高速计数模块。 PCI-6023E/6024E数据采集卡
机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 - 1 - 实验四 LabVIEW 环境下数据采集实验 (一) 实验目的 通过本实验初步掌握如何使用 LabVIEW 平台开发数据采集系统。理解采样定理在实 际数据采集过程中的重要作用。 (二) 实验内容 1. 用 Express 控件完成对正弦信号发生器的快速数据采集 2. 用标准 DAQmx 控件完成对正弦信号发生器的数据采集 3. 分别用 Express 控件和 DAQmx 控件设计一个双通道数据采集仪 (三) 实验设备 1. 电脑 1 台 2. LavVIEW 8.2 中文版 1 套 3. PCI-6023E/6024E 数据采集卡 1 块 PCI-6023E/6024E 数据采集卡主要指标为：12 位采样精度，200KHZ 最高采样频率， 16 通道模拟量输入，2 路 12 位模拟量输出（PCI-6024E）,8 路数字量输入/输出 （DIO）,2 路高速计数模块。 PCI-6023E/6024E 数据采集卡
圈上泽文大学 机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指号书 4.R6868非屏蔽接线线缆1m,用于连接数据采集卡与接线段子板（非屏蔽） 5 BNC-2120接线端子板1块 BNC-2120接线端子板作为数据采集卡的附 件，其主要作用是将外部信号源与数据采集 卡相连。由于实际外部信号源，包括传感器， 执行器件等，其输出接口形式无法直接连接 数据采集卡，所以必须通过接线端子板转接。 BNC-2120提供了以BNC接头为主的多种接 口形式，能完全利用数据采集卡的各种功能。 除此以外，BNC-2120还提供了2路信号发生 器，其中一路可提供频率和幅值可调的正弦/ 三角波信号，另一路提供了TTL电平的方波 信号。本实验即将利用这2路信号发生器。 6.BNC-BNC线缆2根用于将BNC-2120的信号发生器瑞子与信号输入BNC瑞子相 连 (四) 实验步骤 L.用Express控件完成对正弦信号发生器的快速数据采集 实验简介：本实验利用LabVIEW的Express控件中DAQ Assistant控件快速完成一个数 据采集系统。Express控件是LabVIEW的新特性，也是其快速强大便捷特性的典型体现 之一。Express控件集成最常用的开发要求，通过导引的方式提示开发者，使其能在极 短的时间内完成需要的开发功能，相对于其它控件，Express控件大大提高了开发效率。 当然，Express控件也有其不足，由于集成了大量的功能，所以其内部效率代码较低， 因此如果在一个成熟的复杂虚拟仪器中，大量使用Express控件将降低仪器运行效率。 因此，Express控件常用在开发初期，即仪器定型初期阶段，利用Express控件迅速的确 定仪器的设计方向，并进行验证。一旦确认设计方案后，可重新采取普通控件进行优化 开发，完成最终设计。 -2-
机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 - 2 - 4. R6868 非屏蔽接线线缆 1m，用于连接数据采集卡与接线段子板（非屏蔽） 5. BNC-2120 接线端子板 1 块 6. BNC-BNC 线缆 2 根 用于将 BNC-2120 的信号发生器端子与信号输入 BNC 端子相 连 (四) 实验步骤 1. 用 Express 控件完成对正弦信号发生器的快速数据采集 实验简介：本实验利用 LabVIEW 的 Express 控件中 DAQ Assistant 控件快速完成一个数 据采集系统。Express 控件是 LabVIEW 的新特性，也是其快速强大便捷特性的典型体现 之一。Express 控件集成最常用的开发要求，通过导引的方式提示开发者，使其能在极 短的时间内完成需要的开发功能，相对于其它控件，Express 控件大大提高了开发效率。 当然，Express 控件也有其不足，由于集成了大量的功能，所以其内部效率代码较低， 因此如果在一个成熟的复杂虚拟仪器中，大量使用 Express 控件将降低仪器运行效率。 因此，Express 控件常用在开发初期，即仪器定型初期阶段，利用 Express 控件迅速的确 定仪器的设计方向，并进行验证。一旦确认设计方案后，可重新采取普通控件进行优化 开发，完成最终设计。 BNC-2120 接线端子板作为数据采集卡的附 件，其主要作用是将外部信号源与数据采集 卡相连。由于实际外部信号源，包括传感器， 执行器件等，其输出接口形式无法直接连接 数据采集卡，所以必须通过接线端子板转接。 BNC-2120 提供了以 BNC 接头为主的多种接 口形式，能完全利用数据采集卡的各种功能。 除此以外，BNC-2120 还提供了 2 路信号发生 器，其中一路可提供频率和幅值可调的正弦/ 三角波信号，另一路提供了 TTL 电平的方波 信号。本实验即将利用这 2 路信号发生器
圈上文通大学 机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 未命名前面板· 石▣☒ 文件四瑞标)童看D项目作0)工具)窗口)利助创) 夕圆●口2t应用程序字体口o坐了 挑索二查看？ 旋形园 曲线· 新式 上布尔 gmo 9w国a网 两止 20 停止 卜经奥 时间 控 选挥控件一 事，ET与AqtiveX 步骤I:打开LabVIEW,在前面板上放置“波形图”控件与“停止”控件。 与未命名】程序框园· 回☒ 文件)潮描)查看0项目)操作)工具)厨口)5助的 图●川图如后2应用程乐于体 Q独紫8二查看， ,父得/0 「。视觉与运动 数学 连接口 ·控制设计与仿真 肤形刻 SigolExpress 曜 L粮入 DAQ Asss stin 物面墨函 画阿7 附即工具包 步骤2：打开程序面板，放置函数面板中“Express'”一“输入”一“DAO Assistant”控 件。 -3-
机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 - 3 - 步骤 1：打开 LabVIEW，在前面板上放置“波形图”控件与“停止”控件。 步骤 2：打开程序面板，放置函数面板中“Express”—“输入”—“DAQ Assistant”控 件
圈上海支大学 机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 Create New Express Task... NI-DAO AQ Assistant INSTRUMENTS the for the Analog Input Voltage ngggengm8eha Tenperature To have multiple measurement typer Strain within a single task,you must first create Current Resistance urement type to the task. Frequency A Position Acceleration Custon Voltage vith Ex... 量Sound Pressure Analog Output Counter Input Counter Output Back Nei Finish Cancel 步骤3：当“DAQ-Assistant'”控件放置后，会跳出导引窗口“Create New Express Task”, 在其中选择“Analog Input'”一“Voltage”,即选择外部模拟量输入，输入信号形式为电 压信号。在图中可以看到，除了电压信号外，还有温度，电流，电阻，频率，位置等各 种信号形式可供选择。 Create New Express Task... NI-DAQ DAO Assistant INSTRUMENTS 画Physical Virtual chanmel()to Supported Physical Channels 日Iev1A9Cr6024) same measurement type as the ai0 task,click the Virtual tab to add lovirtual cha ail 9i2 2。 ai3 ai4 ai5 For hardware that supports ai6 multiple channels in a task,you ai7 ai8 aig ai1O aill Ctrl>or Shift>click to seleet nultiple <Back Nex Finish Cancel 步骤4：在下一个窗口中选择“Physical”一“Devl(DAQCard-6024E)”一“ai0”。其中 “Physical”是指对应数据卡实际物理通道，Devl(DAQCard-6024E)是指数据采集卡（注 意，同学们电脑上的数据采集卡为PCI-6023E),ai0ai15对应具体物理通道号（数据采 -4-
机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 - 4 - 步骤 3：当“DAQ-Assistant”控件放置后，会跳出导引窗口“Create New Express Task”， 在其中选择“Analog Input”—“Voltage”，即选择外部模拟量输入，输入信号形式为电 压信号。在图中可以看到，除了电压信号外，还有温度，电流，电阻，频率，位置等各 种信号形式可供选择。 步骤 4：在下一个窗口中选择“Physical”—“Dev1(DAQCard-6024E)”—“ai0”。其中 “Physical”是指对应数据卡实际物理通道，Dev1(DAQCard-6024E)是指数据采集卡（注 意，同学们电脑上的数据采集卡为 PCI-6023E），ai0~ai15 对应具体物理通道号（数据采
圈上海支大峰 机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 集卡上有多路采样通道，PC1-6024E共有16路模拟量通道)。由于正弦/三角信号发生器通 过BNC-BNC线缆连接到BNC2120段子板的通道O(ACHO),ACH0对应到数据采集卡 的通道O,即ai0。因此，根据接线的实际物理通道选择相应的通道号。 色DA9 Assistant O X 9 敬消)重做R) Test Add Channels Remove Channels Show Help Show Details》 Voltage Input Setup Voltage 图Settings 乐Calibration Signal Input Range Scaled Units Max 5 Volts Min Terminal Configuration Differential Clfck the Add Channels Custom Scaling Button to add more channels to the task. 回Task Timing LTask Triggering Acquisition Mode ○1 Sample0 n Demand) Clock Settings 1 Sample (W Timed) Samples To Read 100 ON Samples OContinuous Rate (Hz) 1k Advanced Clock Settings Clock Type Active Edge Clock Source Internal Risingv [n Express Task Connection Diagram 确定」 取消 步骤5：选择通道后，点击“finish”,进入新窗口，如上图所示。在“Voltage Input Setup” 一“Settings”一“Signal Input Range'”设置“Max”5,“Min”-5,单位“Scaled Units” 为Volts。.“Terminal Configuration”设置为Differential,即为差分方式。“Custom Scaling” 设置为“<No Scale>”。“Task Timing”中，设置“Acquisition Mode”为N Samples,即 -次采集N个采样点。“Clock Setting”中设置“Samples To Read'”l00,即N为l00,每 -5-
机械与动力工程学院 虚拟仪器独立实验实验指导书 - 5 - 集卡上有多路采样通道,PCI-6024E 共有 16 路模拟量通道）。由于正弦/三角信号发生器通 过 BNC-BNC 线缆连接到 BNC2120 段子板的通道 0(ACH0)，ACH0 对应到数据采集卡 的通道 0，即 ai0。因此，根据接线的实际物理通道选择相应的通道号。 步骤 5：选择通道后，点击“finish”，进入新窗口，如上图所示。在“Voltage Input Setup” —“Settings”—“Signal Input Range”设置“Max”5，“Min”-5，单位“Scaled Units” 为 Volts。“Terminal Configuration”设置为 Differential，即为差分方式。“Custom Scaling” 设置为“<No Scale>”。“Task Timing”中，设置“Acquisition Mode”为 N Samples，即 一次采集 N 个采样点。“Clock Setting”中设置“Samples To Read”100,即 N 为 100，每