Тип данных осциллограмма

Тип данных осциллограмма – кластер, состоящий из следующих элементов:

• Y – Одномерный массив числовых данных, которыми могут быть единственная точка или несколько, в зависимости от операции сбора данных. Элементы массива имеют представление чисел с плавающей запятой удвоенной точности (DBL).

• t0 – Скалярное значение, представляющее время получения первой точки массива Y в соответствии с системными часами. Этот элемент называю также начальным временем или отметкой времени (timestamp).

• t – Скалярное значение, представляющее временной интервал между точками данных массива Y.

• Attributes (Атрибуты) – Строка, позволяющая добавлять к осциллограмме дополнительную информацию, такую как номер устройства или канала.

Тип данных осциллограммы имеет много преимуществ перед обычным массивом масштабированных данных.

• Наличие t0 – Когда этого типа данных не существовало, вы не могли определить время получения данных. Теперь же тип данных осциллограмма автоматически возвращает реальное время в виде элемента t0.

• Более легкое отображение на графике – Тип данных осциллограмма упрощает построение данных на графике. Предыдущие версии LabVIEW требовали объединения значения начальной точки (x0) и интервала между точками (x) с данными (массив Y). Тип данных осциллограмма содержит все эти элементы, так что все, что вам остается сделать – это присоединить тип данных осциллограмма к графику осциллограмм.

• Более легкое построение нескольких графиков – Тип данных осциллограмма упрощает построение нескольких графиков. Предыдущие версии LabVIEW требовали объединения x0, x и массива Y для каждого из графиков, затем построения из этих кластеров массива для отображения нескольких графиков. Используя тип данных осциллограмма, вы просто присоединяете 1D массив осциллограмм к графическому индикатору для построения на нем нескольких графиков. Если вы собираете данные из нескольких каналов при помощи ВП аналогового ввода, то последний возвращает 1D массив, который вы можете подсоединить непосредственно к графическому индикатору.

Упражнение 4-2. ВП Вольтметр

Задача: получить аналоговый сигнал, используя устройство сбора данных.

Выполните следующие шаги для создания ВП, измеряющего напряжение, которое возвращает датчик температуры на испытательной коробке. Датчик температуры возвращает напряжение, пропорциональное температуре, и соединен с нулевым каналом устройства сбора данных.

Лицевая панель

1. Откройте новый ВП и постройте следующую лицевую панель.

Настройте шкалу стрелочного индикатора для отображения диапазона 0.0 – 0.4. Дважды щелкните на отметке 10.0 и напечатайте 0.4. Возможно, вам придется увеличить индикатор для более подробного отображения шкалы.

Блок-диаграмма

2. Создайте следующую блок-диаграмму.

	а. Поместите ВП DAQmx Create Virtual Channel, расположенный в палитре Functions»All Functions»NI Measurements»DAQmx – Data Acquisition, на блок-диаграмму. Этот ВП создает виртуальный канал такого типа, который вы зададите в выпадающем меню конфигуратора входов этого ВП. Выберите тип AI Voltage из этого выпадающего меню.
	b. Поместите ВП DAQmx Start Task, расположенный в палитре Functions»All Functions»NI Measurements»DAQmx – Data Acquisition, на блок-диаграмму. Этот ВП запускает измерительную задачу.
	с. Поместите цикл по условию (While Loop), расположенный в палитре Functions»All Functions»Structures, на блок-диаграмму. Этот цикл повторяет поддиаграмму, расположенную внутри него, до тех пор, пока терминал условия выхода из цикла не получит определенное булевское значение.
	d. Поместите ВП DAQmx Read, расположенный в палитре Functions»All Functions»NI Measurements»DAQmx – Data Acquisition, на блок-диаграмму. Этот ВП совершает операцию чтения, заданную вами в меню конфигуратора. Выберите следующие опции настройки ввода: Analog»Single Channel»Single Sample»DBL. При такой настройке прибор возвращает одну выборку данных в виде числа удвоенной точности с плавающей запятой из одного канала аналогового ввода.
	e. Поместите функцию Wait Until Next ms Multiple (Задержка до следующего кратного интервала, мс), расположенную в палитре Functions»All Functions»Time & Dialog, на блок-диаграмму. Эта функция заставляет выполняться цикл каждые 100 мс.
	f. Поместите ВП DAQmx Stop Task, расположенный в палитре Functions»All Functions»NI Measurements»DAQmx – Data Acquisition, на блок-диаграмму. Этот ВП останавливает выполнение измерительной задачи.
	g. Поместите простейший обработчик ошибок – ВП Simple Error Handler, расположенный в палитре Functions»All Functions»Time & Dialog, на блок-диаграмму. В случае возникновения ошибки этот ВП вызовет диалоговое окно с информацией об этой ошибке и месте ее возникновения.

3. Сохраните ВП с именем Voltmeter.vi в директории C:\Exercises\LabVIEW DAQ.

4. Перейдите на лицевую панель и установите для физического канала значение Dev X/ai0, где X – это номер вашего DAQ устройства в MAX.

5. Запустите ВП. Индикатор покажет значение напряжения на выходе датчика температуры. Дотроньтесь пальцем до датчика и посмотрите, как возрастает напряжение.

6. Остановите ВП.

7. Поместите ВП DAQmx Global Channel, расположенный в палитре Controls»All Controls»I/O»DAQmx Name Controls, на лицевой панели.

8. Переключитесь на блок-диаграмму, удалите ВП DAQmx Create Virtual Channel и элемент управления физические каналы.

9. Присоедините терминал элемента управления DAQmx Global Channel к вводу task/channels in виртуального прибора DAQmx Start Task.

10. Возвратитесь на лицевую панель и выберите канал Temperature Sensor. Запустите ВП. Теперь на индикаторе отобразится температура. Значения температуры в 100 раз больше величин напряжения, поскольку NI-DAQmx канал использует созданный масштаб, где напряжение умножается на 100. Измените шкалу индикатора, чтобы увидеть правильные значения температуры.

11. Сохраните и закройте ВП.

Конец упражнения 4-2.

D. Архитектуры устройств сбора данных

Число и расположение компонентов используемого устройства сбора данных зависят от его типа. Архитектура устройства влияет на способ дискретизации сигнала. DAQ-устройства аналогового ввода компании National Instruments могут иметь одну из двух наиболее распространенных архитектур. Они показаны в следующей таблице.

Архитектуры интервальной и циклической выборки состоят из одного мультиплексора (коммутатора), инструментального усилителя и АЦП. В такой схеме все входные каналы должны совместно использовать один АЦП. Использование только одного АЦП делает подобную архитектуру эффективной с точки зрения цены, поэтому она применяется в устройствах Е- и М-серии. Архитектура одновременной выборки состоит из инструментального усилителя и АЦП для каждого из каналов. Эта архитектура применяется в семействе устройств PCI-611X. Хотя эта архитектура более дорогостоящая по сравнению с использующей один АЦП на все каналы, она позволяет производить одновременные выборки из разных каналов.