物理实验数据采集平台开发

机械设计制造及其自动化论文，论文编号:JX999  论文字数:24170.页数:41

 摘     要
 摘 要：本文介绍了虚拟仪器的概念和一个实用数据采集系统，通过软硬件技术结合，实现了对多种模拟量的信号采集处理。充分发挥虚拟仪器的优势，采用模块化设计软件方法，设计出独立于设备类型应用软件。
 介绍了一种高速数据采集系统的实现，该系统采用数据采集模块结合数据接口卡做为专用硬件辅助设备，通过PCI总线扩展到微机上，在视窗操作系统环境下使用软件编程的方法，以微机作为采集控制单元经总线对硬件辅助设备进行配置和操作，实现了高采样率的数据采集、控制和双向通讯功能。
 数据采集是实验室进行各种试验必不缺少的技术手段，实验室数据采集综合采用了计算机技术，通信技术，显示技术和控制技术，采用了分散控制，集中操作，分级管理和分而自治的设计原则，实现了多种参数的数据采集、存储、分析及远距离传送，在物理实验模拟试验中采用该数据采集平台进行数据采集，简化了试验准备，提高了数据采集的准确性。
 本次开发数据采集平台分为硬件设计和软件设计，本文主要介绍了平台软件结构的设计，尤其是采集卡的选择。并且用VB编译出物理实验室数据采集平台，介绍了其操作界面和主要功能，最后利用该平台进行物理模拟试验的案例。
 
 关键词： 据采集数平台 实验室 数据采集 模拟试验
Abstract
 
 This paper introduces the concept of virtual instrument and a practical data acquisition system,through hardware and software technologies to achieve a wide range of analog signal acquisition and processing.Give full play to the advantages of virtual instrumentation, modular software design methods, design independent of the type of device applications.
 Introduced a high-speed data acquisition system, the system uses a combination of data acquisition module data interface card hardware as a dedicated auxiliary equipment. Through the PCI bus extended to the computer, the Windows operating system environment in the use of software programming methodology to computer control unit as a collection of hardware-assisted by the bus configuration and operation of equipment to achieve a high sampling rate data acquisition, control and two-way communication function.
 Data acquisition is an essential technological means to carry out various kinds of experiments in laboratory.The laboratory data gathering synthetically adopts computer technology,communication technology,display technology and control technology.And its design principle:disperse controlling,concentration operating,classification controlling,division autonomy.It realizes many kinds of the parameter gathering,store,analysis and remotion conveyance.The date gathering platform can simplify the experiment’s preparation,and improve the accuracy of gathering data in physics experiment simulated test.
 The development of date acquisition platform divided into hardware and software design.This paper mainly introduces the design of software architecture platform，especially the choice of acquisition card,and using VB to compile a data acquisition platform for physics experiments.Introduced its user interface and main functions,Finally, using the platform of the physical simulation test case
   Keywords: Data acquisition platform; Laboratory; Data acquisition; Simulated test
目录
 中文摘要 i
 英文摘要 ii
 第一章 绪论 1
1.1 选题的背景与意义 1
1.2 研究内容 1
1.3 研究意义 1
1.4 本章小结 2
 第二章 物理实验室数据采集平台总体方案设计 3
2.1 传感器及其调理电路 3
2.2 数据采集卡及其虚拟器硬件平台 4
2.3 实时数据采集系统的设计 4
 第三章 系统设计 6
3.1 硬件系统 6
3.2 软件系统 6
3.2.1 系统软件结构 6
3.2.2 Visual Basic可视化界面设计 7
3.2.3 采集卡的选择 8
 第四章 数据采集软件设计 9
4.1  数据采集卡的选用和驱动程序安装 9
4.1.1 采集器件的选用 9
4.1.2 驱动程序安装 10
4.2 软件分层设计技术 12
4.3 软件总体框图.14
4.4 功能界面设计.15
 第五章 数据处理中的虚拟仪器技术 18
5.1 虚拟仪器概述 18
5.1.1 虚拟仪器的概述 18
5.1.2 虚拟仪器的特点 18
5.1.3 虚拟仪器的构成及分类 19
5.2 虚拟仪器的实现 22
5.2.1 虚拟仪器的设计特点 22
5.2.2 虚拟仪器软件结构 25
5.2.3 数据显示 25
5.2.4 控制器件 25
5.2.5 虚拟仪器软面板的制作 26
5.2.6 数据分析 28
  第六章  物理实验数据采集平台实验案列30
      6.1 牛顿第二定律的验证方法.30
      6.2 牛顿第三定律的验证32
  第七章 总 结.. 35
 参考文献 36
 致  谢 37