物理實驗數據采集平臺開發

機械設計制造及其自動化論文，論文編號:JX999  論文字數:24170.頁數:41

 摘     要
 摘 要：本文介紹了虛擬儀器的概念和一個實用數據采集系統，通過軟硬件技術結合，實現了對多種模擬量的信號采集處理。充分發揮虛擬儀器的優勢，采用模塊化設計軟件方法，設計出獨立于設備類型應用軟件。
 介紹了一種高速數據采集系統的實現，該系統采用數據采集模塊結合數據接口卡做為專用硬件輔助設備，通過PCI總線擴展到微機上，在視窗操作系統環境下使用軟件編程的方法，以微機作為采集控制單元經總線對硬件輔助設備進行配置和操作，實現了高采樣率的數據采集、控制和雙向通訊功能。
 數據采集是實驗室進行各種試驗必不缺少的技術手段，實驗室數據采集綜合采用了計算機技術，通信技術，顯示技術和控制技術，采用了分散控制，集中操作，分級管理和分而自治的設計原則，實現了多種參數的數據采集、存儲、分析及遠距離傳送，在物理實驗模擬試驗中采用該數據采集平臺進行數據采集，簡化了試驗準備，提高了數據采集的準確性。
 本次開發數據采集平臺分為硬件設計和軟件設計，本文主要介紹了平臺軟件結構的設計，尤其是采集卡的選擇。并且用VB編譯出物理實驗室數據采集平臺，介紹了其操作界面和主要功能，最后利用該平臺進行物理模擬試驗的案例。
 
 關鍵詞： 據采集數平臺 實驗室 數據采集 模擬試驗
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
目錄
 中文摘要 i
 英文摘要 ii
 第一章 緒論 1
1.1 選題的背景與意義 1
1.2 研究內容 1
1.3 研究意義 1
1.4 本章小結 2
 第二章 物理實驗室數據采集平臺總體方案設計 3
2.1 傳感器及其調理電路 3
2.2 數據采集卡及其虛擬器硬件平臺 4
2.3 實時數據采集系統的設計 4
 第三章 系統設計 6
3.1 硬件系統 6
3.2 軟件系統 6
3.2.1 系統軟件結構 6
3.2.2 Visual Basic可視化界面設計 7
3.2.3 采集卡的選擇 8
 第四章 數據采集軟件設計 9
4.1  數據采集卡的選用和驅動程序安裝 9
4.1.1 采集器件的選用 9
4.1.2 驅動程序安裝 10
4.2 軟件分層設計技術 12
4.3 軟件總體框圖.14
4.4 功能界面設計.15
 第五章 數據處理中的虛擬儀器技術 18
5.1 虛擬儀器概述 18
5.1.1 虛擬儀器的概述 18
5.1.2 虛擬儀器的特點 18
5.1.3 虛擬儀器的構成及分類 19
5.2 虛擬儀器的實現 22
5.2.1 虛擬儀器的設計特點 22
5.2.2 虛擬儀器軟件結構 25
5.2.3 數據顯示 25
5.2.4 控制器件 25
5.2.5 虛擬儀器軟面板的制作 26
5.2.6 數據分析 28
  第六章  物理實驗數據采集平臺實驗案列30
      6.1 牛頓第二定律的驗證方法.30
      6.2 牛頓第三定律的驗證32
  第七章 總 結.. 35
 參考文獻 36
 致  謝 37