LabVIEW中轻松实现同步测量.doc

在LabVIEW 2010中轻松实现同步测量无论你是在使用一个数据采集设备中的不同的子系统， 还是在高通道数的系统中需要同步多个数据采集设备，NI的LabVIEW 2010都可以将数据采集和生成的同步问题变得简单定时和同步技术可以关联或协调事件发生的时间将事件同步到一个已知的标准，例如数据采集设备上的采样时钟，即为相对于一个事件为另外一个事件计时，或者说对一个事件做岀响应定时和同步事件 是测试、控制和设计应用时的重要基本元素，并在任何系统中都需谨慎考虑所有的National Instruments 数据采集（DAQ）设备均配备 NI-DAQmxNI-DAQmx 是一个灵活的硬件驱动程序，可以用来在多种语言中编程，包括 LabVIEW程序其任务包括获取、分析和保存数据所需要的所有信息如图1所示，一个NI- DAQmx的任务通常包括：在你的DAQ设备中设定一个虚拟通道使用虚拟通道，你可以调整缩放系数、设定输入范围和挑选设 备上的物理通道为任务设置定时选择采样时钟和采样速率等特性设定触发你可以将任务设定为在某个通道收到一个激发信号后再开始开始任务读写数据并绘图或将数据保存到一个文件当中这个函数将被重复调用，以连续地采集或生成信号。

停止或清除任务处理任何错误Did血• ■KterNbn)'凱洲 Flffl棚图1.使用LabVIEW数据流编程，一个数据采集任务为物理通道配置定时和同步参数许多应用程序需要在多个物理通道或长距离范围内实现同步 你可以使用LabVIEW 2010和Nl- DAQmx任务来同步多个通道、设备和系统通道同步你可以使用直观的 LabVIEW2010编程接口，同步多个通道如图 2所示，通过在DAQmx创建虚拟通道VI的物理通道输入中选择多通道，您可以从一个给定的设备上的多个模拟输入通道采集信号这项 任务中的所有通道均使用相同的采样时钟，并对同一个触发信号作岀响应iMoin[mum ValueMinimum ValuePhysical CharnelDevi f3i0；15 十一Al Voltage：图L隸环取减如卫Qrr»＜创建述燈逋道⑷的齒理通道頰九 A -^DAQ進盏加苗洩按獵K谊道爰楽席图2.你可以改变DAQmx创建虚拟通道VI的物理通道输入，从一个DAQ设备的所有模拟输入通道采集 信号NI多功能DAQ设备可以完成多种数据测量和生成任务，包括模拟输入输岀，数字输入输岀和计数器输 入输出S3 N皿葩卷DAQ &笔藪宇雷直和时生成體韓可以写斎務的沁子崇藐交至.图3. NI多功能DAQ设备数字路由和时钟生成电路可以与所有的I/O子系统交互。

你可以使用LabVIEW 2010同步不同I/O类型的通道每种I/O类型有自己的任务，而你只需将定时参数从一个任务路由到另外一个任务即可如图 4所示，上面的任务是一个模拟输入任务，使用默认的板载时钟作为采样时钟你可以将采样时钟( ai/SampleClock )直接连到图4中的数字输入任务的定时输 入端口当这个程序执行时，模拟输入和数字输入任务使用同一个采样时钟，所以系统可以从这个两个子系统中同时采集到信号两个任务同时共享开始触发信号（ ai/StartTrigger ），所以他们可以精确地同时开始一旦两个任务共享同一个采样时钟和开始触发，他们便实现了完全的同步kTiniiwjiw 临1疋 fo] LkMmuM Jilut 卫|\c .rirfTrrjn] 泵L花心.啦-LJgt上|j In pi-it Phy xir ~l CKnimi[il缶“讣+Ismpt ll?；k知r: .3ij -JEJjcJl J 111 trl^i Ju" 1 f'i _dfl Lli^i i el置..M—|DiyiLa】“卩订二印toft 停1 叶 -LIi^iLe團4#舷诲册一节住条速线至気一令左餐*实聽在多令径兔之闾共皇曲恵融裳荷号.图4.你可以通过从一个任务连线至另一个任务，实现在多个任务之间共享时钟和触发信号 设备同步当从不同类型的传感器采集数据，或在具有很多通道的系统中，你也许会需要同步多个设备模块。

NICompactDAQ和PXI平台为DAQ模块提供插槽和背板，其中含有定时和触发线， 可以用来同步机箱中 的所有模块图5. NI CompactDAQ （左）和PXI （右）机箱通过使用共同的背板时钟，在多个I/O模块之间同步在一个小型简单且负担无论是在试验台、野外还是生产线上， NI CompactDAQ 提供了便捷的USB即插即用的I/O测量它融 合了数据记录器的易用性和低成本特性以及模块化仪器的高性能和灵活的特点,的起的系统上实现快速和准确的测量PXI是一个坚固的基于 PC的平台，扩展了 PC和笔记本电脑的测量能力 PXI利用标准PCI总线，为你的计算机添加最多18个额外的插槽用于连接I/O模块PXI Express是PXI平台的最新演进版本PXI Express背板拥有100MHz差分时钟，可作为多个设备采样时钟的共同参考时钟，而无需使用线缆来路由时钟信号你可以为每个设备创建一个任务，然后将采样时钟和触发信号从一个任务连到另外一个，由此来同步多个设备，如图 6所示h I 'IIUI^MI *■I 仇 l,UIFf*■噌 I i|J4^ PI YME, rill Clin' Ilvb n「川-n冋Ai? ;).1 Phr^d ;i|Cb srr^l 丁 ［凸芬二丨"p * EJ3Ml$ uniriMij*1 ;S!! ! ■ S ! : -t任w 片 II -—『二,叮•呵 —!■ — rr ■—■ ■・■ d［% 二］Sdiikil s L jla勺MT _Ul歹」±L L frn j弋和t f强倉可且通过窪寡个煖热丈问共宜时钟舷发.秦同步嘉个设毎.图6.你可以通过在多个任务之间共享时钟和触发，来同步多个设备。

对某些NI数据采集设备，LabVIEW 2010可以在一个多设备任务中自动地同步多个设备，如图 7所示LabVIEW 和NI-DAQmx自动地路由定时和触发信号，而不会有损性能使用多设备任务，你可以在同 一个LabVIEW 代码中调用1到544个通道Minimum Value-L'JAnalInput Physical

系统同步9所示，当测量系统之间的距离增加至某个一些应用中需要在相距较远的多个系统之间进行同步如图 点时，就无法为每个系统直接通过物理连线来传递时钟和触发信号你需要另一个方法从主系统传递时 钟和触发信号给从系统这个方法叫做时间参考同步图9.精度vs距离图-使用LabVIEW，你可以在全球范围内通过编程控制测量系统你可以在全球范围内使用 LabVIEW 2010通过时间参考同步来同步多个系统在图 9中，精度vs距离图的蓝色部分展示了时间参考同步所能达到的精度 在一个时间参考系统中，你可以使用诸如GPS （全球定位系统）等协议在长距离范围内传递时间信息，这比直接连线传的更远每个系统使用这个时间信 息来决定当前时间，并以此为参考创建时钟而时间事件就是指当到预定时间后开始测试，这样，你就可以使用一个时间事件来同步触发所有的系统图 10表明了一个时间参考同步系统图10. LabVIEW可以编程控制时间参考同步系统你可以使用时间协议在较远距离范围内传送时间信息 LabVIEW可以与多个时间参考协议交互，包括GPS, IRIG-B, PPS （每秒脉冲数），和IEEE 1588对于更多有关于这些协议的信息以及在 LabVIEW 中如何使用它们，请参考： 定时和同步系统。

LabVIEW让您的同步测量问题变得简单无论你需要同步多个通道、多个设备还是多个系统， LabVIEW都会让您的同步测量问题变得简单使用直观的LabVIEW图形化编程环境，你可以通过共享采样时钟和触发信号来同步多个任务，从而从多 个系统中采集到紧密同步的数据。