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基于传感器实验台的数据采集系统设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-07-22 10:32:57



0 引 言 
   
传感器原理实验台由一些分立元件组成的电路和指针式仪表构成,实验结果往往不是很稳定,而且以电流、电压形式显示的结果不是很直观。为了提高实验教学质量,将传感器实验台的输出送入计算机进行显示与数据处理。该系统人机界面友好,操作简单方便,已成功地应用于实验教学中,且效果良好。

l 总体设计
    数据采集系统原理图如图1所示。

    该系统采用PCIl711数据采集卡作为PC机与传感器实验台之间的接口。

2 系统介绍
   
数据采集系统采用Visual Basic 6.0实现,该系统能够对CSY传感器实验台的实验数据进行采集存储、处理以及图形显示等操作。参数设定设置实验名称、操作学生信息。数据采集分单次采集,连续采集2种。数据显示分简单显示和线性拟合显示2种。其他有数据打印、存储等。系统软件结构图如图2所示。

3 信号采集程序设计
   
选中“数据采集”,将出现如图3所示窗体。窗体提示将要选择采集数据的方式,是单次数据采集或是连续数据采集。单次数据采集窗体功能实现的流程图如图4所示。连续数据采集方式和单次数据采集基本相似,只是在单次数据采集程序的基础上加上一个FOR循环。

4 数据显示
   
数据显示有2种:一是将数据显示在文本框中;二是将数据显示在坐标中,并进行线性化处理。
4.1 数据在文本框中显示
   
数据在文本框中是一个个以顺序的形式显示的。要实现数据在文本框中显示比较简单,但是要解决的问题是如何将文本框中的数据的每一行读取出来。win-dows API提供有读取TextBox第N行的功能,在实现文本框中的每一行数据的读取后,再把每一行的值赋给MSFlexGrid控件的TextMatrix属性,做一个FOR循环,这样就可以实现采集卡数据的图表显示。
4.2 数据显示在坐标中
   
绘制实时采集数据曲线是为了实时观测,以便掌握实时采集数据变动的趋势,使曲线显示效果达到最佳。绘制曲线前要将需要的绘图范围及坐标轴的尺寸刻度设定好,然后根据速度测量结果及采集时间绘制实时测量曲线。
    首先设置坐标轴与网格。新建Form,将属性name设为lanxu,在窗体上添加控件Picturebox作为趋势图的显示容器,在Pict.urebox上绘制坐标轴(在后面的坐标第绘制部分将讲到),横坐标轴是位移量,利用控件将z轴分为20格,每格代表移动0.5 mm,将.y轴分为10格,每格代表电压1 V。
    在做好上述步骤的基础上,利用Picturebox的Line方法得到如图5所示的较为理想的实时曲线绘制效果。

5 数据线性化处理
   
根据一组测量数据求回归方程的具体做法主要包括以下2个方面:首先确定数学表达式即回归方程的类型;其次,确定回归方程的及常数项α、β等数值。这里采用最小二乘法进行曲线拟和。

    根据最小二乘法原理,解下面的联立方程就可以求出a,β等的估计值。

   

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