南京工程学院汽车与轨道交通学院毕业设计（论文）
一般来说，无论在地面或浮动信号测量，微分测量系统是一个很好的选择，因为它不仅避免了地环路干扰，也避免了环境干扰。相反，RSE系统却允许两种干扰的存在，在所有输入信号都满足以下指标时，可以采用RSE测量方式：输入信号是高电平(一般要超过1V)；连接短（小于5米）和环境干扰小、屏蔽；所有的输入信号的信号源是更多。当一个不符合要求，我们应该考虑差动测量模式的使用。值得注意的是，信号源阻抗的大小。电池、RTD、应变片、热电偶等信号源的阻抗很小，可以将这些信号源直接连接到数据采集卡上或信号调理硬件上。为了更好的测量，输入信号源的阻抗与插入式数据采集卡的阻抗相匹配。 3.2.7数据采集卡的性能指标
1）采样频率
采样频率的高低，决定了在一定时间内获取原始信号信息的多少，为了能够较好的再现原始信号，不产生波形失真，采样率必须要足够高才行。根据奈奎斯特理论采样频率至少是原信号的两倍，但实际中，一般都需要5～10倍。
2）采样方法
采集卡通常都有好几个数据通道，如果所有的数据通道都轮流使用同一个放大器和A/D转换器，要比每个通道单独使用各自的经济的多，但这仅适用于对时间不是很重要的场合。如果采样系统对时间要求严格，则必须同时采集，这就需要每个通道都有自己的放大和A/D转换器。但在成本的考虑，现在流行的是每个数据信道公共设置放大器和A / D转换器。
3）分辨率
ADC的位数越多，分辨率就越高，可在较小的电压的区别。。例如，三位的A/D转换把模拟电压范围分成23=8段，每段用二进制代码在000到111之间表示。因此，数字信号不能反映原始信号，因为某些信息丢失。如果增加到十二位，代码数从8增加到212=4096，这样就可以获得就能获得十分精确的模拟信号数字化表示。
4）电压动态范围
电压范围指的是最大和最小ADC扫描电压。一般最好能进的电压范围内采集卡只与她见面，利用可靠的分辨率范围。例如，一个12位多功能DAQ卡，其可选的范围从0到10V，或－5到＋5V，其可选增益有1，2，5，10，20，50或100。电压取值范围从0到10V，增益为50，则理想分辩电压是： 10/(50*212)=48.8μV。
5.I/O通道数
该参数指示收集大部分的信号通道的数据采集卡。
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第四章 信号采集系统软件设计及应用原理
4.1 程序模块化设计概述
应用软件的研究与开发在很大的程度上对数据采集系统的结构起着决定性的功用，因此在确定了系统设计方案之后，应当采用好的程序开发的方式，如结构化设计方式、模块化思维、多线程和软件环境的评估准则等等。 4.1.1程序设计的模块化原则
模块化结构是所有的软件系统设计的基本特征，任何一个大型的软件系统，是由几个独立的功能模块组成的。好的软件构造应体现从上而下的控制形式，模块之间的控制体现为总领和隶属的关系。
模块独立性由两个定性的准则来衡量：即块内联系(内聚)与块间联系(耦合)，模块化结构如图4.1所示。块间联系是指模块与模块之间的联系，块间联系越小，模块独立性越高。块内联系是指一个模块内部的各成分(语句与语句段)之间的联系。一个模块的块内联系大，模块独立性会提高。为了实现模块结构的最佳状态，块间联系应尽可能小，块内联系应尽可能大。
块间联系块内联系从属块内联系统帅块间联系
图4.1 模块化结构图
4.1.2系统设计的软件模块划分
系统程序的主要功能为模块划分的标准，包括电机转速控制、数据采集、在线分析、数据保存、数据回放及离线分析等功能，其中数据采集及分析功能模块如图4.2所示。
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数据采集及分析功能模块 系统管理 采集滤波 实时数据显示 在线分析 创建用户 修改密码 删除用户 FFT 功率谱 倒频谱 对数谱
图4.2数据采集及分析功能模块图
4.2 信号采集系统的软件成果
4.2.1电机转速控制子VI
这部分子VI采用的是NI PCI-6024E采集卡，由于该卡支持DAQmx驱动程序，这样的设计是DAQmx-Data Acquisition测试系统数据采集的发展直接使用，控制电压通过理论速度算法，电机，电机调速控制程序如图4.3所示。
图4.3电机转速控制程序图
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4.2.2数据信号采集及保存程序
这一部分是Ni PCI-6024E数据采集卡的应用，由于卡支持DAQmx驱动，这样的设计是DAQmx数据采集生产直接使用，在这一部分中，最重要的是参数的采集卡，其中包括物理信道的选择，采样方式，采样率，采样数的每个通道，分辨率，最大和最小取样面积的设置。数据保存是把采集来的数据保存到TDMS文件里，可以通过LabVIEW编写的程序回放，也可以通过专业数据处理软件OriginPro8.SR5打开，显示成表格形式，数据采集及保存程序如图4.4所示。
图4.4数据采集及保存程序图
以上就是汽车悬架振动信号采集处理系统的关于程序框图方面的描述。每个子程序都置于一个While循环中，以保证程序的自检。另外，所有子程序都已放入一个外围的While循环，使程序处于正常的运行状态。
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第五章 信号采集系统的具体实现及成果
5.1硬件组成
硬件部分包括电机转速控制系统以及振动信号采集系统。
电机转速控制系统由电机、FR-S540SE-0.4变频器、BNC-2120接线板（模拟信号输出端口）、PCI-6024E数据采集卡及PC机组成。
振动信号采集系统包括振动传感器、信号调理设备、BNC-2120接线板、数据采集卡和计算机软件。首先采用振动传感器检测产品特征节点的振动速度信息；通过信号调理设备完成对振动传感器信号的振动信号的调理，然后通过PNC-2120上的模拟输入端口传输给数据采集卡PCI-6024E；“数据采集与分析”用LabVIEW自带子VI进行频域分析，给出不同振动状态下的频域分析曲线。系统硬件设备如图5.1所示。
图5.1 系统硬件设备图
5.2 软件的具体实现
本设计的前面板由登录界面、电机转速控制、数据采集及在线分析、回放及离线分析几个页面组成，完美展现了一个数据采集与处理系统的功能和实际应用。下面分别介绍各个部分。 5.2.1登陆界面前面板
登陆界面主要提供了用户的登录、密码修改以及备用按钮，其中涉及了数据库(DataBase)技术、ADO与数据库的交互技术以及MYSQL数据库（小型关系型数据库管理系统），由于时间仓促这部分工作没有完善，只有理论知识，以及用户登录。具体前面板如图5.2所示。
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