基于LabVIEW的电容加速度计测试软件设计

　　0 引言

　　在现代的测试系统中，许多传统的仪器正在被计算机部分甚至全部取代。把传感器与计算机连接起来，首先需要有一个硬件接口电路把传感器输出的信号变成能够被计算机识别的数字信号，其次就需要软件来管理。虚拟仪器(Virtual Instrument, 简称 VI)是基于计算机系统的数字化测量测试仪器，能实现普通仪器的全部功能，以及一些在普通仪器上无法实现的特殊功能，常被称作“软件仪器”。LabVIEW 是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发软件，是目前国际上首推并应用最广泛的数据采集和控制开发环境之一。本文着重介绍在 LabVIEW 开发环境下编译测试软件完成对电容加速度计的数据采集及分析。

　　1 LabVIEW中的数据采集

　　1.1 数据采集系统的构成

　　数据采集(Data AcQuisition,DAQ)是指从传感器和其他待测设备等模拟或数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的，用户自定义的测量系统。一个完整的 DAQ 系统包括传感器、数据采集和分析硬件，计算机，应用软件等。LabVIEW 开发平台支持 550 多种标准总线设备及数据采集卡，如串行接口、GPIB、VX 工等，具有丰富的库函数和例子，对于大多数应用程序，用户可以从例子中取得程序框架，便于提高开发速度[3]。为加强 LabVIEW 的功能，适应各种工业应用的需　　要，NI 公司又开发了一系列与 LabVIEW 配合使用的软件包，如自动测试工具、可连结 25 种数据库的 SQL 工具、SPC 分析函数工具、信号处理套件、PID 控制工具、图形控制工具、FPG ～ CPLD 工具包、虚拟硬件、可互换虚拟仪器等[4]。这些都极大的降低了对使用者编程经验的要求，易于工程师使用。提高了模块化程度，易于维护和扩展。LabVIEW 的 DAQ 程序包括模拟输入、模拟输出、数字输入 / 输出、计数器操作等。本文的测试系统如图 1 所示。

　　1.2 LabVIEW串口通信

　　虚拟仪器的软件系统框架包括 3 部分 ：VISA 库、仪器驱动程序、应用软件。虚拟仪器软件体系结构VISA(Virtual Instrument Software Architectural) 作 为测试程序和数据传输总线的中间层，为应用程序和仪器总线的通信建立了通道。VISA I/O 库为应用程序的建立提供了一致的接口，因而应用程序不需要关心实际的数据传输介质是 GPIB 电缆还是串口线，可以认为在 VISA库中包含了与各种接口进行连接所需的程序。VISA 是应用于仪器编程的标准 I/O 应用程序接口 (API)，VISA本身并不具有仪器编程能力，VISA 是调用低层驱动器的高层 API[5]。使用时需要安装 VISA 驱动程序。本测试系统用 VISA 实现串行通信 , 通过 RS232 串口总线与 PC组成虚拟仪器系统。