實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)繪圖及多種數(shù)據(jù)保存方式程序設(shè)計(jì)

0引 言

　　在測量工作過程中往往要求實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)繪制波形圖，并以不同保存方式保存真實(shí)的反映測試過程的測量數(shù)據(jù)。如直流穩(wěn)壓電源計(jì)量檢定過程中要求在某一時(shí)間間隔內(nèi)，對被檢直流穩(wěn)壓電源的輸出幅度穩(wěn)定度進(jìn)行測量，即測量輸出幅度值隨時(shí)間的變化情況，可利用計(jì)算機(jī)通過GPIB接口卡控制Agilent34401A數(shù)字電壓表進(jìn)行測量是沒有任何問題的，如果要求真實(shí)反映被測物理量在一定時(shí)間間隔內(nèi)的變化趨勢，必須以波形方式顯示測量數(shù)據(jù)才能滿足要求，一般情況下有下列幾種方法：(1)根據(jù)測量數(shù)據(jù)手工繪制波形圖，當(dāng)測量數(shù)據(jù)比較多時(shí)繪制煩瑣容易出現(xiàn)差錯，不具有實(shí)時(shí)性，不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天。(2)采用波形記錄儀是比較簡單的方法，但需要增加硬件費(fèi)用。(3)根據(jù)測量要求設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)繪制波形圖程序，可以克服以上不足。針對這一要求，在Lab-VIEW 8.5開發(fā)環(huán)境下，設(shè)計(jì)了直流穩(wěn)壓電源輸出幅度穩(wěn)定度測量程序，在測量程序管理下，計(jì)算機(jī)通過GPIB接口卡控制Agilent34401A實(shí)現(xiàn)幅度測量數(shù)據(jù)采集，并以波形方式實(shí)時(shí)顯示測量結(jié)果，此方法簡單實(shí)用、以最高效率、最低軟件開發(fā)成本得到最佳的效果，提高了人機(jī)交互性能，對使用者帶來了極大的方便，具有較高的應(yīng)用、借鑒價(jià)值。在這里把程序的原代碼提供給讀者，不必做修改就可以直接應(yīng)用。

1 Graph和Chart控件簡介

　　Graph和Chart控件是LabVIEW測量數(shù)據(jù)顯示功能中的2種基本的元素，數(shù)據(jù)顯示是指將程序中使用或生成的數(shù)據(jù)以圖形或圖表的形式顯示或?qū)崟r(shí)顯示出來。Graph和Chart這兩個(gè)詞都可以譯為"圖"，但是在LabVIEW中它們有著很大的差別。一般來說，Graph則是對已采集數(shù)據(jù)進(jìn)行事后處理，它先得到所有需要顯示的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實(shí)際要求將這些數(shù)據(jù)組成所需的圖形一次性顯示出來。Chart可以稱為"記錄圖"，它將數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中實(shí)時(shí)、逐點(diǎn)(或者一次多個(gè)點(diǎn))地顯示出來，可以反映被測物理量的變化趨勢，與傳統(tǒng)的模擬示波器、波形記錄儀的顯示方式相仿。在圖2程序圖中橢圓框1是啟動程序運(yùn)行后，

2程序設(shè)計(jì)

　　在圖1所示的人機(jī)交互界面中，可以根據(jù)測量要求在程序開始或運(yùn)行中通過"采集點(diǎn)間隔(s)"任意設(shè)置測量時(shí)間間隔。在該界面中，測量時(shí)間間隔設(shè)置的是"2"秒。單擊"開始測量"程序運(yùn)行，程序運(yùn)行一段時(shí)間后，可根據(jù)波形中描繪的曲線來分析被測物理量的變化趨勢，當(dāng)認(rèn)為采集的數(shù)據(jù)滿足需要時(shí)單擊"停止測量"程序停止運(yùn)行，此時(shí)單擊"保存數(shù)據(jù)"將波形中的測量數(shù)據(jù)以波形文件的形式進(jìn)行保存，單擊"打印波形"時(shí)會將界面中的波形圖寫入到Word文本中。"保存數(shù)據(jù)"和"打印波形"功能都是為測量結(jié)果存檔，整理測量報(bào)告而設(shè)計(jì)的。"打印波形"、"保存波形數(shù)據(jù)"、"停止測量"、"打印波形"、"保存表格數(shù)據(jù)"、"保存界面"、"保存波形"功能無效；橢圓框2是"開始測量"和"退出程序"功能有效，這樣設(shè)計(jì)是為了避免誤操作；當(dāng)使用Chart圖形顯示控件顯示波形，其X軸的顯示格式設(shè)置為Absolute Time(絕對時(shí)間)時(shí)，則其顯示的起始時(shí)間為1904-1-1 8：00，不是當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，如何將起始時(shí)間設(shè)置為當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，一般采用屬性節(jié)點(diǎn)方法：(1)函數(shù)面板→編程→定時(shí)→獲取日期／時(shí)間(秒)節(jié)點(diǎn)，獲取當(dāng)前時(shí)間；(2)函數(shù)面板→編程→數(shù)值→轉(zhuǎn)換→轉(zhuǎn)換為雙精度浮點(diǎn)數(shù)節(jié)點(diǎn)，將當(dāng)前時(shí)間轉(zhuǎn)換為Double類型；(3)利用Chart圖形顯示控件的屬性節(jié)點(diǎn)XSeale.offset并設(shè)置為寫的方式，然后將轉(zhuǎn)換為Double類型的時(shí)間寫入到這個(gè)屬性中，如圖橢圓框12所示，即得到波形的起始時(shí)間t0；橢圓框11通過調(diào)節(jié)"采集點(diǎn)間隔(s)"值，從而即得到波形中數(shù)據(jù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔dt(以秒為單位)，同時(shí)該時(shí)間間隔也是Agilent34401A實(shí)現(xiàn)電壓測量功能數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔；橢圓框13實(shí)現(xiàn)當(dāng)采集的數(shù)據(jù)滿足需要時(shí)停止測量，此時(shí)"打印波形"、"保存波形數(shù)據(jù)"功能有效，"停止測量"功能無效；橢圓框10利用VISA函數(shù)，通過GPIB接口卡控制Agilent34401A實(shí)現(xiàn)電壓測量功能，并利用"分?jǐn)?shù)／指數(shù)字符串至數(shù)值轉(zhuǎn)換.VI"將得到的字符串信息轉(zhuǎn)換數(shù)字，以便后邊進(jìn)行波形顯示；橢圓框8將Agilent34401A測量數(shù)值Y、t0、dt通過"創(chuàng)建波形函數(shù).VI"送到Waveform Chart控件中進(jìn)行顯示，利用反饋節(jié)點(diǎn)將連接到初始化接線端的值作為第一次循環(huán)或運(yùn)行的初始值，然后將上一次循環(huán)的結(jié)果保存以用于此后的每次循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)波形連續(xù)顯示；橢圓框9通過"獲取日期／時(shí)間(秒).VI"返回LabVIEW系統(tǒng)時(shí)間的時(shí)間標(biāo)識，再利用"格式化日期／時(shí)間字符串.VI"按指定格式化輸出字符串的格式輸出日期／時(shí)間字符串，并同Agilent34401A電壓測量值通過"創(chuàng)建數(shù)組.VI"組成數(shù)組添加到"測量結(jié)果表格顯示"表格控件中進(jìn)行顯示；橢圓框3實(shí)現(xiàn)將Waveform Chart控件顯示波形寫入到Word文本中如圖3所示，其中用到的打印子Ⅵ程序如圖4所示，它利用了"New Re-port．VI"、"Word Set Paper Size．VI"、"Set Re-port Margins.VI"、"Set Report Orientation WordEasy Text.VI"、"Append Control Image to Re-port.VI"、"Word Format Picture.VI"。

　　橢圓框4利用"寫入波形至文件.VI"實(shí)現(xiàn)將波形中的測量數(shù)據(jù)存盤；橢圓框5利用"寫入電子表格文件.VI"實(shí)現(xiàn)將"測量結(jié)果表格顯示"的二維數(shù)組轉(zhuǎn)換為文本字符串，將字符串寫入新的字節(jié)流文件或?qū)⒆址砑拥浆F(xiàn)有文件中；橢圓框6利用"當(dāng)前VI路徑.VI"、"打開VI引用.VI"和"調(diào)用節(jié)點(diǎn).VI"實(shí)現(xiàn)程序界面的保存，其實(shí)現(xiàn)的結(jié)果如圖1所示；橢圓框7利用Waveform Chart控件的導(dǎo)出圖像調(diào)用節(jié)點(diǎn)，得到如圖5所示的結(jié)果。

3結(jié) 論

　　通過以上介紹可以看出，利用計(jì)算機(jī)通過GPIB接口卡控制Agilent34401A數(shù)字電壓表，對直流穩(wěn)壓電源輸出幅度穩(wěn)定度的測量繪制的波形圖，能反映被測物理量在一定時(shí)間間隔內(nèi)的變化趨勢，從測量程序前面板測量結(jié)果來看，程序中很好地解決了采集數(shù)據(jù)時(shí)間間隔與波形同步顯示數(shù)據(jù)的問題，系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，具有良好的人機(jī)交互界面、人性化設(shè)計(jì)，完全滿足測量要求，經(jīng)應(yīng)用證明其功能完全替代波形記錄儀，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。