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2014年5月1日 星期四

網路教材_電腦虛擬儀器圖形編成-LabVIEW實驗教材

前言:
之前在網路上找到一份教材-"電腦虛擬儀器圖形編成-LabVIEW實驗教材",是北京中科泛華測控技術有限公司在網路上提供的(這點可能要確認是否有誤用!?)。這個教材著重在儀器測量以及分析的部份,雖然篇幅不多,但也提供了一些資訊,對於初學者或者對儀控不熟悉的人可以快速瀏覽得到概觀的了解。我紀錄並思考了我所需要的地方於內文中,以供自己以後找尋資料方便。

內容:
前兩章講一些LabVIEW的基本設計概念,還有資料擷取的概念以及程式的部份。

    P.29提到平均化可以減少雜訊誤差,提供了一個公式為: 
    不過採樣數到某個程度(估計是10K以上)平均後的效應應該就不大了。

第三章則提到了儀器控制,講了GPIB與VISA的設計概念,對於並不常接觸GPIB儀器的我來說,這倒是提供了濃縮版的資訊。畢竟RS232等與GPIB在底層VI控制儀器多少有點不一樣,雖然整體的概念是相似的(軟體設計),但在理解硬體上還是需要學習基礎的知識(建議搜尋網路上的資料補強)。

    通常就我知道的GPIB或其他串列、並列埠的控制,常常都會需要設定一些不同的程式語句,標準語句如: 
ASRL[board][::INSTR] {SERIAL}//
GPIB[Board]::primary address [::secondary address][::INSTR]
    例如GPIB::2::0::INSTR表示與主位址=2的GPIB設備建立通訊。

   但是在NI裡的VISA (Virtual Instrument Software Architecture)裡可以統一此規格,變成使用相似於USB介面的COM N即可以進行控制(但仍然要遵循不同儀器所提供的Command ),可以減少儀器設定上的手續。

第四章則介紹了分析數據的部份,例如訊號的混頻與頻譜分析、數位濾波器、曲線擬合等等,很多都是以前在實驗時,還要將數據以筆記抄下,然後在到EXCEL處理的工作,現在都可以直接在軟體內使用。(講這個好像透露自己的年代!)

    Aliasing (混頻),提到了Nyquist sampling theorem,若採樣頻率=100,則最高的信號頻率不得超過50 Hz,若超過則會偏差,而偏差的大小則根據:
    例如採樣頻率100 Hz, 輸入訊號頻率=90 Hz,則數位訊號頻率為:
    2*50-90=10 Hz, 所以10 Hz & 90 Hz是一樣的,以此類推40/60 Hz, 51/49 Hz都是無法分辨的訊號。
    而以上的窘境則可以加入數位濾波器,例如已知所使用的採樣頻率為100 Hz,則加入可以濾掉50 Hz以上的訊號,這樣若擷取訊號中有10 Hz的訊號,就可以確定真的為10 Hz的訊號而不是90 Hz的訊號了。

第五章則講了一些套裝軟體的介紹與概念,例如PID(沒用過,自己寫過簡易版的)、影像處理等等,因為研究領域的關係,一般測量的儀器用的並不多,通常都是以處理過的數據(例如光譜儀,氣相層析儀等等),即使後來有使用到DAQ卡、自拼電路等等,其數據演算也都是自行撰寫符合可用的就好,所以這些功能也就不清楚到底好不好用了。

後記:
這篇延宕許久才做紀錄,實在是對自己不夠嚴格,其實內容記載的部份是便於以後的搜尋,但是延遲這麼久需要思考一下以後做筆記的模式,才不會落得事追人,而不是人追事!!~