- LabVIEW 和 cDAQ 简介
1.1 LabVIEW 简介
LabVIEW 是一种图形化编程语言，由 National Instruments（NI）开发。它的核心特点是“虚拟仪器”（VI），用户可以通过拖放图形化控件和函数来构建程序，而无需编写传统的文本代码。LabVIEW 广泛应用于数据采集、仪器控制、自动化测试和工业控制等领域。
1.2 cDAQ 简介
cDAQ（CompactDAQ）是 NI 推出的一款模块化数据采集系统，适用于各种传感器和信号类型的测量。cDAQ 系统由机箱和模块组成：
机箱：负责与计算机通信，提供电源和信号调理功能。
模块：负责具体的信号采集任务，如模拟输入、模拟输出、数字输入/输出、温度测量等。
cDAQ 的优势：
模块化设计：用户可以根据需求选择不同的模块，灵活配置系统。
高精度：支持高分辨率和高采样率的信号采集。
易于扩展：通过增加模块或机箱，可以轻松扩展系统功能。
硬件准备
2.1 cDAQ 机箱
cDAQ 机箱是系统的核心，负责连接计算机和模块。常见的 cDAQ 机箱型号包括：
cDAQ-9171：单槽 USB 机箱，适合简单的数据采集任务。
cDAQ-9174：四槽 USB 机箱，适合中等规模的数据采集任务。
cDAQ-9178：八槽 USB 机箱，适合大规模的数据采集任务。
选择机箱的注意事项：
槽位数：根据模块数量选择合适的机箱。
通信接口：USB 是最常见的接口，也有以太网和 Wi-Fi 接口的机箱。
电源需求：确保机箱的电源适配器满足模块的功耗需求。
2.2 cDAQ 模块
cDAQ 模块负责具体的信号采集任务，常见的模块类型包括：
模拟输入模块：用于采集电压、电流等模拟信号（如 NI 9205）。
模拟输出模块：用于生成电压、电流等模拟信号（如 NI 9263）。
数字输入/输出模块：用于采集或生成数字信号（如 NI 9401）。
温度测量模块：用于采集热电偶、RTD 等温度信号（如 NI 9211）。
选择模块的注意事项：
信号类型：根据传感器或信号源的类型选择合适的模块。
采样率：根据信号频率选择合适的采样率。
输入范围：确保模块的输入范围覆盖信号的最大值。
2.3 传感器和信号源
根据实验需求，准备相应的传感器和信号源。例如：
温度传感器：热电偶、RTD 用于温度测量。
加速度传感器：用于振动测量。
电压源、电流源：用于模拟信号输出。
连接传感器的注意事项：
信号调理：某些传感器需要信号调理电路（如放大、滤波）。
接线方式：确保传感器的接线方式（差分、单端）与模块兼容。
2.4 连接线缆
确保所有传感器和信号源与 cDAQ 模块之间的连接线缆正确无误。常见的线缆类型包括：
以cDAQ-9174、NI-9216和NI-9252为例，将电源线和USB连接线进行连接，USB连接线一端接在cDAQ机箱，另一端接在电脑USB接口，将NI模块插入插槽后上电即可。
BNC 线缆：用于连接模拟信号。
端子块：用于连接数字信号或温度传感器。软件安装与配置
3.1 安装 LabVIEW
下载安装包：从 NI 官网下载 LabVIEW 安装包。
运行安装程序：双击安装包，选择“完整安装”以确保所有必要的组件都被安装。
激活许可证：输入许可证密钥或选择试用模式。
重启计算机：安装完成后，重启计算机以完成配置。
3.2 安装 NI-DAQmx 驱动
下载驱动：从 NI 官网下载 NI-DAQmx 驱动。
运行安装程序：双击安装包，按照提示完成安装。
安装ni-daqmx驱动。
重启计算机：安装完成后，重启计算机以完成配置。
3.3 配置 MAX（Measurement & Automation Explorer）
打开 MAX：在开始菜单中搜索“NI MAX”并打开。
识别设备：在 MAX 中，确保 cDAQ 机箱和模块被正确识别。
测试设备：在 MAX 中，右键点击设备，选择“测试面板”以验证设备是否正常工作。
创建第一个 LabVIEW 项目
4.1 启动 LabVIEW
打开 LabVIEW：在开始菜单中搜索“LabVIEW”并打开。
新建项目：选择“新建项目”，在弹出的对话框中选择“空白 VI”并点击“确定”。
4.2 了解 LabVIEW 界面
前面板（Front Panel）：用户界面，用于显示输入控件和输出指示器。
程序框图（Block Diagram）：编程界面，用于编写程序逻辑。
4.3 添加控件和指示器
添加数值输入控件：在前面板中，右键点击空白区域，选择“数值” -> “数值输入控件”。
添加波形图表：在前面板中，右键点击空白区域，选择“图形” -> “波形图表”。配置 cDAQ 硬件
5.1 在 LabVIEW 中配置 cDAQ
创建通道：在程序框图中，右键点击空白区域，选择“测量 I/O” -> “NI-DAQmx” -> “创建通道”。
选择信号类型：在弹出的对话框中，选择“模拟输入” -> “电压”。
选择设备：选择正确的 cDAQ 机箱和模块。
配置通道参数：设置采样率、输入范围等参数。
5.2 配置任务定时
添加定时节点：在程序框图中，右键点击空白区域，选择“测量 I/O” -> “NI-DAQmx” -> “定时”。
选择采样时钟：设置采样率和采样模式（连续采样或有限采样）。编写简单的数据采集程序
6.1 连接程序框图
连接通道和定时节点：将创建的通道和定时节点连接起来。
添加读取节点：添加“DAQmx 读取”节点，并将其输出连接到波形图表。
6.2 运行程序
点击运行按钮：点击前面板上的“运行”按钮，开始数据采集。
观察波形图表：确保数据正确显示。数据存储与分析
7.1 数据存储
添加写入节点：在程序框图中，添加“写入测量文件”节点。
配置文件路径：设置文件路径和存储格式（如 TDMS 文件）。
7.2 数据分析
添加信号处理节点：在程序框图中，添加“FFT”节点进行频谱分析。
查看分析结果：将分析结果连接到波形图表或数值指示器。调试与优化
8.1 调试技巧
使用探针：在程序框图中，右键点击连线，选择“探针”以检查数据。
高亮执行：点击“高亮执行”按钮，查看数据流。
8.2 优化建议
合理设置采样率：根据信号频率设置合适的采样率。
使用并行循环：将不同的任务分配到不同的循环中，提高程序效率。常见问题与解决方案
9.1 设备未识别
检查连接：确保 USB 线缆连接正确。
重新启动 MAX：在 MAX 中重新扫描设备。
9.2 数据采集不稳定
检查传感器：确保传感器和信号源连接正确。
调整采样率：增加采样率以提高数据稳定性。
9.3 程序运行缓慢
优化程序框图：减少不必要的节点和连线。
使用多线程：将任务分配到多个线程中执行。