基于LABVIEW,实现差热分析的数据采集功能
李磊   林涛   汪莉      王勇
(北京科技大学材料学院,北京阿尔泰科技发展有限公司)
      摘要:采用虚拟仪器LABVIEW,利用实验室现有的普通设备,实现了差热分析(DTA)过程的自动化采集和处理数据过程,使得实验器的控制仪自动化成为可能.结果表明,实验得到的数据与同样条件下记录仪得到的数据更为精确,数据的整理更为方便,为实验室的数据采集自动化,提供了一条更为方便的途径.
     关键词:Lab VIEW;数据采集;差热分析.
The Application of Data Acquisition Board in DTA based on Lab VIEW
Softwave.
Lei LI,   Tao Lin,   Li Wang,    Wu Zhang
(The Department of materials, USTB, Beijing 100083 China)
Abstract : Based on existing equipments , automatic acquisition and process of data during the process of DTA was carried out by Lab VIEW, which made it possible that the control of test instrument is automatied . It is automatied .It is found that data obtained from experiment is more precise ,recording and processing of data is more convenient than from the tecording instrument in the same case .It provided a more convenien method for automatic acquisition of data in laboratory.
Key Word: LabVIEW , DAQ,DTA.
1 引言
   l  LabVIEW是美国国家仪器公司(NI)创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具,他可以实现多种测量.过程控制以及数据的分析存储功能。NI 公司创建于1976年，至今为止LabVIEW已经在美国的汽车、半导体、电子、化学、电信、制药等行业中取得了成功的。例如，在NASA的喷气实验中，Lab VIEW用于监控和记录“火星探测者号”自行装置的工程数据。

    数据采集技术（Data Acquistion）是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存储、处理以及控制作业，在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在数据的测量与控制问题。数据采集是LabVIEW的核心技术之一，也是LabVIEW与其他编程语言相比的优势所在。使用LabVIEW语言中的DAQ技术，可以编写出强大的DAQ应用软件。于是这就提供了在现有实验室普通测量仪器的情况下，组装得到可以通过计算机Windows下智能控制和实时测量收集数据的自动化测量仪器。在DTA测量过程中，热电偶发出的信号通过信号调理器传输，采集卡收集，最后利用LabVIEW得到可视化的编程控制，计算机自动记录数据。LabVIEW使得利用实验室现有的普通仪器，组装获得一套现代化测量设备
2硬件设备
    差热分析用热电偶及电炉，热电偶为国家标准K型（镍铬－镍硅）热电偶。信号调理模块，采集卡（PCI插槽）。
    采集卡采用国产PCI2300型采集卡，板上装有12Bit分辨率的A/D转换器，提供16双/32单的模拟输入通道，输入信号仪表放大器AD620可调整到合适范围，保证最佳转换精度，A/D转换器输入信号范围±5V、±10V、0～10V。
    热电偶测量采用三热电偶测量方式，连接情况如图1所示，其中，信号调理器1根据情况采用100倍放大，信号调理器2采用1000倍放大。
3．LabVIEW实现数据采集和处理功能
      基于LabVIEW开发工具的软件系统前面板如下图3所示，可以即时的显示炉内温度、被测粉料与惰性粉料的温度差查，差热以及差热曲线。差热软件共分为数据收集，数据处理，数据记录等几个部分。
3．1 信号采集功能
      NI公司分布的软件LabVIEW支持NI公司出品的标准DAQ硬件产品，但是同时这些数据采集卡的价格比较昂贵，影响了它在教学和科研领域的应用。所以一般是使用国产数据采集卡，用传统语言编写接口驱动程序，支持采集卡在LabVIEW软件环境下的应用。一种是利用代码接口节点CIN与传统的C语言连接；另一种是在VC下编写动态连接库形式（dll文件）的驱动程序，然后使用LabVIEW软件的调用库函数CLF节点访问该动态连接库。［2］本测量系统采用dll文件的动态方法调用采集卡的驱动程序，在驱动库中加入PCI123000.dll文件，具体在LabVIEW中的实现如下图4，5
3．2 数据处理模块
      由于数据采集过程中，会出现一定的噪音，所以数据处理过程中要减弱这一噪音的影响情况。同时要基于DIA的要求，动态显示图象，这里采用LabVIEW中的For loop函数处理要求的数据，Graph XY库函数画出图象。如下图6， 7所示。
      这样得到的数据为测得热电偶的电值，仅仅这样表示还不能得到更为精确的温度数据，根据国家标准GB――――――通过转换模块得到所要求的温度值。
3．3数据记录存储功能
      采用LabVIEW中为快速记录数据提供的Write LabVIEW Measurement File函数，根据提供的路径名称快速记录得到的实验数据。
4．结论
    综上所述，使用国产采集卡和LabVIEW软件成功的实现了差热分析设备的自动化控制，完成了计算机自动化记录数据，同时也提高了数据的记录精度，达到了预期。这种方法在经费上不需要太多的投入，同时在程序的编写过程中用相应专业的国家标准加以约束，完全可以达到应用的水平，为试验设备的自动化记录及控制提供了一种方便的技术。

参考文献：
 [1] Robert H .Bishop. LabVIEW 7 Expree .publishing House of Electronics Industr.2005
 [2]戴新.国产数据采集卡在虚拟仪器中的应用、计量与测试技术、2006，33（2）：17－20。
 [3] 吴艮霞，李国阳，韦巍，LabVIEW下基