一种基于LabVIEW的高压数据采集处理系统和方法与流程

本发明属于电气工程和测控，尤其涉及一种基于labview的高压数据采集处理系统和方法。

背景技术：

1、在现代航空工业机电系统保护和系统的工程测试维护过程中，准确、实时地测量和分析高压信号是至关重要的现有技术一般使用传统的测量仪器，存在体积大、操作复杂、实时性差、准确性低等缺点。随着计算机的软件模拟仪器逐渐兴起，通过虚拟仪器技术(virtual instrumentation)可以实现对高压电流进行高效地实时监控和数据处理。

2、labview(laboratoryvirtual instrumentengineeringworkbench)是国家仪器公司(ni)开发的一款广泛使用的图形化编程平台，能方便地与各种数据采集硬件连接，实现数据的获取、分析和显示。结合现有的虚拟仪器技术，基于labview的软件系统设计能够极大提高数据采集的效率和精度。

3、如公开号为cn118534263a的中国专利，公开了一种基于labview的局部放电声光电联合在线监测系统，在线监测系统包括：labview交互软件、电采集模块、光采集模块、声音采集模块与多模态融合模型，labview交互软件用以展示变压器局部放电分析结果，电采集模块用以检测变压器局部放电脉冲电流，光采集模块用以获取变压器整体与局部放电位置图像，声音采集模块用以接收超声波信号，多模态融合模型用以分析采集的信号，判断出是否产生放电情况，采集的电、光与声音信号均上传至多模态融合模型内部，通过labview交互软件完成对多模态融合模型的导入与部署。该专利能够有效的对电气设备中放电的情况进行检测，及时对电气设备进行维护，避免了发生故障的情况。但该专利主要用于放电声光电联合在线监测，包括了光采集模块、声音采集模块和多模态融合模型，结构复杂，成本较高；同时，没有针对高压数据进行采集的模块，不适用于高压数据采集处理。

4、如公告号为cn105004510b的中国专利，公开了一种激光器长期频率稳定性的测量装置，包括：外腔半导体激光器系统、原子蒸汽池、光电探测器、数据采集卡、电压放大器和labview程序处理系统；外腔半导体激光器系统输出的激光两次经过原子蒸汽池，原子蒸汽池输出端连接光电探测器的采样端，光电探测器和数据采集卡建立连接，数据采集卡通过其设有的pci端口与labview程序处理系统连接。该专利还公开了一种激光器长期频率稳定性的测量方法。该专利把待测激光器的频率锁定在原子分子的超精细跃迁谱线上，不需要待测激光器与标准频率源激光器或另一台同类型激光器的拍频信号，就可以获得激光器的长期频率稳定性。但该专利主要用于激光器长期频率稳定性的测量，包括了外腔半导体激光器系统、原子蒸汽池、光电探测器，结构复杂，成本较高；同时，没有针对高压数据进行采集的模块，不适用于高压数据采集处理。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于labview的高压数据采集处理系统和方法。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种基于labview的高压数据采集处理系统，包括：高压信号采集模块、数据采集卡、计算机和labview虚拟仪器，所述高压信号采集模块连接数据采集卡，所述数据采集卡连接计算机，所述labview虚拟仪器运行在计算机上；

4、所述高压信号采集模块用于连接高压被试品，采集高压信号，通过高压传感器进行信号隔离，将高压信号转换为低压信号；

5、所述数据采集卡用于将低压信号转换为数字信号；

6、所述计算机用于运行labview虚拟仪器，进行数据分析和结果显示；

7、所述labview虚拟仪器用于设计图形化界面，实时数据采集、存储和实时分析。

8、优选地，所述高压信号采集模块包括高压传感器、信号处理子模块，所述高压传感器连接信号处理子模块；

9、所述高压传感器用于信号隔离，将高压信号转换为低压信号；

10、所述信号处理子模块用于处理低压信号，使信号保持稳定。

11、优选地，所述信号处理子模块包括整流单元、滤波单元和稳压单元，所述整流单元连接滤波单元，所述滤波单元连接稳压单元；

12、所述整流单元用于将信号整流，将交流电信号转换为直流电信号；

13、所述滤波单元用于将信号滤波，使信号平滑；

14、所述稳压单元用于稳压信号，使信号保持稳定。

15、优选地，所述高压传感器为高压霍尔传感器或电压互感器。

16、优选地，所述数据采集卡包括采样子模块、量化子模块和编码子模块，所述采样子模块连接量化子模块，所述量化子模块连接编码子模块；

17、所述采样子模块用于以固定时间间隔对低压信号进行取值，将连续的低压信号分割成离散数据点；

18、所述量化子模块用于将离散数据点映射至数字值；

19、所述编码子模块用于以二进制代码表示数字值。

20、优选地，所述labview虚拟仪器包括daqmx任务子模块、采集循环子模块和分析子模块；

21、所述daqmx任务子模块用于根据采样通道、采样时间间隔和每通道采样数获取信号数据；

22、所述采集循环子模块用于构建循环任务，循环采样，所述采集循环子模块设置有外部开关控件和时钟延时；

23、所述分析子模块用于处理信号数据，实现实时波形显示、趋势分析和数据导出。

24、优选地，所述daqmx任务子模块包括通道单元、时钟单元和读取函数；

25、所述通道单元用于配置数据采集卡任务，设置数据采集卡的采样通道；

26、所述时钟单元用于设置时钟源，根据时钟源设置采样时间间隔；

27、所述读取函数包括每通道采样数。

28、一种基于labview的高压数据采集处理方法上述的高压数据采集处理系统实现，包括以下步骤：

29、s1、构建采集循环子模块，通过labview虚拟仪器设置采样通道、采样时间间隔和每通道采样数；

30、s2、通过高压信号采集模块采集高压信号，并将高压信号转换为低压信号；

31、s3、通过数据采集卡将低压信号转换为数字信号；

32、s4、labview虚拟仪器根据采样通道、采样时间间隔和每通道采样数获取信号数据；

33、s5、通过labview虚拟仪器处理信号数据；

34、s6、通过采集循环子模块回到步骤s2，直到通过外部开关控件关闭循环。

35、优选地，所述通过labview虚拟仪器设置采样通道、采样时间间隔和每通道采样数包括以下步骤：

36、通过通道单元配置数据采集卡任务，所述数据采集卡的任务包括采样通道；

37、通过时钟单元设置时钟源，根据时钟源设置采样时间间隔；

38、设置读取函数的属性，所述读取函数的属性包括每通道采样数。

39、优选地，所述数据采集卡任务包括输入接线端配置和物理通道；

40、所述配置数据采集卡任务具体指：输入接线端配置选择差分输入，物理通道选择dev1/ai0通道；

41、所述设置时钟源具体指：将时钟源设置为板载时钟源；

42、所述设置读取函数的属性具体指：设置属性为模拟信号/多通道/多采样/模拟1d波形，其中每通道采样数设置为-1。

43、本发明的有益效果在于：

44、实现了高压数据采集处理，通过数据采集卡和传感器，确保采集数据的准确性；通过labview虚拟仪器实时处理数据，在数据采集的同时进行实时分析和监控；基于图形化界面的labview虚拟仪器，可以通过简单的操作界面进行数据采集、分析和处理，无需复杂的编程背景，学习成本低；系统可根据需要方便地进行硬件拓展和软件编程修改，以满足不同试验需求。