实时采集数据绘图及多种数据保存方式程序设计

0引 言

　　在测量工作过程中往往要求实时采集数据绘制波形图，并以不同保存方式保存真实的反映测试过程的测量数据。如直流稳压电源计量检定过程中要求在某一时间间隔内，对被检直流稳压电源的输出幅度稳定度进行测量，即测量输出幅度值随时间的变化情况，可利用计算机通过GPIB接口卡控制Agilent34401A数字电压表进行测量是没有任何问题的，如果要求真实反映被测物理量在一定时间间隔内的变化趋势，必须以波形方式显示测量数据才能满足要求，一般情况下有下列几种方法：(1)根据测量数据手工绘制波形图，当测量数据比较多时绘制烦琐容易出现差错，不具有实时性，不能适应科学技术高速发展的今天。(2)采用波形记录仪是比较简单的方法，但需要增加硬件费用。(3)根据测量要求设计实时采集数据绘制波形图程序，可以克服以上不足。针对这一要求，在Lab-VIEW 8.5开发环境下，设计了直流稳压电源输出幅度稳定度测量程序，在测量程序管理下，计算机通过GPIB接口卡控制Agilent34401A实现幅度测量数据采集，并以波形方式实时显示测量结果，此方法简单实用、以最高效率、最低软件开发成本得到最佳的效果，提高了人机交互性能，对使用者带来了极大的方便，具有较高的应用、借鉴价值。在这里把程序的原代码提供给读者，不必做修改就可以直接应用。

1 Graph和Chart控件简介

　　Graph和Chart控件是LabVIEW测量数据显示功能中的2种基本的元素，数据显示是指将程序中使用或生成的数据以图形或图表的形式显示或实时显示出来。Graph和Chart这两个词都可以译为"图"，但是在LabVIEW中它们有着很大的差别。一般来说，Graph则是对已采集数据进行事后处理，它先得到所有需要显示的数据，然后根据实际要求将这些数据组成所需的图形一次性显示出来。Chart可以称为"记录图"，它将数据在坐标系中实时、逐点(或者一次多个点)地显示出来，可以反映被测物理量的变化趋势，与传统的模拟示波器、波形记录仪的显示方式相仿。在图2程序图中椭圆框1是启动程序运行后，

2程序设计

　　在图1所示的人机交互界面中，可以根据测量要求在程序开始或运行中通过"采集点间隔(s)"任意设置测量时间间隔。在该界面中，测量时间间隔设置的是"2"秒。单击"开始测量"程序运行，程序运行一段时间后，可根据波形中描绘的曲线来分析被测物理量的变化趋势，当认为采集的数据满足需要时单击"停止测量"程序停止运行，此时单击"保存数据"将波形中的测量数据以波形文件的形式进行保存，单击"打印波形"时会将界面中的波形图写入到Word文本中。"保存数据"和"打印波形"功能都是为测量结果存档，整理测量报告而设计的。"打印波形"、"保存波形数据"、"停止测量"、"打印波形"、"保存表格数据"、"保存界面"、"保存波形"功能无效；椭圆框2是"开始测量"和"退出程序"功能有效，这样设计是为了避免误操作；当使用Chart图形显示控件显示波形，其X轴的显示格式设置为Absolute Time(绝对时间)时，则其显示的起始时间为1904-1-1 8：00，不是当前系统时间，如何将起始时间设置为当前系统时间，一般采用属性节点方法：(1)函数面板→编程→定时→获取日期／时间(秒)节点，获取当前时间；(2)函数面板→编程→数值→转换→转换为双精度浮点数节点，将当前时间转换为Double类型；(3)利用Chart图形显示控件的属性节点XSeale.offset并设置为写的方式，然后将转换为Double类型的时间写入到这个属性中，如图椭圆框12所示，即得到波形的起始时间t0；椭圆框11通过调节"采集点间隔(s)"值，从而即得到波形中数据点间的时间间隔dt(以秒为单位)，同时该时间间隔也是Agilent34401A实现电压测量功能数据采集的时间间隔；椭圆框13实现当采集的数据满足需要时停止测量，此时"打印波形"、"保存波形数据"功能有效，"停止测量"功能无效；椭圆框10利用VISA函数，通过GPIB接口卡控制Agilent34401A实现电压测量功能，并利用"分数／指数字符串至数值转换.VI"将得到的字符串信息转换数字，以便后边进行波形显示；椭圆框8将Agilent34401A测量数值Y、t0、dt通过"创建波形函数.VI"送到Waveform Chart控件中进行显示，利用反馈节点将连接到初始化接线端的值作为第一次循环或运行的初始值，然后将上一次循环的结果保存以用于此后的每次循环，从而实现测量数据波形连续显示；椭圆框9通过"获取日期／时间(秒).VI"返回LabVIEW系统时间的时间标识，再利用"格式化日期／时间字符串.VI"按指定格式化输出字符串的格式输出日期／时间字符串，并同Agilent34401A电压测量值通过"创建数组.VI"组成数组添加到"测量结果表格显示"表格控件中进行显示；椭圆框3实现将Waveform Chart控件显示波形写入到Word文本中如图3所示，其中用到的打印子Ⅵ程序如图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"。

　　椭圆框4利用"写入波形至文件.VI"实现将波形中的测量数据存盘；椭圆框5利用"写入电子表格文件.VI"实现将"测量结果表格显示"的二维数组转换为文本字符串，将字符串写入新的字节流文件或将字符串添加到现有文件中；椭圆框6利用"当前VI路径.VI"、"打开VI引用.VI"和"调用节点.VI"实现程序界面的保存，其实现的结果如图1所示；椭圆框7利用Waveform Chart控件的导出图像调用节点，得到如图5所示的结果。

3结 论

　　通过以上介绍可以看出，利用计算机通过GPIB接口卡控制Agilent34401A数字电压表，对直流稳压电源输出幅度稳定度的测量绘制的波形图，能反映被测物理量在一定时间间隔内的变化趋势，从测量程序前面板测量结果来看，程序中很好地解决了采集数据时间间隔与波形同步显示数据的问题，系统满足设计要求，具有良好的人机交互界面、人性化设计，完全满足测量要求，经应用证明其功能完全替代波形记录仪，具有一定的应用价值。