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摘 要

虚拟仪器技术在各类测试、控制过程中，有着广泛的应用^[1]。由于它具有高性能的模块化硬件、研发时间短、集成能力强等优点^[2]。在电力系统各个方面，如电力系统参数测量与分析、电力系统设备检测与状态监测、电力系统仿真中得到了广泛应用.相信随着电力系统理论的不断发展和用户需求的不断增加,虚拟仪器技术必将取代传统仪器在电力系统中得到进一步发展和应用^[3]。虚拟仪器有很多的功能，例如它的高性能模块化硬件、研发过程当中使用的时间比较短，集成能力比较强、扩展性能比较全面。在各类的测试、测量过程当中以及自动化的使用都是采用了它高性能这一方面上的特点^[4]。

文章叙述了虚拟仪器技术的特点和发展，进行了基于LabVIEW和数据采集卡PCI-6221的录波仪的设计。首先介绍了虚拟仪器的发展前景和空间，然后介绍了数据采集的一些基本理论。最后重点介绍了基于LabVIEW电路过渡过程的监测系统，给出了相应的设计框图。

该系统能够连续的采集和记录一个周期的波形，能够采集和存储突发过渡过程的详细参数，还能够记录正常情况下的少量数据，但是该系统也存在一些不足之处。

关键词：虚拟仪器 监测系统 数据采集

Abstract

Virtual instrument technology is widely used in all kinds of test and control processes. It has the advantages of high performance modular hardware, short development time and strong integration capability. It is widely used in various aspects of power system, such as power system parameter measurement and analysis, power system equipment detection and condition monitoring, power system simulation. It is believed that with the development of power system theory and the increase of user's demand, virtual instrument technology will replace traditional instruments in power system. Virtual instrument has a lot of functions, such as its high-performance modular hardware, Short time in R amp; D process, strong integration capability and comprehensive expansion performance. In various types of testing, measurement process and the use of automation are used in its high-performance aspects of the characteristics.

This paper describes the characteristics and development of virtual instrument technology, and designs the recorder based on LabVIEW and data acquisition card PCI-6221. The Development Prospect and space of virtual instrument are introduced firstly, and then some basic theories of data acquisition are introduced. At last, the monitoring system of circuit transition process based on LabVIEW is introduced, and the corresponding design block diagram is given.

The system can continuously collect and record a cycle of waveforms, collect and store detailed parameters of the sudden transition process, and record a small amount of data under normal conditions. However, there are some shortcomings in the system

Key words: Virtual instruments, monitoring systems, data acquisition

目录

第一章 绪论 4

1.1研究的背景及意义 4

1.2国内外研究现状 4

1.3.LabVIEW开发软件 6

第二章 数据采集方案设计 9

2.1数据采集系统的构成 9

2.2数据采集卡的选择 9

2.2.1概述与应用 10

2.2.2 NI PCI-6221特点 10

2.2.3 技术参数 11

2.3信号调理 12

2.4测量系统的连接方式 13

2.5本章小结 16

第三章 系统设计方案 17

3.1 系统总体结构设计 17

3.2数据采集模块设计 17

3.3连续采集方案 19

3.4系统参数测量原理及方案设计 21

3.4.1 基本电路参数测量原理 21

3.4.2基本电路参数测量模块设计 21

3.4.3电路过渡测量程序原理及方案设计 22

3.5本章小结 22

第四章 系统程序设计 23

4.1连续采集和存储 23

4.2连续采集和索引存储 24

4.3电路过渡过程测量的设计与实现 25

4.4本章小结 27

第五章 总结 28

参考文献 29

第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

伴随着互联网的快速发展，推动了电子集成电路的相关应用的推动，在电子仪器方面上的使用在测量方面发生啦巨大的改变，其中以虚拟仪器概念的出现和发展最为突出^[5]，早在上世纪80年代，虚拟仪器就的定义就已经被一个公司提出来，这个概念是在计算机技术上提出来，它的提出使得虚拟技术得以高速的发展，推动了现代的测试技术的进程^[6]。多年后以总线系统为基础的虚拟仪器问世。在电力系统各个方面，如电力系统参数测量与分析、电力系统设备检测与状态监测、电力系统仿真中得到了广泛应用^[7].相信随着电力系统理论的不断发展和用户需求的不断增加,虚拟仪器技术必将取代传统仪器在电力系统中得到进一步发展和应用^[8]。我们这里讲的虚拟仪器，在计算机技术上其实就是我们常说的软件和硬件，这样称呼仿佛操作者在操作的时候使用的一种专业上的测量仪器，并且还能够把数据有效的储存起来，以便于观察和分析^[9]。

1.2国内外研究现状

虚拟仪器正在飞速的发展中。它能够将过去我们使用的测量仪器取代掉，使得测量仪器朝着虚拟的方向去发展^[10]，现在我们将会详细的介绍国际上虚拟仪器的开发现状，主要的内容包括了它的开发历程以及开发的环境^[11]。

仪器的使用实质上就是依据计算机技术发展的程度，然后进行不断的创新，一直是更方面领域的人们所青睐的研究项目^[12]。虚拟仪器是当代互联网与电子科技化的产物，人类对于它的创作推动了测试技术进入了全新的阶段^[13]。伴随着计算机信息技术的越来越系统化以及完善，而且计算机技术的功能变得越来越强，所以以及计算机技术发展的测试技术目前也变得越来越适应于当下的环境当中，它里面含有强大测试系统^[14]。人们在使用这个系统的时候，可以将其利用在不同的环境当中，这样避免了过去测试仪器只能使用在一处的弊端。它的使用使得传统的测试系统推出了舞台。当下是互联网的全新的时代，只有顺应潮流，才不会在世界的 大舞台下落伍，所以借助计算机技术的虚拟测试很适合适宜的赶上了这趟“班车”^[15]。测试系统在设计的过程当中根据自身的特点，有效的完成了自动的控制系统，建立了适合自己的发展方向，从而带动了整个行业的发展^[16]。

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