0 引 言

　　傳感器原理實驗臺由一些分立元件組成的電路和指針式儀表構成，實驗結果往往不是很穩(wěn)定，而且以電流、電壓形式顯示的結果不是很直觀。為了提高實驗教學質(zhì)量，將傳感器實驗臺的輸出送入計算機進行顯示與數(shù)據(jù)處理。該系統(tǒng)人機界面友好，操作簡單方便，已成功地應用于實驗教學中，且效果良好。

　　1總體設計

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

　　該系統(tǒng)采用PCIl711數(shù)據(jù)采集卡作為PC機與傳感器實驗臺之間的接口。

　　2 系統(tǒng)介紹

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用Visual Basic 6．0實現(xiàn)，該系統(tǒng)能夠?qū)SY傳感器實驗臺的實驗數(shù)據(jù)進行采集存儲、處理以及圖形顯示等操作。參數(shù)設定設置實驗名稱、操作學生信息。數(shù)據(jù)采集分單次采集，連續(xù)采集2種。數(shù)據(jù)顯示分簡單顯示和線性擬合顯示2種。其他有數(shù)據(jù)打印、存儲等。系統(tǒng)軟件結構圖如圖2所示。

　　3 信號采集程序設計

　　選中“數(shù)據(jù)采集”，將出現(xiàn)如圖3所示窗體。窗體提示將要選擇采集數(shù)據(jù)的方式，是單次數(shù)據(jù)采集或是連續(xù)數(shù)據(jù)采集。單次數(shù)據(jù)采集窗體功能實現(xiàn)的流程圖如圖4所示。連續(xù)數(shù)據(jù)采集方式和單次數(shù)據(jù)采集基本相似，只是在單次數(shù)據(jù)采集程序的基礎上加上一個FOR循環(huán)。

　　4 數(shù)據(jù)顯示

　　數(shù)據(jù)顯示有2種：一是將數(shù)據(jù)顯示在文本框中；二是將數(shù)據(jù)顯示在坐標中，并進行線性化處理。

　　4．1 數(shù)據(jù)在文本框中顯示

　　數(shù)據(jù)在文本框中是一個個以順序的形式顯示的。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)在文本框中顯示比較簡單，但是要解決的問題是如何將文本框中的數(shù)據(jù)的每一行讀取出來。win-dows API提供有讀取TextBox第N行的功能，在實現(xiàn)文本框中的每一行數(shù)據(jù)的讀取后，再把每一行的值賦給MSFlexGrid控件的TextMatrix屬性，做一個FOR循環(huán)，這樣就可以實現(xiàn)采集卡數(shù)據(jù)的圖表顯示。

　　4．2 數(shù)據(jù)顯示在坐標中

　　繪制實時采集數(shù)據(jù)曲線是為了實時觀測，以便掌握實時采集數(shù)據(jù)變動的趨勢，使曲線顯示效果達到。繪制曲線前要將需要的繪圖范圍及坐標軸的尺寸刻度設定好，然后根據(jù)速度測量結果及采集時間繪制實時測量曲線。

　　首先設置坐標軸與網(wǎng)格。新建Form，將屬性name設為lanxu，在窗體上添加控件Picturebox作為趨勢圖的顯示容器，在Pict．urebox上繪制坐標軸(在后面的坐標第繪制部分將講到)，橫坐標軸是位移量，利用控件將z軸分為20格，每格代表移動0．5 mm，將．y軸分為10格，每格代表電壓1 V。

　　在做好上述步驟的基礎上，利用Picturebox的Line方法得到如圖5所示的較為理想的實時曲線繪制效果。

　　5 數(shù)據(jù)線性化處理

　　根據(jù)一組測量數(shù)據(jù)求回歸方程的具體做法主要包括以下2個方面：首先確定數(shù)學表達式即回歸方程的類型；其次，確定回歸方程的及常數(shù)項α、β等數(shù)值。這里采用二乘法進行曲線擬和。

　　根據(jù)二乘法原理，解下面的聯(lián)立方程就可以求出a，β等的估計值。

　　由于在實踐中大量存在線性關系，在小范圍內(nèi)非線性關系又可以近似為線性關系，所以用正規(guī)方程求待定參數(shù)的一個常見的特例就是回歸為線性，即求出關系式：y=a+βx中a，β的情況。解下式：

　　其擬合功能實現(xiàn)如下：

　　經(jīng)過擬合后的圖形如圖6所示。

　　6 結 語

　　基于傳感器實驗臺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將傳感器實驗過程清晰地展現(xiàn)在學生面前，使學生能夠了解數(shù)據(jù)的變化趨勢和浮動范圍等。在對數(shù)據(jù)處理顯示的同時也可以將數(shù)據(jù)存儲起來。系統(tǒng)不僅可以完成傳感器的靜態(tài)實驗，還可以完成簡單的動態(tài)實驗，提高了實驗的可靠性和性。通過學生使用證明，它可以很好地對實驗數(shù)據(jù)進行采集處理以及顯示等功能的實現(xiàn)，可以很好地完成多門課程的實驗。