Author(s):

　　Chris Koehler - G Systems

　　Industry:

　　Aerospace/Avionics

　　Products:

　　Signal Conditioning, LabVIEW, Data Acquisition

　　The Challenge:

　　提供一個係統
，在飛行中的直升機上進行可變通道數目和傳感器類型的數據采集。

　　The Solution:

　　開發一個可配置的LabVIEW應用，以采集來自SCXI模塊和其他DAQ板卡的調理後的信號。

　　"我們利用SCXI和LabVIEW，開發了一個高度可配置的、易於使用的數據采集工具，用於直升機飛行中的數據測量。"

　　一個支持不同輸入信號的靈活係統

　　我們公司――全球直升機技術有限公司（GHTI）位於得克薩斯州的阿靈頓市，為商用直升機提供了各種服務，如引擎集成工具集的升級、認證和供應。我們通過測量如振動、機械張力和引擎溫度等數值，力圖在飛行過程中表征一個飛行器的物理行為。為改善其現有的測量係統
，我們與G係統公司簽訂合同，利用NI軟硬件開發一個新型數據采集係統。Huey T53-703 就是使用GHTI 新的數據采集係統的直升機代表。

　　該係統要求對不同類型的輸入信號、采(cai)樣(yang)速(su)率(lv)和(he)硬(ying)件(jian)配(pei)置(zhi)進(jin)行(xing)靈(ling)活(huo)的(de)設(she)置(zhi)。通(tong)常(chang)，我(wo)們(men)無(wu)法(fa)在(zai)單(dan)次(ci)測(ce)試(shi)飛(fei)行(xing)中(zhong)獲(huo)得(de)所(suo)有(you)需(xu)要(yao)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)，因(yin)此(ci)
，我(wo)們(men)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)多(duo)次(ci)飛(fei)行(xing)，每(mei)次(ci)有(you)不(bu)同(tong)的(de)測(ce)量(liang)重(zhong)點(dian)。一(yi)個(ge)最(zui)初(chu)的(de)飛(fei)行(xing)或(huo)許(xu)關(guan)注(zhu)於(yu)振(zhen)動(dong)的(de)高(gao)速(su)測(ce)量(liang)
，而(er)第(di)二(er)次(ci)飛(fei)行(xing)或(huo)許(xu)監(jian)測(ce)溫(wen)度(du)、張力和加速度。通道數可以在少於十到數百的範圍內變化，而采集速率可以高達20kHz。由you於yu直zhi升sheng機ji的de空kong間jian非fei常chang寶bao貴gui，因yin此ci
，我wo們men不bu得de不bu使shi硬ying件jian盡jin可ke能neng小xiao而er緊jin湊cou。同tong時shi，我wo們men的de軟ruan件jian應ying生sheng成cheng二er進jin製zhi數shu據ju文wen件jian，並bing提ti供gong一yi種zhong方fang式shi在zai飛fei行xing完wan成cheng之zhi後hou快kuai速su瀏liu覽lan數shu據ju，以yi驗yan證zheng數shu據ju的de完wan整zheng性xing。

　　從地麵進行控製的空中測試

　　為支持高通道數與各種信號類型，我們選擇一個SCXI係統以及多個獨立的DAQ板卡。我們采用具有高端CPU和大空間RAM的標準PC。我們選擇LabVIEW作為開發環境
，以方便地在單個應用中構建數據采集兼容性
、文件I/O 和分析功能。該應用檢測所安裝的數據采集板卡和SCXI模(mo)塊(kuai)
，並(bing)相(xiang)應(ying)地(di)更(geng)新(xin)顯(xian)示(shi)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)加(jia)載(zai)保(bao)存(cun)的(de)通(tong)道(dao)配(pei)置(zhi)，並(bing)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)創(chuang)建(jian)新(xin)的(de)配(pei)置(zhi)。當(dang)先(xian)前(qian)保(bao)存(cun)的(de)配(pei)置(zhi)與(yu)當(dang)前(qian)的(de)硬(ying)件(jian)組(zu)合(he)不(bu)匹(pi)配(pei)時(shi)，該(gai)程(cheng)序(xu)會(hui)給(gei)出(chu)通(tong)知(zhi)信(xin)息(xi)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)為(wei)這(zhe)一(yi)單(dan)次(ci)應(ying)用(yong)輸(shu)入(ru)刻(ke)度(du)信(xin)息(xi)、注釋和信號調理參數。

　　weilemanzukongjianxuqiu，womenzaifeixingceshizhongmeiyoushiyongjianshiqihejianpan。shijishang
，womenshiyongyigexiaochicundejiyuchuankoudeyuanchengkongzhidanyuan，yizhixingfeixingzhongdeqidongceshiyutingzhiceshidejibengongneng。gaidanyuanhaitigongleguanyucaijizhuangtai（包括當前記錄數、錯誤信息和剩餘硬盤空間）的反饋。該控製器具有四行20 個字符和16 個可編程的功能鍵，並使用標準的RS232 協議。我們可以自行標注這些功能鍵
，並對其進行編程，使其壓下時發出蜂鳴聲或一個字符串。在本項目中，我們指定測試開始、測試停止和請求剩餘磁盤空間的按鈕。

　　當我們完成測試配置，該應用立即為數據采集做好準備。該應用等待GUIshangdeyicishubiaodianjihuolaizikongzhiqideyicianniu，yikaishishujucaiji。ruguojisuanjiyinweirenheyuanyinerzhongxinqidong
，tahuizidongdizhongxinkaishigaiyingyong，jiazaizuijinshiyongdepeizhi
，bingyitongyangdefangshizuohaoshujucaijizhunbei。danggaiyingyongkeyizaicikaishishujucaijishi，yuanchengkongzhiqitongguofengmingshenghexinxitixingyonghu。

　　與傳感器數據同步的實時音頻信號

　　該應用在飛行中產生二進製數據文件
，以加速文件I/O並(bing)節(jie)省(sheng)硬(ying)盤(pan)空(kong)間(jian)。在(zai)地(di)麵(mian)上(shang)，我(wo)們(men)通(tong)過(guo)後(hou)續(xu)分(fen)析(xi)屏(ping)幕(mu)查(zha)看(kan)文(wen)件(jian)，以(yi)驗(yan)證(zheng)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)所(suo)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)。然(ran)後(hou)，我(wo)們(men)將(jiang)文(wen)件(jian)直(zhi)接(jie)導(dao)入(ru)到(dao)一(yi)個(ge)第(di)三(san)方(fang)程(cheng)序(xu)進(jin)行(xing)後(hou)續(xu)分(fen)析(xi)。該(gai)應(ying)用(yong)在(zai)飛(fei)行(xing)中(zhong)記(ji)錄(lu)原(yuan)始(shi)電(dian)壓(ya)或(huo)通(tong)道(dao)數(shu)等(deng)數(shu)據(ju)，並(bing)在(zai)飛(fei)行(xing)後(hou)將(jiang)其(qi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)工(gong)程(cheng)單(dan)位(wei)（赫茲、華氏溫度或其他）。我wo們men在zai飛fei行xing完wan成cheng後hou進jin行xing數shu據ju處chu理li，以yi充chong分fen利li用yong所suo有you飛fei行xing中zhong采cai集ji到dao的de數shu據ju資zi源yuan。通tong過guo將jiang所suo有you不bu必bi要yao的de計ji算suan推tui遲chi至zhi測ce試shi完wan成cheng，我wo們men可ke以yi實shi現xian最zui高gao的de可ke能neng數shu據ju采cai集ji速su率lv。

　　通tong常chang
，我wo們men指zhi定ding模mo擬ni輸shu入ru通tong道dao中zhong的de一yi條tiao通tong道dao作zuo為wei音yin頻pin輸shu入ru。我wo們men利li用yong該gai通tong道dao記ji錄lu導dao航hang員yuan關guan於yu自zi己ji所suo執zhi行xing的de操cao作zuo的de評ping論lun。分fen析xi過guo程cheng中zhong的de數shu據ju解jie碼ma更geng為wei方fang便bian，因yin為wei我wo們men可ke以yi實shi時shi回hui放fang音yin頻pin信xin號hao與yu傳chuan感gan器qi信xin號hao。在zai音yin頻pin回hui放fang的de同tong時shi，後hou續xu分fen析xi屏ping幕mu上shang光guang標biao掃sao過guo數shu據ju。音yin頻pin數shu據ju最zui終zhong轉zhuan換huan為wei一yi個ge.WAV文件，因此我們即使在沒有LabVIEW應用程序的情況下，也可以進行回放。我們可以記錄任何頻率的音頻信號，但當頻率低於8 kHz時聲波質量開始下降。該應用對波形進行內插處理的速率將其提高到8 kHz（或者更高
，如果可能），以創建一個標準.WAV 文件。

　　我們利用SCXI和LabVIEW，開發了一個高度可配置的、易(yi)於(yu)使(shi)用(yong)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)工(gong)具(ju)，用(yong)於(yu)直(zhi)升(sheng)機(ji)飛(fei)行(xing)中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)測(ce)量(liang)。該(gai)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)支(zhi)持(chi)任(ren)意(yi)組(zu)合(he)的(de)可(ke)用(yong)硬(ying)件(jian)
，並(bing)可(ke)以(yi)擴(kuo)展(zhan)吸(xi)納(na)新(xin)的(de)硬(ying)件(jian)。單(dan)個(ge)應(ying)用(yong)提(ti)供(gong)了(le)到(dao)工(gong)程(cheng)單(dan)位(wei)的(de)轉(zhuan)換(huan)、快速察看數據的能力和音頻回放的功能。與先前係統的性能相比，該係統所采用的方法在更少的時間內為GHTI提供了更好的數據。該係統獲得的測量數據為表征和改進該公司的現有飛行器提供了寶貴信息。