虚拟仪器技术在电气工程综合作业中的应用(2)

NI公司的USB数据采集器、DPO4054示波器、av4033频谱分析仪作为主要的单元，共设计四个模块：硬件采集模块、接口模块、数据滤波模块及数据分析模块。 1.硬件采集模块：高压实验需要监测高压试品各方面的信号，最主要的是试品电压和电流信号，特别是电流信号，并不一定是50Hz频率，需要根据综合作业的目的灵活选择硬件种类，USB数据采集器需要编写程序设定采集器的参数如采样率等，DPO4054示波器、av4033频谱分析仪需要通过接口从仪器中提取数据。 2.接口模块：硬件不同，接口形式也不同，存在USB、PCI、RS232及网口等多种接口形式，而LabVIEW VISA是应用于仪器编程的标准I/0应用程序接口，是工业界通用的仪器驱动器标准API（应用程序接口），采用面向对象编程，具有很好的兼容性、扩展性和独立性。可用一个API控制包括VXI、GPIB及串口仪器在内的不同种类的仪器支持多平台工作、多接口控制，是一个多类型的函数库。在LabVIEW中编写的VISA接口程序，当外部硬件设备变更时，只需要更换接口模块即可使用，丰富的接口，虚拟仪器快速的开发环境为学生提供了自由发挥和自主设计的开阔空间。 3.数据滤波模块：由于现场高压的干扰，测量到的泄漏电流波形有较多的高频干扰成份，为此，对所采集到的信号进行滤波、去噪等信号处理显得尤为重要。针对不同的信号和不同频率的干扰信号，采用不同的线性滤波方法和非线性滤波方法，学生可通过处理实际的波形信号实现对学生灵活运用数学能力的考察。LabVIEW具有大量的数字滤波函数和交互式工具，方便学生快速实现滤波功能，通过数据滤波模块的练习，可让学生深刻理解到高压信号的特点及高压测量特殊之处。 4.数据分析模块：高压实验中试品上温度、电压、电流信号均可表征试品绝缘状态的变化。如试品上的电压突然降低表征其绝缘已完全被击穿，电流较小说明试品绝缘状态良好。针对不同的试品及综合作业任务不同，需灵活开发不同的分析程序。数据分析模块能让学生较好的理解高压设备的不同状态，获得高压设备状态评价的基本理论和方法。 通过采集界面模块实现人机对话并在控制采集硬件工作，获取电压电流信号后对信号进行数据滤波处理然后存储分析数据，获得实验结果，高电压测量系统的四个模块构成了一个完整的系统又不缺灵活性，有利于高电压测量系统的综合设计。 五、总结 利用虚拟仪器软件（LabVIEW）建立多个高压实验的任务模块，提高学生实际动手能力，在充分利用现有高压实验设备的基础上较好地完成了电气工程综合作业改革任务，有利于增强学生综合设计和实践创新的能力。

文章来源：《高电压技术》 网址: http://www.gdyjszzs.cn/qikandaodu/2020/0907/331.html