1、数 据 采 集 系 统实验指导书杭州电子科技大学自动化学院二OO三年六月实验一 ：Agilent34970A数据采集仪基本操作实验一、实验目的1了解Agilent34970A数据采集仪的基本结构和功能。2了解Agilent34901A测量模块的基本功能和工作原理。3学习Agilent34970A数据采集仪使用面板进行数据采集的方法。二、实验要求1根据Agilent34970A数据采集仪用户手册，掌握各开关、按钮的功能与作用。2通过Agilent34901A测量模块，分别对J型热电偶、Pt100、502AT热敏电组、直流电压、直流电流进行测量。 三、实验内容与步骤1实验准备1.1 Agilent
2、34970A数据采集仪的基本功能与性能。Agilent 34970A数据采集仪是一种精度为6位半的带通讯接口和程序控制的多功能数据采集装置，外形结构如图1、图2所示：图1 Agilent34970A数据采集仪外形图2 Agilent34970A数据采集仪后背板其性能指标和功能如下：1 仪器支持热电偶、热电阻和热敏电阻的直接测量，具体包括如下类型：热电偶：B、E、J、K、N、R|T型，并可进行外部或固定参考温度冷端补偿。热电阻：R0=49至2.1k,=0.000385(NID/IEC751)或=0.000391的所有热电阻。热敏电阻：2.2 k、5 k、10 k型。2 仪器支持直流电压、直流电流
3、、交流电压、交流电流、二线电阻、四线电阻、频率、周期等11种信号的测量。3 可对测量信号进行增益和偏移(Mx+B)的设置。4 具有数字量输入/输出、定时和计数功能。5 能进行度量单位、量程、分辨率和积分周期的自由设置。6 具有报警设置和输出功能。7 热电偶测量基本准确度：1.0，温度系数：0.03。8 热电阻测量基本准确度：0.06，温度系数：0.003。9 热敏电阻测量基本准确度：0.08，温度系数：0.003。10 直流电压测量基本准确度：0.002+0.005(读数的+量程的)。11 直流电流测量基本准确度：0.08+0.01(读数的+量程的)。12 电阻测量基本准确度：0.008+0.
4、001(读数的+量程的)。13 交流电压测量基本准确度：0.05+0.04(读数的+量程的)（10Hz20kHz时）。14 交流电流测量基本准确度：0.1+0.04(读数的+量程的)（10Hz5kHz时）。15 频率、周期测量基本准确度：0.01(读数的)（40Hz300kHz时）。16 具有系统状态、校准设置和数据存储等功能。1.2 Agilent34970A数据采集仪的面板按钮功能与作用。Measure1 在所显示的通道上配置测量参数： 在显示的通道上选择测量功能（直流电压、电阻等）； 选择温度测量的传感器类型； 选择温度测量的单位（、K）； 选择测量量程或自动量程设置； 选择测量量程分辨
5、率； 将测量配置复制和粘贴到其它通道。2Mx+B 为所显示的通道配置定标参数： 为所显示的通道设置增益（“M”）和偏移（“B”）值； 进行零测量并将它作为偏移量存储； 为所显示的通道指定自定义标记（RPM、PSI等）；3Alarm 在所显示的通道上配置报警： 选择四个报警之一来报告所显示的通道上的报警条件； 为所显示的通道配置上限、下限或两者； 配置将启动报警的位模式（只适于数字输入）4Alarm out 配置四个报警输出的硬件线路： 清除四个报警输出线路的状态； 为四个报警输出线路选择“Latch（锁存）”或“Track（跟踪）；”模式； 为四个报警输出线路选择斜率（上升沿或下降沿）。5in
6、terval 配置控制扫描间隔的事件或动作： 选择扫描间隔方式（间隔、手动、外部或报警）； 选择扫描计数。6Advanced 在所显示的通道上配置高级测量特性： 在所显示的通道上配置测量的积分时间； 设置扫描时的通道至通道延时； 允许/禁止热电偶检查功能（只适于T/C测量）； 选择参考结来源（只适于T/C测量）； 允许/禁止偏移补偿（只适于电阻测量）； 为数字操作选择二进制或十进制方式（只适于数字输入/输出） 配制计数器复位模式（只适于计数器）； 为计数器操作选择所检测的沿（上升或下降）。7Utility 配置系统相关的仪器参数： 设置实时系统时钟和日历； 查询主机和所安装模块的固件版本； 选
7、择仪器的开机配置（上一个或出厂复位值）； 允许/禁止内部数字万用表； 加密/解密仪器以便校准。8View 查看读数、报警和错误： 从存储器中查看最后100个扫描读数（最后、最小、最大和平均）； 查看报警队列中的前20个报警（出现报警的读数和时间）； 选择仪器的开机配置（上一个或出厂复位值）； 查看错误队列中的10个错误； 读取所显示继电器的开关次数（继电器维护特性）。9St0/Rcl 存储和调用仪器状态： 在非易失性存储器中存储5种仪器状态； 为每个存储位置指定一个名称； 调用所存储的状态、关机状态、出厂复位状态或预置状态。10Mon 监视所选的通道。11Scan 运行扫描并将读数存储在存储器
8、中：12Read 读取数据。 13Write 编辑数据数据。14 选择通道、参数。15 选择槽数、查看多个数据16Open 打开多路转换器上的所定的通道（即断开通道）。 17Close 关闭多路转换器上的所定的通道（即闭合通道）。2实验内容：分别将1个J型热电偶、1个P t100（=0.000385）型热电阻、1个5 k型热敏电阻、1个直流电压（0.21.5V）、1个直流电流（10100mA）接到Agilent34901A测量模块（如图3所示）的01、02、03、05、21通道中，并分别对它们进行通道配置，最后采样扫描、读取数据。图3 Agilent34901A测量模块3实验步骤：31 按实验
9、内容的要求将上述传感器和信号引线接到规定通道的接线端，并拧紧固定。具体方法如图4所示： a用一字螺丝刀拧开盖板螺丝。 b将引线接到规定通道的接线端。 c将引线沿槽绕出到出孔处。 d重新盖好盖板并拧紧螺丝。图4 模块接线图32 将Agilent34901A测量模块插入Agilent34970A数据采集仪背部的最上面的槽中（即1#槽）。如图5所示： 图4 模块安装图 33 打开电源开关按钮，设置各通道配置：（以J型热电偶配置为例） 1用 和 按钮、旋扭选择101通道（在显示屏的CHANNEL框中显示出该通道为止）； Measure 2按键，再通过旋转 旋扭，直到显示屏出现TEMPERATURE（温
10、 度）。Measure 3再按键（表示确定并继续设置），再通过旋转 旋扭，直到显示屏出现THERMOCOUPLE（热电偶）。Measure 再按键（表示确定并继续设置），再通过旋转 旋扭，直到显示屏出现J TYPE T/C（J型热电偶，并带冷端补偿）。Measure 5再按键（表示确定并继续设置），再通过旋转 旋扭，直到显示屏出现UNITS (度量单位为摄氏度）。Measure 再按键（表示确定并继续设置），再通过旋转 旋扭，直到显示屏出现DISPLAY .1 (显示精度.1 ）。Measure 再按键，即可完成设置并退出。其余各通道配置类似上述操作，具体步骤略。Scan3 配置各通道后，按按
11、钮开始扫描。View35按按钮，再通过旋转 旋扭，直到显示屏出现READINGS(读数）。View36按按钮（表示确定），即可在显示屏上看到刚才扫描得到的读数，通过旋转 旋扭，可以看到各通道的数据。此外，还可以通过 按钮查看该各通道的最后值、最小值、最大值、平均值等数据。36 将各温度和直流信号的大小，重新采样并观测数据的变化情况。四、实验报告1 总结Agilent34970A数据采集仪基本功能，并分析与A/D采集卡的区别2 写出Pt100热电阻和直流电流通道配置的步骤。实验二 ：Agilent34970A数据采集仪远程操作实验一、实验目的1了解Agilent34970A数据采集仪的远程接口的
12、功能。2了解GPIB总线的结构和工作原理3学习Agilent34901A远程程控指令SCPI语言和程控控制的基本操作方法。4学习VB6.0开发软件控制Agilent34970A数据采集仪的编程方法二、实验要求1掌握仪器远程接口的面板设置方法。2采用VB6.0开发软件进行编程，实现对Agilent34970A数据采集仪进行远程通道配置、数据采集、显示等功能。 三、实验内容与步骤1实验准备1.1 Agilent34970A数据采集仪的远程接口的基本情况Agilent 34970A数据采集仪带有RS-232C和GPIB两种通讯接口，在高精度测量的场合，采用GPIB接口进行通讯时，不但数据通讯质量高、
13、性能稳定，而且传送数据的速度高（大约是RS-232C的10倍）。GPIB是一个数字化的 24脚并行总线，它包括 8条数据线、5条控制信号线、3条挂钩线、 7条地线、1条屏蔽线，使用 8位并行、字节串行的双向挂钩和双向异步通讯方式。由于GPIB的数据单位是字节 (8位 )，数据一般以ASC码字符串方式传送，传送速度一般可达250500KB/S，最高可达1MB/S。GPIB的一个重要特点是联接方式为总线式联接，仪器直接并联在总线上，一个接口可连接14个GPIB接口的仪器，它们相互之间可以直接进行通讯。GPIB有一个控者 (PC机)来控制总线，在总线上传送仪器命令和数据，控者寻址一个讲者、一个或者多
14、个听者，数据串在总线上从讲者向听者传送。将GPIB接口和一般接口系统的结构进行对比，一般接口系统是“一点对一点”传送，而GPIB接口则是“一点对点”传送，由于其传送速率高、系统扩展方便等优点使计算机和仪器之间的关系更为紧密，就象一座桥梁，连接着仪器工业和计算机工业，改变了以往仪器手工操作、单台使用的传统应用方法。不过标准PC机和工控机中均不带GPIB接口，因此，要通过GPIB接口实现对Agilent 34970A数据采集仪的远程控制，必须在PC机中安装一块GPIB接口卡并用一根GIPB电缆与数据采集仪的GPIB接口进行连接，本实验台中的GPIB接口卡和电缆由Agilent公司提供，如图6、图7
15、所示图6 82350B型高速GPIB接口卡 图7 GPIB连接电缆其远程控制的工作原理是：插有GPIB接口卡的工控机作为系统的控者，通过调用 Agilent 公司提供的VISA32.DLL动态链接库，打开Agilent34970A的地址端口，并向Agilent34970A发送SCPI程控标准命令，对Agilent34970A各测量通道有关参数进行设置，然后启动扫描，并接收Agilent34970A发送的数据。1.2 Agilent34970A数据采集仪所使用的常用SCPI程控标准命令1从远程接口建立扫描表： MEASure? 开始扫描，并直接将读数发送到仪器的输出缓冲区，但不在存储器存储读数；
16、 同时将重新定义扫描表，自动将扫描间隔设为“立即”（即0秒），将扫描次数设为1次。 CONFiguer 重新配置通道参数； ROUTe: SCAN (101,102 ) ；发送通道扫描命令 INITiate 开始扫描，并在存储器中存储读数； ABORt 停止扫描。 ROUTE:SCAN:SIZE? 返回扫描通道数2 扫描间隔： TRIG：SOURCE TIMER 选择间隔定时器配置； TRIG：TIMER 5 将扫描间隔设置为5秒； TRIG：COUNT 进行2次扫描采样。3读数格式： FORNat：READing: ALARm ON 返回的数据中应包括报警信息； FORNat：READing
17、: CHANnel ON 返回的数据中应包括通道信息； FORNat：READing: TIME ON 返回的数据中应包括采样时间信息； FORNat：READing: TEME：TYPE ABS|REL 返回的数据中的时间信息选择绝对或相对时间； FORNat：READing: UNIT ON 返回的数据中应包括度量单位信息；4通道延迟： ROUTe: CHAN：DELAY 2，(101 ) 在101通道上增加2秒的通道延迟； ROUTe: CHAN：DELAY AUTO ，(102 ) 在102通道上允许自动通道延迟。从存储器检索所存储的读数： CALC: AVER：MIN？（305） 读
18、取存储器中305通道上的最小读数； CALC: AVER：MIN：TIME？（305） 读取存储器中305通道上最小读数的时间； CALC: AVER：MAN？（304） 读取存储器304通道上的最大读数； CALC: AVER：MAN：TIME？（304） 读取存储器中304通道上最大读数的时间； CALC: AVER：AVER？（303） 读取存储器中303通道上的所有读数的平均值； CALC: AVER：COUNT？（303） 读取存储器中303通道上的所有读数的数目； CALC: AVER：PTPEAK？（302） 读取存储器中302通道上最大最小值； DATA；LAST？（303）
19、读取存储器中303通道上最后读数； CALC: AVER：CLEAR（301） 清除存储器中301通道上统计结果数据； DATA；POINTS？ 读取存储器中所有读数总数； DATA；REMOVE？12 从存储器中读取并清除最旧的12个读数； SENS:DIG:DATA:BYTE? (302) 读取302端口8位字节（数字量） SENS:DIG:DATA:WORD? (302) 读取301、302两个端口16位字节（数字量）6测量配置： CONF:TEMP RTD,85,(111,112) 对111、112通道配置为Pt100温度传感器测量 CONF:CURR:DC AUTO,(121,122
20、) 对121、122通道配置为自动量程的直流电流测量 CONF:VOLT:DC AUTO,(311,312) 对311、312通道配置为自动量程的直流电压测量 CONF:TEMP TC, J, (201，202) 对201、202通道配置为J型热电偶传感器测量 CONF:TEMP THER, 5000, (109) 对109通道配置为5K型热敏电阻传感器测量 CALC:SCALE:GAIN 1.9845,(101) 设置101通道的放大倍数 CALC:SCALE:OFFSET -2.4251,(101) 设置101通道的偏移量7远程接口配置： SYSTem:INTerface GPIB|RS2
21、32 接口方式选择8其它*RST 出厂复位命令1.3 Agilent 82350B型高速GPIB接口卡DLL常用函数 ViOpen Lib VISA32.DLL Alias #131 (ByVal sesn As Long, ByVal desc As String, ByVal mode As Long, ByVal TimeOut As Long, Vi As Long) As Long 打开板卡函数 ViClose Lib VISA32.DLL Alias #132 (ByVal Vi As Long) As Long 关闭板卡函数 ViRead Lib VISA32.DLL Alias
22、 #256 (ByVal Vi As Long, ByVal buffer As String, ByVal count As Long, retCount As Long) As Long 读取数据函数 ViWrite Lib VISA32.DLL Alias #257 (ByVal Vi As Long, ByVal buffer As String, ByVal count As Long, retCount As Long) As Long 写数据函数 ViOpenDefaultRM Lib VISA32.DLL Alias #141 (sesn As Long) As Long打开缓
23、冲区函数2实验内容：分别将1个J型热电偶、1个P t100（=0.000385）型热电阻、1个5 k型热敏电阻、1个直流电压（0.21.5V）、1个直流电流（10100mA）接到Agilent34901A测量模块（如图3所示）的01、02、03、05、21通道中，采用VB6.0编写程序，实现通过计算机的GPIB接口总线对Agilent 34970A数据采集仪进行通道配置，采样扫描、读取数据。3实验步骤：31 将GPIB连接总线分别与计算机的GPIB接口卡和Agilent 34970A数据采集仪的GPIB口进行连接，并拧紧。32 设置Agilent 34970A数据采集仪的通讯接口方式：Shif
24、t Interface 1打开电源开关按钮，按 按钮，再按按钮，再通过旋转 旋扭，直到显示屏上出现BPIB/488。 Interface2再按键（表示确定并继续设置），再通过旋转 旋扭，直到显示屏出现 ADDRESS 09（设定通讯地址）。Interface3再按键（表示确定，并退出设置）33 采用VB6.0编写程序，编程思路如下，具体内容由学生完成。1 在Module模块中声名GPIB卡的相关函数2定义有关变量和数组1对数据进行分解，并存入相应的数组中2将数组中新的数据送到相应的文本框中显示定时采样时间是否到？继续显示原来的数据1 配置接口参数2 配置各通道测量类型及增益和偏移量3 配置扫描序列在定时器的time事件中定时扫描采样，并读取各通道数据1设计相应的窗体、文本框、按钮，及相关属性2添加定时器控件 Y N3.4 调试程序，并实现数据采集和显示。四、实验报告1用VB6.0编写Agilent 34970A数据采集仪远程通讯、采集、显示程序2总结实验过程和结果
