第8章  LabVIEW的信号调理
LabVIEW的信号调理就是对采集到的数据进行隔离、滤波等各种日常处理。它对一个测试系统的运行有很重要的影响。完整的一个测试系统中当到数据传输到计算机上分析处理后，就要对数据进行信号调理。调理有硬件的和软件的两种。在本章中全面讲解信号调理的方法。

8.1  LabVIEW信号调理概念
LabVIEW中直接采集来的数据不一定能满足用户系统的要求，一般要经过信号调理对信号处理。这样做是为了能更好的适合数据采集系统的要求。信号调理主要是在硬件中完成，同时有一点软件配合。硬件中主要是对传感器采集来的电信号进行处理。这样做主要是对电信号进行放大，防止干扰。信号调理功能包括放大、隔离、滤波、激励、线性化等。由于不同传感器有不同的特性，因此，除了这些通用功能，还要根据具体传感器的特性和要求来设计特殊的信号调理功能。信号调理具体的几个过程如下所示。
1．放大
放大是最常见的一种信号调理方式。这样做最方便，也效果最明显。从传感器上来的微弱信号，经过放大后提高分辨率和降低噪声，使调理后信号的电压范围和A/D的电压范围相匹配。因为大多数传感器的输出范围在mV，而A/D转换设备输入范围为V。信号调理模块的设置靠近传感器或信号源，这样可以使信号在传输信号的环境噪声叠加之前就把信号放大，使得信号源比干扰信号强，从而改善传输干扰。在数据传输过程中，尽量使用防干扰的电线，如双绞线、电线护套等。
2．隔离
在电子领域中，如果数据传输过程中当突然产生一个高压信号或者脉冲时，会超过通常电子元件所承受的电压范围而被损坏。例如数据采集卡、信号调理板、计算机等。从安全的角度考虑，要对这种高压信号进行隔离处理。
隔离是指使用光、电容耦合或者变压器等方法对数据进行传递。在被测系统和测试系统之间传递信号时避免直接的导线连接。使用隔离技术的主要好处有两个：主要是从安全的角度考虑，避免了设备和人身的偶然伤害；另一个方面是采用隔离技术可使从数据采集卡读出来的数据，在不受地电位和输入模式的影响下传输。在实际测试系统中，如果数据采集卡的信号地与大地之间存在电位差，在不进行隔离的情况下，就会形成接地回路，使用测试系统存在误差。
3．滤波
滤波主要是从获得的信号中除去不需要的成分。通常情况下，信号调理中对慢变信号使用低通滤波器，用来消除高频噪声信号。实际应用中还需要使用抗混叠滤波器，消除信号中有用成分中最高频率以上的所有信号。有些高性能的数据采集卡设计中自身带有抗混叠滤波器，可以直接应用。
4．激励
信号调理过程中可以为某些设备提供所需的激励信号。例如热敏电阻、应变传感器等需要电流激励信号或者外界电源供电的元件。通常大多数信号调理模块都提供电压源和电流源，以方便给传感器这样有需要的元件提供驱动。
5．线性化
大多数传感器测量出来的信号是非线性量。为了应用方便需要对它的输出信号进行线性化处理，以消除传感器自身引发的误差。数据采集系统中可以应用利用LabVIEW软件在程序中解决这一问题。

8.2  常用信号调理设备
在数据的采集和分析处理中，信号调理是一种不可少的环节。对这种数据的处理可以通过专用的设备进行，在LabVIEW中常用的设备有如下几类。

8.2.1  SCXI
SCXI是用于自动化系统和测试系统的高性能信号调理平台。 SCXI系统是通常由多通道信号处理模块组成。它通常集成在一个固定的机箱内，这样对系统的运输和运行中的保护起了很好的作用。它一般有多种输入输出选择，能从模拟输入输出、数字输入输出或者一些开关模块中进行选择，以达到实际应用的各种需要。 NI公司开发数据采集卡带有很好信号调理。 并且它可扩展性好，最大的优点是速度快、运行性能高。它有如下特点：
采用多路复用技术
机箱选择灵活，方便用于多通道采集处理系统
多类数字模拟调理方式可选择。
可进行的机架式和便携式的设计
传感器可以直接连接, 便于系统设置和开发