在测试测量领域，测控仪器主要经历了以电磁技术和模拟电子技术为基础的模拟(指针)式、以数字电子技术为基础的数字式和以大规模集成电路为基础的智能化仪器3个阶段。上述的仪器可称作传统测量仪器，主要依靠自身硬件实现测量控制要求[1]。以计算机为核心的虚拟仪器是测试仪器发展的一个重要方向，有研究者提出“软件即仪器”的概念[2]，即利用计算机强大的数据处理能力实现信号分析与处理，以显示器模拟传统仪器的控制和显示面板，并可根据用户习惯和要求，在不改变硬件或尽可能少地更换硬件的基础上，通过调整软件界面开发适用不同工况要求的测试功能，以适应灵活多变的测试场合。

LabVIEW作为虚拟仪器开发的一种编程环境，获得了仪器生产厂商和应用人员的广泛认可[3]。目前，部分主流的测试仪器和数据采集设备均匹配了相应的LabVIEW驱动程序，用户可以利用LabVIEW的各种工具包对这些硬件设备进行操作控制，并在此基础上进行二次开发，以组建一套满足测试工况要求的虚拟仪器系统。德国IMC集成测控公司生产的CRPL2数据采集仪具有8个测量通道，每个通道拥有独立信号调理模块，可以实现对各个通道的同步信号处理，能直接测量电压、电流、温度(热电偶或铂热电阻)、桥路、加速度等多种模拟量信号。但该数据采集仪在对多个参数进行测量的过程中，其配套的测量软件不能直观地显示双通道测量信号的同步关联关系曲线，且测量数据回看、信号后处理需通过专门软件，不便在测试现场对试验中的某段时间内的关键数据进行读数。因此，设计双传感器与CRPL2的硬件连接，并通过LabVIEW软件进行虚拟仪器界面设计，实现一次试验过程同步完成数据测量和关联显示，完成对测量数据的后处理和曲线特征参数的读数，能够实现该套测量系统的优化。

1　CRPL2数据采集系统的硬件连接设计

CRPL2的8个模拟量采样通道各自具有独立的信号调理单元和16位A/D转换，最高采样频率可达100 kHz/channel，可通过网线或对接线与计算机进行信号传输，其测量采样通道与传感器的连接通过15针的ACC/DSUB-UNI2(一个接口盒可以连接两个测量通道)实现。同时，DSUB接口盒可以为传感器提供5 V或10 V的电源，但要注意的是CRPL2数据采集仪在同一时间只能给这8个测量通道的传感器提供同一大小的电源电压。

  

图1　CRPL2数据采集系统硬件连接

利用CRPL2数据采集器采集并测量蓄电池牵引车输出的牵引力以及电动机回路中的电流，硬件连接结构如图1所示。其中牵引力的测量采用BLR-1/20 t电阻应变拉压式负荷传感器，通过测量弹性体在力作用下的应变产生电阻变化而输出相应的电压U0(惠斯通电桥测量原理)来间接获得牵引力的大小：

 

(1)

式(1)中：U0为输出电压，即数据采集器的测量值；Ui为传感器的激励电压，10 V；R0为惠斯通电桥的桥臂电阻； ΔR为应变后的电阻变化量。

当激励电压不变时(BLR-1型传感器的激励电压由DSUB接口盒的+VB1和-VB1提供)，输出电压和惠斯通电桥的工作桥臂的电阻变化ΔR/R0呈线性关系，由此可间接计算得出牵引力的大小。

1003 Endovascular treatment of acute ischemic stroke by large artery atherosclerosis and cardioembolism middle cerebral artery M1 segment occlusion: a single center retrospective study

2　数据采集系统软件设计

  

图2　主控制程序流程图

在信号曲线某段区域的特征数据的处理和送显上，则采取间隔每0.9 s处理一次，以保证数据的稳定可读。双通道数据的关联显示首先需要判断通道的采样频率是否一致，若不一致，则提取双通道在采样时间相同点处的数据，然后通过“捆绑”，将通道实时测量数据组合成簇，并进行适当滤波并送显，其程序见图3。

聚类是一种数据挖掘过程，即使用挖掘工具对已知数据隐藏的关系和模型进行辨识. 聚类是按照样本一定的相似性实现对样本进行分组，与分类不同，属于一种非监督类的分析方法，在商业上，多用于用户画像，分析不同客户群体的特征. 街道交通指数聚类，其目的是对大量数据进行分析挖掘，识别不同地区的拥堵模式，找出影响因素，为治理交通拥堵、引导交通出行奠定基础.

CRPL2数据采集仪可在VB、C++、Delphi等多种编程环境中进行二次开发，本文选择LabVIEW软件开发满足要求的虚拟仪器软件系统，实现双通道测量信号的实时处理与显示。虚拟仪器的软件系统框架自下而上包含VISA库、仪器驱动程序以及应用程序3个部分。其中VISA库是一个标准的I/O函数库，用于编写仪器驱动程序，仪器驱动程序可直接使用仪器生产商IMC公司提供的imc devices control控件，通过调用此ActiveX控件，可以方便地实现计算机与CRPL2数据采集器的通信与控制操作[6]。因此，要在原有的数据采集系统实现直观、友好的测量操作控制界面，对测量数据进行进一步分析和处理，完成虚拟仪器功能开发，设计人员只需完成相应应用程序的编写，提高二次开发的效率。

  

图3　双通道数据合成程序

3　测量显示图形的互动读数实现方法及软件发布

对测点区域进行测量，数据曲线参数的处理和显示可借助于测量图形控件属性节点的“X标尺(范围为最小值)”和“X标尺(范围为最大值)”，在图形控件界面上选择将要进行处理的区间，读取此时的X标尺的范围值，作为起始和终止时间，然后对测量数据在此时间范围内的最大、最小、平均值等参数进行计算并送显。

为实现牵引力与电流的测量要求，主程序采用事件驱动来构造总体框架[4-6]，由于软件需要在不同计算机间进行移植，考虑运行过程中主界面上的图片、控件等在不同分辨率下的失真以及数据采集器与计算机之间的预连接、初始参数配置等问题，在程序初始化模块分别对这些问题进行处理，主控制程序流程如图2所示。在各个事件处理模块中主要完成仪器的设置、操作控制、采样数据处理与显示、人机交互、数据保存、数据后处理等功能。由于仪器采样频率可达100 kHz，远高于人眼的识别能力，故对计算机中显示的采样数据进行处理并每隔75 ms将测量数据波形送显一次。

  

图4　图形控件的放大缩小程序

由于CRPL2数据采集测量软件开发者在开发过程中就考虑到软件在不同计算机中的移植，而用户的计算机可能未安装LabVIEW软件或者测试应用人员不熟悉LabVIEW软件的使用可能造成误操作，所以对测量系统软件进行封装处理。

为了方便在测量过程中对需要的测量数据进行读数，在软件功能模块设计中，测量显示图形的人机交互显得尤为关键，主要实现的功能包括测量图形控件的双击放大、缩小；通过鼠标选择测点，对测点区域进行测量特征数据的提取和显示等(如最大值、最小值、平均值)[7-8]。实现图形控件的双击放大、缩小操作最简单的方法是在主控制程序的事件处理模块中添加图形控件的“鼠标按下事件”，通过判断事件数据节点组合键的“Double Click”实现图形控件的双击放大/缩小，其程序见图4。

当图形控件尺寸小于一定数值时，将图形控件属性节点的“绘图区域，大小，高度”“绘图区域，大小，宽度”参数放大一倍，相邻图形控件属性节点的“位置”则设置为与放大后的图形控件对齐的位置；当鼠标在图形控件上双击时，如果图形控件尺寸大于一定数值，则将其属性节点的“绘图区域，大小，高度”“绘图区域，大小，宽度”参数缩小一倍，相邻图形控件也进行类似移动。

电流的测量则采用YK-2-500 A分流器，其相当于一个电阻，将分流器串联至直流电机回路中，通过采集分流器的电压信号来间接获得电流大小，其关系为500 A对应75 mV。牵引力和电流信号通过同一个ACC/DSUB-UNI2接口盒连接到CRPL2数据采集器的模拟量输入通道1和2。

在数据采集系统软件开发结束后，可以利用LabVIEW提供的“程序生成规范”中的应用程序、安装程序、共享库、源代码发布、Web服务、Zip文件6种方法来封装源程序以发布软件[9]。在此，通过程序生成规范先生成“应用程序”，再选择“安装程序”，制作安装包，将LabVIEW运行引擎一起封装至安装程序中，用户只需要在目标计算机中通过安装包的安装即可正确配置参数，运行测量软件进行牵引力和电流的测量。最后生成的软件主界面如图5所示。

大坝上游坡于2011年6月随着库水降落出现纵向裂缝，裂缝距坝顶高差 2.3 m，长 68 m，至死水位时，滑坡体最大水平位移2.1 m，最大垂直位移1.05 m。

  

图5　软件显示主界面

中间两个图形控件用于显示牵引力和电流的实时测量曲线，可通过图形控件自带的图形工具面板调整测量曲线的显示区域，右边的读数区将根据图形显示区域的范围自动送显最大、最小、平均值等关键数据，而牵引力和电流的关系曲线图将在左边的图形控件中显示。

本研究以大豆根系为研究对象，在实验室进行盆栽试验，在大豆生长的不同时期采取挖掘法进行根系数据采集，测定大豆根系的长度、粗度以及数量；基于试验采集数据，根据大豆根系生长呈S形曲线的特点，基于逻辑斯蒂方程进行回归分析，获取大豆根系的生长方程；根据大豆根系形态结构具有自相似性特点，设计大豆根系L系统，在VC++环境下利用OpenGL技术实现了大豆根系拓扑结构模型的构建及可视化模拟。

4　结束语

在LabVIEW编程环境中利用IMC公司提供的imc devices control控件对CRPL2数据采集器进行二次开发，根据用户实际操作和测量需求定制虚拟仪器界面，完成了对CRPL2的设备控制，实现双参数的测量数据处理和关联显示，弥补了原有测量软件在同步测量显示和读数方面的不足，简化了操作程序，提高了测试数据的关联准确率。该设计在信号测试领域具有一定的借鉴意义和应用价值。

慢性阻塞性肺疾病（COPD）的患者主要有慢性咳嗽、咳痰、气短、呼吸困难等症状[1]。COPD的病程较长，且多发生于年龄偏大的人群，病情反反复复，使得患者很容易出现像抑郁、焦虑等的消极情绪[2]，消极的情绪又会影响患者的治疗效果、预后效果以及生活质量等[3]。本次研究为了分析研究在老年慢性阻塞性肺疾病的患者中实施心理护理干预对患者的抑郁焦虑状态及生活质量的影响，特选取我院80例患者进行研究，现报道如下。

参 考 文 献

[1]　王鸿钰，董奇.自动测量仪器和测试系统的发展综述[J].计算机自动测量与控制，2008,8(4)：7.

[2]　徐进.电子测量技术的新发展:虚拟仪器[J].信息技术，2017(5):173.

[3]　李红刚，张素萍.基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计[J].国外电子测量技术，2014，33(4)：62.

[4]　阮奇桢.我和LabVIEW[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009:96.

[5]　张永胜.基于LabVIEW的IMC数据采集系统二次开发[J].自动化与仪器仪表，2015(3)：199.

[6]　王世阳，毕祥军，王平.基于LabVIEW多通道应变采集系统设计[J].国外电子测量技术，2017,36(8)：83.

[7]　薛大为，杨春兰，程荣龙.基于LabVIEW的汽车AMT数据采集仪[J].仪表技术与传感器，2012(12)：35.

[8]　王平，杨涛，侯守全，等.LabVIEW中DAQ数据采集系统设计[J].自动化仪表，2015，36(7)：31.

[9]　张桐，陈国顺，王正林.精通LabVIEW程序设计[M].北京：电子工业出版社，2008:81.