基于LabVIEW的激光多谱勒信号处理系统究研

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                    　　引言
　　激光多谱勒位移测量技术具有精度高、信噪比高、动态响应快、线性好、抗干扰能力强、测量范围大和非接触性等特点，在远距离目标的振动位移和变形等动态参数检测上具有明显优势，可广泛应用于机械、航空、建筑和军事等领域。测量信号需要采集和处理，求取必要参数，以达到测试目的和要求。同时，虚拟仪器是一种功能强大的仪器系统，数据采集与处理是LabVIEW的核心技术。为此，开发了基于Lab-VIEW平台的测试系统，结合测量硬件部分，以图形化、人机化的方式采集和处理信号。
　　2 系统硬件设计
　　测试系统的硬件设计由光学系统、机械系统和电路系统3部分组成。光学元件所发出一定频率的光经分光镜分为参考光和测量光。参考光被测量物体反射后与测量光产生一定的频率差，再由光电转换器转换为电信号，经滤波、放大，通过数据采集卡采集到计算机。其硬件系统框图如图1所示。






　　数据采集卡是VI的入口，它将调理后的信号以一定的采样频率采集并存储至数据采集卡，采用UAD08S采集卡，PCI总线连接，采用独立的8位分辨率A／D转换器保持同步，实现准确同步采集测量数据，并消除相位误差。采样率则从2 MS／s调整到400 MS／s。
　　3 系统软件设计
　　LabVIEW软件是虚拟仪器领域最具代表性的图形化编程软件。其直观的前面板与流程式的编程方法相结合，简化而又更易于使用的基于图形化编程语言G的开发环境，具有灵活的程序调试手段，强大的函数库功能，可以支持多种系统平台。
　　程序开发建立lv的工程文件，逐步开发，主要功能包括硬件基本信息报表、界面设计、信号采集设计、信号处理、数据打印、存储等。所有功能设计完成后，生成基于LabVIEW引擎的、可独立运行的laser．exe程序。测试系统程序流程图如图3所示。






　　4 实验验证
　　将激光器、振动台、信号调理电路、采集卡线路连接正确，打开激光器供电电源，运行基于LabVIEW的激光多谱勒信号处理系统，设置采集卡相关参数，点击开始测量，信号开始采集，经信号处理功能模块计算后，位移曲线如图5所示。






　　5 结论
　　LabVIEW作为图形化编程软件，是开发虚拟测试系统的一种功能强大、方便快捷的编程工具。使用LabVIEW开发环境进行仪器系统设计、测试和实现，可以减少系统开发时间，并具有明显的使用效果。同时，虚拟仪器在激光多普勒信号测量技术中的应用也是首例。实践证明，利用LabVIEW开发的激光多谱勒信号处理系统能较好地完成信号显示、时间的自动保存以及数据处理、保存等功能，从而为激光多谱勒测量技术应用前景提供强有力的技术支持。