Author(s):

　　Chris Koehler - G Systems

　　Industry:

　　Aerospace/Avionics

　　Products:

　　Signal Conditioning, LabVIEW, Data Acquisition

　　The Challenge:

　　提供一個係統，在飛行中的直升機上進行可變通道數目和傳感器類型的數據采集。

　　The Solution:

　　開發一個可配置的LabVIEW應用
，以采集來自SCXI模塊和其他DAQ板卡的調理後的信號。

　　"我們利用SCXI和LabVIEW，開發了一個高度可配置的、易於使用的數據采集工具，用於直升機飛行中的數據測量。"

　　一個支持不同輸入信號的靈活係統

　　我們公司――全球直升機技術有限公司（GHTI）位於得克薩斯州的阿靈頓市，為商用直升機提供了各種服務，如引擎集成工具集的升級

、認證和供應。我們通過測量如振動、機械張力和引擎溫度等數值，力圖在飛行過程中表征一個飛行器的物理行為。為改善其現有的測量係統

，我們與G係統公司簽訂合同，利用NI軟硬件開發一個新型數據采集係統。Huey T53-703 就是使用GHTI 新的數據采集係統的直升機代表。

　　該係統要求對不同類型的輸入信號、采cai樣yang速su率lv和he硬ying件jian配pei置zhi進jin行xing靈ling活huo的de設she置zhi。通tong常chang，我wo們men無wu法fa在zai單dan次ci測ce試shi飛fei行xing中zhong獲huo得de所suo有you需xu要yao的de測ce量liang結jie果guo，因yin此ci，我wo們men必bi須xu進jin行xing多duo次ci飛fei行xing
，每mei次ci有you不bu同tong的de測ce量liang重zhong點dian。一yi個ge最zui初chu的de飛fei行xing或huo許xu關guan注zhu於yu振zhen動dong的de高gao速su測ce量liang

，而er第di二er次ci飛fei行xing或huo許xu監jian測ce溫wen度du、張力和加速度。通道數可以在少於十到數百的範圍內變化，而采集速率可以高達20kHz。由you於yu直zhi升sheng機ji的de空kong間jian非fei常chang寶bao貴gui，因yin此ci，我wo們men不bu得de不bu使shi硬ying件jian盡jin可ke能neng小xiao而er緊jin湊cou。同tong時shi，我wo們men的de軟ruan件jian應ying生sheng成cheng二er進jin製zhi數shu據ju文wen件jian
，並bing提ti供gong一yi種zhong方fang式shi在zai飛fei行xing完wan成cheng之zhi後hou快kuai速su瀏liu覽lan數shu據ju，以yi驗yan證zheng數shu據ju的de完wan整zheng性xing。

　　從地麵進行控製的空中測試

　　為支持高通道數與各種信號類型，我們選擇一個SCXI係統以及多個獨立的DAQ板卡。我們采用具有高端CPU和大空間RAM的標準PC。我們選擇LabVIEW作為開發環境，以方便地在單個應用中構建數據采集兼容性、文件I/O 和分析功能。該應用檢測所安裝的數據采集板卡和SCXI模mo塊kuai
，並bing相xiang應ying地di更geng新xin顯xian示shi。我wo們men可ke以yi加jia載zai保bao存cun的de通tong道dao配pei置zhi，並bing根gen據ju需xu要yao創chuang建jian新xin的de配pei置zhi。當dang先xian前qian保bao存cun的de配pei置zhi與yu當dang前qian的de硬ying件jian組zu合he不bu匹pi配pei時shi
，該gai程cheng序xu會hui給gei出chu通tong知zhi信xin息xi。我wo們men可ke以yi為wei這zhe一yi單dan次ci應ying用yong輸shu入ru刻ke度du信xin息xi、注釋和信號調理參數。

　　為wei了le滿man足zu空kong間jian需xu求qiu，我wo們men在zai飛fei行xing測ce試shi中zhong沒mei有you使shi用yong監jian視shi器qi和he鍵jian盤pan。實shi際ji上shang，我wo們men使shi用yong一yi個ge小xiao尺chi寸cun的de基ji於yu串chuan口kou的de遠yuan程cheng控kong製zhi單dan元yuan，以yi執zhi行xing飛fei行xing中zhong的de啟qi動dong測ce試shi與yu停ting止zhi測ce試shi的de基ji本ben功gong能neng。該gai單dan元yuan還hai提ti供gong了le關guan於yu采cai集ji狀zhuang態tai（包括當前記錄數、錯誤信息和剩餘硬盤空間）的反饋。該控製器具有四行20 個字符和16 個可編程的功能鍵
，並使用標準的RS232 協議。我們可以自行標注這些功能鍵，並對其進行編程，使其壓下時發出蜂鳴聲或一個字符串。在本項目中
，我們指定測試開始、測試停止和請求剩餘磁盤空間的按鈕。

　　當我們完成測試配置，該應用立即為數據采集做好準備。該應用等待GUI上shang的de一yi次ci鼠shu標biao點dian擊ji或huo來lai自zi控kong製zhi器qi的de一yi次ci按an鈕niu，以yi開kai始shi數shu據ju采cai集ji。如ru果guo計ji算suan機ji因yin為wei任ren何he原yuan因yin而er重zhong新xin啟qi動dong


，它ta會hui自zi動dong地di重zhong新xin開kai始shi該gai應ying用yong
，加jia載zai最zui近jin使shi用yong的de配pei置zhi，並bing以yi同tong樣yang的de方fang式shi做zuo好hao數shu據ju采cai集ji準zhun備bei。當dang該gai應ying用yong可ke以yi再zai次ci開kai始shi數shu據ju采cai集ji時shi，遠yuan程cheng控kong製zhi器qi通tong過guo蜂feng鳴ming聲sheng和he信xin息xi提ti醒xing用yong戶hu。

　　與傳感器數據同步的實時音頻信號

　　該應用在飛行中產生二進製數據文件
，以加速文件I/O並bing節jie省sheng硬ying盤pan空kong間jian。在zai地di麵mian上shang，我wo們men通tong過guo後hou續xu分fen析xi屏ping幕mu查zha看kan文wen件jian，以yi驗yan證zheng我wo們men可ke以yi使shi用yong所suo采cai集ji的de數shu據ju。然ran後hou，我wo們men將jiang文wen件jian直zhi接jie導dao入ru到dao一yi個ge第di三san方fang程cheng序xu進jin行xing後hou續xu分fen析xi。該gai應ying用yong在zai飛fei行xing中zhong記ji錄lu原yuan始shi電dian壓ya或huo通tong道dao數shu等deng數shu據ju，並bing在zai飛fei行xing後hou將jiang其qi轉zhuan換huan為wei工gong程cheng單dan位wei（赫茲、華氏溫度或其他）。我(wo)們(men)在(zai)飛(fei)行(xing)完(wan)成(cheng)後(hou)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)，以(yi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)所(suo)有(you)飛(fei)行(xing)中(zhong)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)資(zi)源(yuan)。通(tong)過(guo)將(jiang)所(suo)有(you)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)計(ji)算(suan)推(tui)遲(chi)至(zhi)測(ce)試(shi)完(wan)成(cheng)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)最(zui)高(gao)的(de)可(ke)能(neng)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)速(su)率(lv)。

　　通tong常chang

，我wo們men指zhi定ding模mo擬ni輸shu入ru通tong道dao中zhong的de一yi條tiao通tong道dao作zuo為wei音yin頻pin輸shu入ru。我wo們men利li用yong該gai通tong道dao記ji錄lu導dao航hang員yuan關guan於yu自zi己ji所suo執zhi行xing的de操cao作zuo的de評ping論lun。分fen析xi過guo程cheng中zhong的de數shu據ju解jie碼ma更geng為wei方fang便bian

，因yin為wei我wo們men可ke以yi實shi時shi回hui放fang音yin頻pin信xin號hao與yu傳chuan感gan器qi信xin號hao。在zai音yin頻pin回hui放fang的de同tong時shi，後hou續xu分fen析xi屏ping幕mu上shang光guang標biao掃sao過guo數shu據ju。音yin頻pin數shu據ju最zui終zhong轉zhuan換huan為wei一yi個ge.WAV文件，因此我們即使在沒有LabVIEW應用程序的情況下，也可以進行回放。我們可以記錄任何頻率的音頻信號
，但當頻率低於8 kHz時聲波質量開始下降。該應用對波形進行內插處理的速率將其提高到8 kHz（或者更高
，如果可能），以創建一個標準.WAV 文件。

　　我們利用SCXI和LabVIEW，開發了一個高度可配置的、易yi於yu使shi用yong的de數shu據ju采cai集ji工gong具ju，用yong於yu直zhi升sheng機ji飛fei行xing中zhong的de數shu據ju測ce量liang。該gai係xi統tong可ke以yi支zhi持chi任ren意yi組zu合he的de可ke用yong硬ying件jian
，並bing可ke以yi擴kuo展zhan吸xi納na新xin的de硬ying件jian。單dan個ge應ying用yong提ti供gong了le到dao工gong程cheng單dan位wei的de轉zhuan換huan、快速察看數據的能力和音頻回放的功能。與先前係統的性能相比，該係統所采用的方法在更少的時間內為GHTI提供了更好的數據。該係統獲得的測量數據為表征和改進該公司的現有飛行器提供了寶貴信息。