备零槽控制卡

CPCI-3700A 和 PXI-2206 多功能数据采集卡，CPCI-3700A[1]是用于 3U CPCI

系统的

CPU 模块，Pentium-III850MHz CPU，256M 内存、40G 硬盘、2 个 USB 接口、2 个串行

端口、一个并行端口、

4M 显示存储器、100M 网口控制器，具有一般计算机的功能；PXI-

2206 多功能数据采集卡[2]是 64 通道 16 位多功能的数据采集卡，4 通道同步差分模拟输入，
24 通道可编程数字 I/O 口，最高达 250kS/s 采样率，16bit A/D 分辨率。信号调理、控制电路
是多功能采集卡电机控制接口电路，信号采集前的调理电路和负载切换电路。
　　

4.数据采集功能的实现 

　　数据采集是电池性能测试系统重要的组成部分，如何准确采集相关数据是系统设计的
关键所在。现对其实现方法和过程叙述如下。

 

　　对电池性能数据的采集需要进行输入前的调理。如图

2 所示，电池部件在激活装置作用

下正常工作，

E+电池部件经过 R（传输线路电阻），通过 R*（负载电阻）放电，经过

R1、R2 按比例衰减，传输进入数据采集卡，完成数据采集、处理过程，看似简单，但要做到
数据的真实性，必须注意以下方面。

 

　　

4.1 信号采集的时时性 

　　数据采集系统在规定时间内以几十

KHz 的采样速率不间断采集，会采集到大量的数据，

如何在较高的采样速率下，保证电池放电数据的不丢失，为后期计算机处理，提供可靠的
依据。必须从硬件和软件两个方面着手，相互配合，才能达到这一要求。充分利用数据采集
模块板载

4K FIFO 的作用，采用异步双缓冲模式，在采集过程中，对 FIFO 进行半满读取，

一边采集，一边读取数据。同时利用

LABVIEW 的并行机制，对数据进行数字滤波、存储和

显示。

 

　　

4.2 噪音信号提取 

　　采集到得电池放电信号当中，包括直流电压信号和噪音电压信号。需要对其中的噪音信
号提取后，再进行处理。在信号分离需要用到滤波器，它可以使信号中特定的频成分通过，
而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以完成电池噪音的提取 。
LABVIEW 自带强大的数字滤波器模板，不需要编写复杂冗长的滤波器程序，省去了模拟
滤波器的设计与调试，只需要调用相应的函数即可实现信号滤波的功能。

 

　　按滤波器的选频作用，或者说对频率函数的处理作用，滤波器的输出频率段有三种情
况：通带、阻带、过渡带。根据上述三种频带及其在频带所处区间的不同，滤波器可分为四类：
低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。最常用的可实现的滤波器有巴特沃兹、切
比雪夫滤波器等。根据电池放电性能的特点及电池噪音信号的频率范围，选用带通滤波器。
其中，巴特沃兹滤波器具有较好的幅频特性，能较好的反映电池放电的真实特性，设置上
限截止频率和下限截止频率，通过调整滤波器的阶数达到满意的滤波效果，从而使提取出
真实的通带电池噪音信号，为采集后的分析、处理提供可靠得依据。

 　　4.3 信号的校准 

　　在电池采集通道中，存在电阻衰减网络。信号经过导线传输，导线电阻会对信号产生衰
减，使得系统采集到的电压与电池实际放电压存在偏差，且不成线性，需要进行补偿。两者
之间的关系为：

 

　　其中，

k 斜率，主要取决于衰减网络；b 为截距，主要取决于导线电流在导线中的压降。

k、b 的取值方法是，在电池电压范围内分段加入标准电压，经过校准程序进行校准计算取
得。测得的电池电压数据带入公式

1，得到修正后的电池电压。

　　

5.系统软件设计 

　　电池性能测试系统软件编制采用

LabVIEW-图形化编程语言[3]。LabVIEW 图形化的程

序设计方法，使得编程简单、直观、开发效率高。强大的信号分析、处理功能，使其具有无可
比拟的优越性。把电池测试任务依据测试流程和功能分解成为若干的子任务，每个子任务完
成特定的功能，把一个复杂的问题分解成为许多子任务的组合。用户首先设计

subVI 完成每