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随着高速铁路技术的不断提升,铁路运输面临前所未有的挑战,关于轮轨磨耗问题就一直是许多国家重点的研究课题。许多问题的解决都需要借助与速度不断提高相适应的试验设备,高精度、高效率的高速数据采集系统在JD-2轮轨模拟试验机上的开发与应用具有深远的意义。在二十一世纪的今天,伴随着多功用、低成本和高性能计算机的普遍应用,大规模集成电路和通信技术的飞速发展,传统的测量仪器向着数字化的虚拟仪器发展已经成为一种必然的趋势。利用计算机强大的数据处理和存储能力,虚拟仪器充分实现了测量仪器的智能化、模块化、网络化,使仪器展现出了多任务、低成本、高精度、操作简便而被广泛的应用和发展。本文就是基于虚拟仪器思想,在数据采集理论的基础上,设计并开发了一套五通道的高精度、高速数据采集系统,并基本实现了试验机预期的各项功能。文章首先论述了数据采集系统过程中常用的一些基本理论,包括模／数转换原理、奈奎斯特采样定理和数字信号的两种采样方式。整个系统的设计主要包括2个组成部分：硬件系统的设计和上位机测控程序的开发。硬件部分的设计,数据采集卡采用研华公司生产的PCI-1711L,单通道最大采样率可达100KHz。IS0124P隔离放大器的应用,使电源与信号完全隔离,实现了信号的连续隔离放大。本课题还专门针对外界噪声对信号的干扰,设计了一个2阶巴特沃斯滤波器电路。这些硬件电路的选择和设计,使系统对信号的精度和稳定性等实现了良好的控制。软件部分,通过对比多种编程语言,最终采用美国NI公司开发的LabVIEW为开发平台。基于模块化的设计原则,软件系统划分为数据采集、数据处理、数据显示和数据存储四大模块。软件开发的最大创新点,就是以基于队列的生产者／消费者模型为主程序,有效解决了大数据的采集、处理、显示和存储等难点,此外,系统开发过程中还应用了包括PCI总线技术、多线程编程技术等多种技术手段,完美实现了模块之间的通信和数据传输。最后,通过设计对照实验,分析获取的各项实验数据,有效验证了系统的可靠性和稳定性。