数据采集设备操作使用说明书.docx
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数据采集设备操作使用说明书
MDR-8.07移动数据记录器
操作使用说明书
北京京南航天数据技术有限公司
目录
1简介4
1.1用途4
1.2主要特点4
1.3主要技术指标4
1.4设备组成5
1.4.1电源适配器5
1.4.2MDR采集器5
2MDR软件安装6
2.1硬件驱动安装6
2.2MDR控制软件安装7
2.2.1软件安装条件7
2.2.2软件安装8
3MDR列表配置11
4MDR系统连接14
4.1USB连接14
4.2网络连接14
4.3串口（RS422）连接15
5控制软件主界面16
5.1菜单项18
5.1.1系统配置18
5.1.2数据操作18
5.1.3数据显示21
5.1.4应变调整22
5.1.5标定22
5.1.6其他菜单22
5.2工具栏23
5.3控制面板23
5.4显示窗口24
6参数设置25
6.1参数设置界面26
6.2统一参数29
6.3滑动平均29
6.4触发类型设定29
7数据传输30
7.1通道选择30
7.2数据传输31
7.3图形显示开关和显示图形延时31
7.4图形操作32
8传感器标定32
9MDR数据采集步骤34
9.1MDR连接34
9.2MDR列表配置35
9.3参数设置36
9.4数据实时显示37
9.5数据采集37
9.6数据传输38
1简介
1.1用途
移动数据记录器（MovingDataRecorder）简称MDR，是北京京南航天数据技术有限公司自主研制具有国际领先水平的高技术产品；能够记录冲击、噪声、振动、速度、位移、过载、应变、陀螺、温度、压力、数字等多种信号，适用于恶劣环境下的动态、静态数据采集记录；广泛应用于桥梁、铁路、风能、教学、煤炭机械、特种设备、汽车碰撞、运输实验、分离实验、爆炸试验、摩拖车颠簸、飞行试验中的系统测量和设备检测等领域。
1.2主要特点
“万能”输入方式，每一通道都具备采集电压直流、交流、电荷、ICP、应变、压阻信号的功能，完全满足测量、检测、试验等任务需求。
二次仪表高度集成，体积小，可靠性高。
通道相互独立。
各通道在硬件上彼此独立，数据采集、存储安全性高。
采用方便灵活的数据采集控制方式，具有手动触发和信号触发的功能。
信号触发方式下，触发门限可根据实际需要灵活设定。
支持计算机USB2.0、网口、串口（RS422）三种连接方式。
通过网口连接可以实现远程控制和多台级联并行采集。
自供电，内置高性能锂电池，可持续供电时间4～5小时；具有掉电保护功能，确保试验数据安全。
1.3主要技术指标
A/D分辨率：
16Bit
采样频率：
采样频率100K，最高达到40MHz
存储容量：
1GB/每通道
增益：
1、2、4、8、16、32、64、128
低通：
50、100、200、500、1K、2K、5K、10K、20KHz
振动测量动态范围：
≥80db
应变测量量程：
±100με～±50000με
应变测量自动平衡范围：
±100με～±50000με
1.4设备组成
设备主要由电源适配器、MDR采集器、电源线、数据线组成。
1.4.1电源适配器
电源适配器主要用来对MDR采集器供电和充电。
如下图示：
1.220VAC：
220VAC外电源输入接口。
2.开关控制：
开关向上扳动，MDR使用外电源供电；开关向下扳动，适配器对MDR内置电池进行充电；开关处于中间位置，适配器处于关闭状态。
3.充电指示：
电源适配器对MDR电池充电时，黄色指示灯不断闪烁；充电完成后，黄色指示灯亮。
4.充电电源：
外电源对MDR电池充电时，充电电源指示灯亮。
5.输出电源：
MDR有外电源接入时，输出电源指示灯亮。
6.12VDC：
12V直流电源输出接口，与MDR采集器连接。
1.4.2MDR采集器
1.通道为万能输入，可输入电压信号、电荷信号、应变信号，采用宾德七芯接口（七芯接口定义：
1点电压+、2点电压-、3点S+、4点S-、5点V+、6点V-GND、7点空），应变测量需配合桥盒使用。
2.电源指示灯：
MDR工作时，电源指示灯亮。
3.USB指示灯：
系统采用USB连接时，USB指示灯亮。
4.欠压指示灯：
MDR采用电池供电时，若电压偏低，则欠压指示灯亮。
5.数据指示灯：
MDR任一通道有数据时，数据指示灯亮；所有通道都没有数据时，数据指示灯灭。
6.MDR开关：
打开MDR时，需向外拉电源开关的手柄，向上搬动，然后松手，即可打开，切不可直接用力向上搬。
7.采集标志：
软件设置“手动触发”时，按下，然后松开采集标志，即可进行数据采集。
8.RS422接口：
系统采用RS422串口连接时，MDR与计算机的通讯接口。
9.网口：
系统采用网口连接时，MDR与计算机的通讯接口。
10.USB：
系统采用USB连接时，MDR与计算机的通讯接口。
1.4.3MDR级联
主机的MCLK用电缆连接第二台MDR的CLKI，第二台MDR的CLKO用电缆连接第三台MDR的CLKI依次类推，主机开关打到内，其他开关打到外。
主机选择主控，其他从机选择使用，点击确定进入软件界面。
2MDR软件安装
MDR软件分为硬件驱动和控制软件两部分。
一般情况下应先安装硬件驱动，然后安装控制软件。
以WindowsXP系统为例，介绍软件的安装过程。
2.1硬件驱动安装
MDR第一次连接到计算机上时，计算机会在MDR打开电源时出现“硬件更新向导”的窗口提示，直接点击下一步，直到屏幕出现如下图所示的安装窗口，要求用户选择安装方法。
选择“从列表或指定位置安装（高级）（S）”，然后点击下一步。
图2.1
出现如下图2.2所示的界面，在本窗口中，选择第一大项，然后选中“在搜索中包括这个位置”，点击“浏览”按钮，在弹出的对话框中选择驱动程序所在的目录，请参考下图2.3，然后点击确定按钮，再次确认选择无误后点击下一步，此时安装程序就会弹出下图2.4所示的驱动安装过程，此时一般安装程序会自动完成安装操作，如在此有对话框弹出，用户一般选择确认即可，安装程序最终会安装到您的计算机上。
图2.2
图2.3
图2.4
2.2MDR控制软件安装
2.2.1软件安装条件
首先确保安装目标硬盘中有足够的空间，MDR8.0软件安装至少需要30M硬盘空间，但为了程序的顺利运行，硬盘空间最好大于200M。
计算机配置：
CPU奔腾2.0以上，内存不少于512M，操作系统Windows2000或XP。
2.2.2软件安装
下面以MDR8.07控制软件为例，介绍MDR控制软件的安装过程。
a首先将MDR8.07安装文件拷贝到计算机磁盘中，也可在光盘中直接安装。
b用鼠标左键双击安装文件，此时会弹出如下图2.5所示的安装窗口。
图2.5
c直接点击下一步，进入软件许可协议确认窗口，如图2.6，选择“我同意该许可协议的条款”，点击下一步。
图2.6
d在接下来的安装窗口中，用户可以设置用户信息，如图2.7，根据需要设定用户信息，然后点击下一步。
图2.7
e当设定用户信息后，接下来就可以让用户选择安装的目标文件夹，如下图2.8，可按照用户的实际要求进行安装。
图2.8
f用户根据需要设定安装目标文件夹后，点击“下一步”，程序会向用户询问快捷方式文件夹安装的位置，如下图2.9，一般用户可以直接进入下一步的操作，无需进行修改。
图2.9
g下面的窗口可以让用户确认以上的安装设置，如需修改可以点击“上一步”返回到相应的位置进行更改。
如确认无误，点击“下一步”。
图2.10
h如图2.11进行操作。
如果要退出安装，可点击“取消”按钮。
图2.11
i当软件成功安装到计算机上时，显示如图2.12，提示安装完成。
图2.12
3MDR列表配置
双击桌面“移动数据记录器8.07”图标，打开MDR控制软件，首先显示MDR列表，如下图3.1示。
图3.1
“配置编号列表”栏中显示的是当前可以使用的MDR的编号。
MDR可实现多台同步并行采集，可在“配置编号列表”栏中按Ctrl或Shift键进行多台选择，也可“全选”或“反选”。
MDR的编号显示在MDR机身的铭牌上，您可以点击“新建”按钮，将当前MDR添加到列表中，新建MDR编号窗口如图3.2示。
您在输入MDR编号时，需要注意：
程序设定MDR编号长度必须是6位。
用户在输入MDR编号的同时，还需要输入MDR网络连接的IP地址，本地址是在MDR硬件出厂时设定的，显示在MDR铭牌上。
用户输入编号和IP地址后，点击“确定”按钮，新输入的编号和IP将会显示在“配置编号列表”中。
图3.2
如果用户输入的MDR编号已经存在列表中，程序会弹出图3.3所示的对话框，以提示用户。
图3.3
选中一台MDR的编号，点击“网络配置”，出现如下图3.4，进行当前MDR的网络配置。
图3.4
在“网络配置”窗口中，用户需要修改“远程IP”和“远程端口”两项，使其和实际相符，否则程序在网络连接中将不能正确连接。
“远程端口”默认为3001，“本地端口”默认为1002，用户不能随意更改，在MDR铭牌上均有显示。
MDR控制程序使用的是UDP协议，所以在程序中增加了自动数据判别错误时的重复发送机制。
在一条指令的发送过程中，“重复次数”是指在主机向MDR发送命令后的总次数，主机一般在向MDR发送完一条指令后，要等待一定的时间间隔，用来在规定的时间段内等待MDR返回信息，该时间段就由上图“重复时间间隔（ms）”来指定，在规定的时间段内，如果MDR返回有效的数据，MDR程序认为本次指令发送成功，程序将会继续进行下面的操作；如果在指定的时间段内没有收到MDR的有效返回数据，主机的MDR程序会自动将上面发送的指令，再重新发送一次，再进行等待，反复发送等待，直到到达“重复次数”的数值，如果程序在此过程中一直没有有效返回，程序将会认为本次发送命令失败，并将程序转入错误处理指令。
“删除”按钮：
在“配置编号列表”栏选中一台或几台MDR，点击“删除”按钮，可将选中的MDR从“配置编号列表”栏中删除。
“连接进度”：
显示计算机与所选中的MDR采集终端的连接进度情况。
4MDR系统连接
MDR和计算机的连接分为USB2.0、网口和串口（RS422）三种方式，在USB和网络连接中，可以控制MDR的所有功能，但是在串口操作中，用户可以进行参数设定、数据恢复清除、数据显示和数据采集以及数据传输等操作，但无法进行标定工作。
注意：
MDR与计算机连接成功需要MDR硬件驱动程序的安装。
请参考2.1硬件驱动安装
4.1USB连接
USB连接可以实现近距离高速数据传输和控制。
当采用USB连接时，MDR前面板上的USB指示灯亮。
4.2网络连接
网络连接实现远距离高速数据传输和控制。
计算机与MDR网络连接有两种方式：
一种是计算机和MDR直连，使用直连网线；另一种是通过网络交换机将MDR和计算机连接，可实现一台计算机对一台或多台MDR同时进行远程控制、实现同步并行采集。
MDR网络IP设置，请参考图3.4。
计算机的IP设置方法：
打开计算机“网络连接”IP设置对话框，IP可设置为192.168.1.*，*为1～255任意设置，但不能和MDR的IP冲突。
如图4.1设置即可。
图4.1计算机IP设置
注意：
采用网络连接时，MDR必须与计算机在同一网段中，如果网络设置IP和实际不符时，程序会自动测试网络连接，如图4.2示。
图4.2程序测试网络连接
4.3串口（RS422）连接
MDR的串口是5芯接口，MDR的串口1到5定义为：
1、MAX_Y；2、MAX_Z；3、MAX_B；4、MAX_A；5、GND。
用户选择串口连接时，程序并不需要用户指定具体连接的串口号，程序会自动进行串口扫描，依次扫描串口1到串口16，当发现某个串口存在MDR连接时，就会使用该串口进行通信，通信成功后进入到主程序中。
串口扫描窗口请参考下图4.3。
图4.3MDR串口扫描
在串口操作的情况下，一定要选择和实际操作相匹配的MDR编号，因为在串口操作时，如编号和实际不一致MDR将不会有任何反应。
程序在启动前需要指定本次连接的具体类型，连接类型的选择在“MDR配置列表”窗体下方的“连接配置”框中，用户也可以选择“自动”选项，此时程序连接时就会按照一定顺序自动扫描当前的各个连接方式，扫描的顺序依次为USB口、网络连接和串口连接。
当前程序发现某个连接成功后，就会使用发现的连接方式进行通信，不再进行扫描。
程序的连接优先级依次为USB、网口、串口。
如果用户选择了某种连接，则程序会直接使用用户设定的连接进行通信，通信成功后就会进入程序主窗口，否则程序直接显示连接失败，并且不会尝试进行其他连接。
MDR启动连接顺序为：
在确保MDR电源关闭的情况下，连接MDR和计算机（USB、网口或串口），然后打开MDR电源，等待几秒钟让MDR硬件启动并初始化完毕，然后再启动MDR控制软件。
如果在程序正常运行过程中，计算机发生“死机”现象，此时也应该先关闭MDR电源，然后拔掉计算机和MDR之间的连接线，并退出MDR控制软件，然后再重复上面的连接步骤。
5控制软件主界面
用户正确设定MDR的连接方式后，进入到主程序界面。
当用户第一次打开主程序时，程序会出现MDR“通道标定”窗口，如下图5.1示：
图5.1通道标定
通道标定是MDR在出厂时，对其各通道参数进行校准的结果。
一般情况下用户直接点击“确定”即可，不需做任何修改，确定后，软件将自动刷新各通道的信息，然后进入主界面，如图5.2示。
图5.2软件主界面
在图5.2窗口中，顶端的是标题窗口，MDR的窗口标题标明了当前的版本信息以及连接信息，如上面的标题栏，请参考下图5.3，本标题栏标明了当前的MDR版本号是V8.07.0008，台号是090101，192.168.1.3是远程网络IP，连接类型是NETWORK（网络连接）。
图5.3主窗口标题栏
在标题栏的下面是菜单项，菜单项下面是工具栏，在主窗口中占用面积最大的是图形显示区，图形显示区的左面是控制部分和信息显示部分。
下面将依次介绍整个主窗口。
5.1菜单项
菜单项包含了程序对所有窗口的操作，由左到右依次为“系统设置”、“数据操作”、“数据显示”、“应变调整”、“标定”（隐藏菜单）、“状态显示”、“窗口”和帮助等。
5.1.1系统配置
【系统设置】菜单项包含【参数设置】、【更换连接】、【配置传感器】、【网络配置】四个子菜单。
下面依次介绍每个菜单的具体用途。
【参数设置】主要用来设定MDR的采集参数，是MDR在采集前必须要进行的操作。
请参考6.参数设置。
【更换连接】您可以在不退出程序的情况下从一台MDR更换到另一台MDR，也可以将MDR从一种连接方式转换成另一种连接方式。
例如：
可以将当前MDR的连接方式从串口连接更换到网络连接。
【配置传感器】您在测试前可以预先配置好传感器，给每个传感器编号并写入灵敏度等信息，然后在“参数设置”窗口的每一个通道中选择具体的传感器编号。
这样在传输数据时，程序会自动将采集到的数据转换成物理量，这样方便用户的后期数据处理。
【网络配置】MDR在网络连接中需要配置一些必要的网络参数，您可以在此对话框中完成设置。
请参考3.列表配置。
5.1.2数据操作
【数据操作】菜单项包含【传输数据】、【强制数据传输】、【恢复和清除数据】、【数据查询】和【数据回放】四个子菜单。
【传输数据】是将MDR的数据传输到计算机的硬盘中。
用户可以通过USB、网络、串口任何一种连接方式，将MDR中的数据传输到计算机中进行保存，其中网络连接和USB连接的传输速度较快，串口连接的速度较慢。
请参考7.数据传输。
【恢复和清除数据】可以恢复或清除MDR中所有通道或指定通道中的数据。
如下图5.5示：
图5.5
在“选择”框中，选择一个通道，点击“清除数据”，“恢复数据”可对选中的通道进行数据的清除或恢复操作。
“选择”框全部选中，点击“清除数据”，“恢复数据”可对当前MDR的所有通道进行数据的清除或恢复操作。
【数据查询】可以对MDR中各个通道数据进行查询，查看每个通道中数据的具体保存情况。
具体操作如下：
点击“数据查询”弹出图5.6对话框：
图5.6
在窗口的左列表中列出了当前每个通道的采集次数，数据存储容量以及存储数据占总数据的比例，窗口的右列表则详细的列出了当前指定通道的每一次的数据采集的具体信息，如采集的数据类型、采样频率、增益、低通、应变放大倍数、采集的起始和结束地址以及每一次的采集长度等。
进入本窗口后，用户需要首先点击“数据查询”按钮来执行查询操作，窗口下面的状态指示条将会显示当前的查询进度，当查询完毕后，查询的“概要”信息将会在窗口左边的列表中显示，用户可以用鼠标双击左边列表中的某一通道，此时本通道采集的详细信息将会在窗口右列表中显示出来。
【数据回放】方便用户浏览保存到硬盘上的采集数据。
此功能仅能够查看单通道数据文件，具体操作如下：
点击“数据回放”弹出如下对话框：
点击“文件名”按钮来选取要读取的文件名，如果所选文件格式不对或不存在，程序将弹出如下面所示的对话框。
注：
本程序只能识别由本程序生成的单通道数据文件。
当您选择完文件后，如果选取文件正确，程序会在文件参数框中依次显示：
总帧数、每帧点数、采样频率（Hz）等信息，并允许用户任意选取一段来进行浏览。
用户可以在浏览参数的起始帧数和结束帧数中输入对应的数值来查看具体的数据。
在查看方式中提供给用户两种选择，一种是直接读取文件的所有选定的数据，这种浏览方式对应“查看方式”框中的“全部读出”选项，另一种是逐帧读取文件中选定的数据，这种浏览方式对应“查看方式”框中的“逐帧回放”选项。
在选定文件并确定查看方式后，您就可以点击“确定”按钮来浏览数据。
5.1.3数据显示
数据显示菜单包含【采集开始】、【采集停止】、【记录开始】、【记录停止】、【上一台】、【下一台】、【上一通道】、【下一通道】八个子菜单。
【采集开始】和【采集停止】：
用来控制计算机对MDR某一通道数据的实时监测和停止。
【记录开始】和【记录停止】：
用来控制计算机对MDR某一通道数据的记录开始和停止。
【上一台】和【下一台】：
当计算机与多台MDR同时连接时，用来选择当前操作的MDR的台号。
【上一通道】和【下一通道】：
用来控制当前窗口对应通道的显示。
5.1.4应变调整
应变调整菜单包含【应变平衡】【向上微调】【向下微调】【应变工具条】四个子菜单，方便用户对MDR应变通道进行预调平衡操作。
点击应变工具条，可调出工具栏中应变预调平衡的快捷按钮。
一般情况下，应变调整可以在采集过程中进行，但有时因为计算机连接等原因，使得边采集边微调时容易造成MDR程序“死机”，造成连接不稳定，此种情况下可以先手动将显示关闭，然后进行应变微调，然后打开显示查看微调效果，如果需要再次微调，仍需要先关闭显示再进行。
5.1.5标定
【标定】菜单为一个隐藏菜单，在主窗体中同时按住“CTRL”键和“SHIFT”键，并使用鼠标左键点击MDR主窗口左面的面板空白处，就可以显示【标定】菜单，再次执行上述操作则又会隐藏【标定】菜单的显示。
【标定】菜单中有【系统标定】、【标定设置】、【温度标定】、【压力标定】、【噪声标定】五项子菜单。
【系统标定】是用来标定MDR各个通道的零线或修正系数等信息，是MDR出厂时必须作的工作。
用户一般情况下不需要执行本项操作。
【标定设置】、【温度标定】、【压力标定】【噪声标定】等子菜单都是专门针对传感器来进行的标定，【标定设置】是用来标定通道的传感器代号，【温度标定】和【压力标定】是分别用来标定温度和压力传感器，这两项的标定操作基本相同，都是采用多点标定后使用“多项式拟合”的算法来计算一个斜率，此值作为传感器的“灵敏度斜率”。
请参考8.传感器标定。
5.1.6其他菜单
程序其他菜单包括【状态显示】、【窗口】、【帮助】等。
【状态显示】菜单是方便您随时查看当前MDR电池的电压状态，如下图示：
【窗口】菜单包括“新建窗口”、“层叠”、“水平平铺”、“垂直平铺”、“重排窗口”，您在这里可以新建多个窗口，然后选择不同的平铺方式把多个窗口显示在图形显示区域。
用来实时显示不同通道的时域波形，方便实时核查数据。
【帮助】菜单包括“帮助”、“关于”、“启动帮助”，分别介绍了MDR控制软件的详细使用手册，MDR的简单介绍，MDR的使用小提示等信息。
5.2工具栏
菜单项的下面是工具栏，在工具栏上列出了常用操作窗口的启动按钮，本程序的工具栏如下图。
图5.7程序工具栏
工具条中的功能从左到右依次为：
数据回放、参数设置、数据传输、开始显示、停止显示、上一台号、下一台号、上一通道、下一通道、图形拷贝、数据采集查询、恢复或清除数据、应变平衡、向上微调、向下微调、电池电压、新建窗口、帮助、退出等功能，其功能都包含在上面介绍的菜单项中，具体操作请参考菜单栏介绍。
5.3控制面板
主界面左面的面板是当前通道的状态显示，右边的窗口是当前通道的图形显示。
下面依次介绍MDR8.07的控制面板。
显示当前MDR台号及其通道号。
从上到下显示的依次是当前通道的信号类型、采样频率、低通、增益、预采点数、采样时间、触发模式、触发量级、灵敏度等信息。
其中当前通道的采样频率、低通、增益可以在运行的时候动态改变。
其他如预采点数、采样时间、触发模式、触发量级、灵敏度等信息必须在参数配置窗口中才能改变，详见下面参数设置操作。
图形操作窗口是针对当前图形进行的操作，从左到右从上到下功能依次为：
图形横向压缩、图形整体上移、图形纵向压缩、图形横向拉伸、图形自动满量程显示、图形纵向拉伸、图形整体左移、图形整体下移、图形整体右移。
“单个”是对一个窗口进行操作，“多个”是对当前的多个窗口进行操作。
显示当前电压值单位（V）和百分比。
5.4显示窗口
从MDR8.0起，程序可以同时显示多个窗体，每个窗口都增加了一个鼠标右键菜单，菜单中有打开左右光标和显示面板等功能，显示面板都是针对当前窗口，可以显示光标值和标注值。
请参考图5.8。
光标值中可以显示当前光标的位置索引，所在点X轴大小和Y轴大小等信息。
标注值可以显示当前图形的有效值（RMS值），平均值和零线等信息。
在窗体的下方的“通道状态”框中依次显示当前窗口的台号、通道号、保存标志、当前信号和量程的比例大小。
台号就是当前MDR的编号。
通道号就是当前显示数据所属的通道。
信号量程比是指当前信号和该通道满量程的比值。
用来表示当前信号占量程的比例，防止因增益设定不当导致信号“削波”。
数据采集框中的进度条有两种用途，在实时显示保存信号时该进度条用来指示当前数据保存的时间，在数据回放时该进度条用来指示数据回放的进度。
图5.8数据显示窗口
6参数设置
选择菜单【系统设置】【参数设置】，或选择工具栏中的
，会出现参数设置窗口，如图6.1所示。
图6.1参数设置窗口
6.1参数设置界面
这个界面主要是用来设置或查询MDR记录器各通道的参数，表格中每一行显示当前MDR的一个通道的参数，表格中每列的功能如下：
第一列：
当前通道号—标识当前显示的通道序号。
第二列：
采集频率—设置当前通道的采样频率，当前MDR允许设置的采样频率为64Hz、128Hz、256Hz、512
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