数据采集和处理

开学以来这段时间一直在操心ARES流变仪模拟信号的数据采集问题,碰了些壁。现在还没完全实现,先记点笔记,等完全实验了,我就要把整个过程整理出来,放在英语个人主页上。

目的

从ARES仪器背板取模拟信息的目的是进行更加自由的实验数据处理。具体地说,ARES随机软件TA Orchestrator 7.2.1软件包的主程序Orchestrator内置的动态测试方式都不能显示每个数据的原始波形情况,数据点的采集时间和采集区间也不能自由设定。如果使用Arbitrary Waveform Test,每个区间(zone)的数据点数是有限的,对于振荡频率较高的实验就无法获得完整波形。以上限制是我考虑自己采集ARES模拟信号的主要原因,但是建立了采集平台之后能做的事就不仅限于此了。

ARES模拟输出信号特征

关于这方面信息我之前已经贴过了,由于方便所以不妨再贴(豆丁网有些图片转换不正常):

数据采集设备

从上面的ppt里也看到,我选择了NI USB-9215A。安装了附送的LabView SignalExpress软件之后,可以很方便的看到信号和调整采样率(上面的ppt有例子)。

实时数据处理

数据处理这一步分两个方面,一数学方面,用什么公式从原始数据提取频率、振幅、相位等信号;另一方面就是软件实现。

关于数学方面,有两个方法,一个是离散Fourier变换,另一个是互相关(cross correlation)。这两种方法在以下ppt里面有所介绍:

其中,关于Windows Correlation技术,我还要认真看一下,思考能不能也用类似的技术从非线性数据里获取高次谐波。

然后,关于软件方面。起初我只是从LabView SignalExpress里,把时间序列数据存到txt文件里。然后在OriginPro里打开,去头去尾,FFT,作图,用取值软件取出峰值和峰位,然后记录下来,每花这一番功夫其实只获得一个数据。实际应用的时候肯定不能这样搞,而是要利用计算机的处理速度,实时地给出最终的流变数据。目前有几种可能的途径。首先,LabView SignalExpress可能支持某种实时的频域分析,甚至支持自定义函数。如果这个有戏的话,应该是最优先采用的方法。这方面让许国智师弟回去看help去了。

其次就是使用TA Orchestrator软件包附带的RheoCorr软件。这个软件是属于Fast Data Sampling Option的一部分,在安装TA Orchestrator要勾上此项才会有。TA的Fast Data Sampling Option是ARES的一个附件。它包括一个NI DAQPad-6020E,以及使用TA Orchestrator软件包中相关附件的一个License Key。其中DAQPad-6020E从流变仪获取模拟信号,转换后可由RheoCorr软件读取并自动进行处理。RheoCorr跟Orchestrator有个接口。因此使用Orchestrator控制流变仪的同时就可以调用RheoCorr从而调用DAQPad-6020E。因此整个workflow也很integrated,听起来是个很不错的选择。

理论上说,使用其他NI公司的DAQ产品,也可以配合RheoCorr。我就寻思着现在购买的NI USB-9215A是不是也可以这么用。先问TA公司的客户要了一个License Key(友情免费)。但是发现,RheoCorr软件不支持新的DAQmx软件包的动态链接库,由于这是RheoCorr软件设计时固有的特点,没办法,只能迁就RheoCorr软件,卸载掉DAQmx,改装Traditional NI-DAQ。这东西原来还不支持64-bit Windows,于是把Windows也卸载了,改装一个32-bit版本的。到最后,最致命的问题出现了,我的NI 9215A产品太新了,不支持Traditional NI-DAQ!所以,想让NI USB-9215A跟RheoCorr软件“亲密接触”的可能性基本上不存在了。

不过,RheoCorr软件也并没有什么特别的技术。既然迁就不了它,那就自己写一个得了。

所以第三个方式就是使用Matlab来处理数据。这就需要Matlab和数据采集卡的驱动程序之间有一个数据接口。MATLAB自带的Data Acquicition Toolbox就支持NI DAQmx。可是我在我机子上的MATLAB上找了半天就是找不到Data Acquisition Toolbox,上google折腾了半天,才搞清楚原来Data Acquisition Toolbox不支持64-bit Windows,因此64-bit的MATLAB是不含这个toolbox的。Easy,把我原有的MATLAB卸了,重装了个32-bit版本的,就见到了这个toolbox了。关于Data Acquisition Toolbox的应用,最简单地范例就是以电脑自带的声卡作为硬件,拿mic录声音。但是要拿外接的NI USB-9215A作为硬件,可能就不那么顺利了。这个要等回实验室之后插上数据卡来试。这里有一个针对NI DAQmx范例文件。

除了MATLAB自带的Data Acquisition Toolbox之外,NI自己也做了一个DAQmx Tools。到底哪个好,也要通过常试比较一下。

最终,利用这些Toolbox,我还要自己写一个完整的程序,以形成一个比较整合的自动化的流变测试实验流程。真是任重而道远啊。

从所谓“正确的物理图象”谈起(到哪儿结束?谈来干嘛?)

先就本文的标题进行一些议论。不知道为什么科学网有很多老师(而且尤其是那种“土鳖”)喜欢把博客文章的标题改成什么“浅谈xxxxx”或者“xxxxx浅谈”,还有“也谈xxxxx”,或者“xxxx谈”。我觉得因为这些老师是读这种标题的文章成长的,所以轮到他们自己写博客了,就会觉得这种标题很好。谦虚应该作为做人的“美德”而不是作为做人的“智慧”。事实上,在中国只要实事求事,就自然已经特别谦虚了,因为不知何故在我们所处的社会中围绕着任何一个人才的90%的评价都是言过其实。问题在于很多庸人,其实是拿谦虚做晃子来遮挡实际上的庸碌——他们张扬不起,因为一张扬就要爆露他们的不才。因此,这些人会去回避有才而张扬的人。假如无法回避(例如遇上王鸿飞老师点名),那他们的解决方案就是变本加厉地摆出那副空洞的谦让,足以维持自己在绝大部分庸人之前的脸面即可。科学网充斥着的就是这样的土鳖。

类似本文标题这种的“从xxxxx谈起”也属于此列,看上去好像很和谐,也“像”个标题,但其实并没有透露出任何观点。其实他就是没能力想出啥靠谱的观点来,但又要写点啥,所以标题先弄个这种说了等于没说的,然后文章嘛,正反面各打五十大板,最后结尾做一下和事佬。看的人皆大欢喜。科学网就经常推荐这种文章上主页。

我曾经说过有很多人没有建立“正确的物理图象”。简单地说吧,就是不时会发现有的同学对自己的实验体系的走向会甚至作出违反热力学第一定律的估计,令人感到非常的鄙视。就你脑中难道没有一个自由能的概念吗?

费曼在讲义里已经讲过:

The whole question of imagination in science is often misunderstood by people in other disciplines. … whatever we are allowed to imagine in science must be consistent with everything else we know: that the electric fields and the waves we talk about are not just some happy thoughts which we are free to make as we wish, but ideas which must be consistent with all the laws of physics we know. We can’t allow ourselves to seriously imagine things which are obviously in contradiction to the known laws of nature. And so our kind of imagination is quite a difficult game. One has to have the imagination to think of something that has never been seen before, never been heard of before. At the same time the thoughts are restricted in a strait jacket, so to speak, limited by the conditions that come from our knowledge of the way nature really is. The problem of creating something which is new, but which is consistent with everything which has been seen before, is one of extreme difficulty.

显然,想要作“正确”的想象,就得先知道“all the laws of physics we know”。换句话说,那些人之所以没能建立“正确的物理图象”无非是因为课堂物理没学好。

但是在中国这些学生很可能是很高分考上研的。很多非985非211没名没份的地级市本科院校,整个大学四年就是为了考研,鲤鱼跳龙门哪。中国人没哪个是会轻易“认命”的因此个个都不自量力。问题还不在于说这种努力是盲目的,而恰恰在于这种努力还挺有的放矢——历年试题出题形式和范围。

诚然,确实也没听说哪个地方的笔试或面试题是诸如“请在分子到超分子尺度分情况描述一种水溶性聚合物溶解于纯水中的过程”这样的试题。而且,就算我将来自己招生,我能否出这样的题,也要取决于我自身地位。我要是恰好去了一个非985非211没名没份的地级市本科院校当博导,我出这样的试题招学生我就干脆别招学生算了。

所以并不是应试教育就完全不行。高考之所以不这么出题是因为中国想要普及本科教育,反“精英教育”之道而行之。因此出题的目的是要让大部分人上,而不是让能上的人上。但研究生教育不会也被纳入“草根教育”范畴吧?既然尚属于“精英教育”,你不行就滚,没人逼你读研。

事实上现在的研究生教育既没有成为草根教育也没有成为精英教育,而是成(沦)为了“福利教育”,专门用来救济由户籍制度所带来的不公正的。因为很多人深信并且屡次在诸如《一虎一席谈》之类的节目中声泪俱下地控诉是高考的户籍限制而不是自己读书不成导致他们的孩子与有权有钱的生活无缘。一旦闻说考研不受此限,岂不当场立马转怒为喜破涕为笑?因此,研究生教育就成了对户籍制度不公的重要补偿,并加上诸如“本科毕业后男朋友深圳工作所以我考过来广州”这种五花八门的理由。

在传统的、农业的、等级制度的、金字塔形的中国社会,自古读书就不是为求知而设,而是穷人改变命运的手段。如果纯粹只有金字塔形自上而下的压迫,统治很难稳定。因此“科举”作为自下而上的的唯一途径就长期存在了下来。“读书”这件事的这一“定性”已经深入到中国人的骨髓里了。如果学术与行政脱钩,你就会很难让一个中国人理解为什么还要去读书。事实上读书无用论一向就此起彼伏,潜台词就是“有用咱才读”,啥叫“有用”?美其名曰“经世致用”,实则离不开“权钱”二字。因此就算抱着“更好地普及知识”的善良目的,你也必须让学术与行政紧紧挂钩;否则没人愿意读书,结局只会是文盲增多影响社会稳定。那人家完全可以找个借口:愚民不是我想的啊,民不爱智奈何以智要之!

回过头来再看费曼的那段话,真是感叹东西两个世界之遥远。

唉,为什么没有录音……

3月8日梅州那边派人来协商,我记得那天一整个白天都提心吊胆。那天恰好还是妇女节,组里面的同学还弄了礼物和贺卡给老板娘,我都觉得像没发生过的事。直到下午我兄弟给我电话,我才松口气。不过当时完全都只在担心他父子俩的安全,事情经过和结果是怎样当时听完也没有为意。

事实上我对事情本来就不抱有什么希望,我之前就觉得梅州那边不会突然真心为我们办事,之所以来广州无非就是为了“稳住”我们。但是今天看到了最新进展之后还是觉得很生气。谈当天承诺的事情,回去就给“和谐”了。

在这里把陶叔叔对3月事件的正式完整记录转载过来并整理了一下,作为参考。以下的“我”是陶叔叔,详见他自己的博客

3月8日之前的电话交流

灯下黑”上网曝光后至3月8日前,梅县方面派人与我通了三次电话,大意是:

上网曝光对梅县声誉影响不好,要我关闭博客,回去内部协商处理,车旅费宾馆住宿费等等,县纪委会替我报销。

我回复的大意是:

一、2009年9月开刀住院并受“灯下黑”折腾煎熬,本人身体状况不好,大家是知道的,受不了长途车旅劳顿;

二、回去梅州梅县,我的人身安全没有保障,我不愿现在就成为钱云会和茂名高州公务员周国瑜的母亲第二;

三、我反复重申,如果真的有善意有诚意内部协商,本人早在2008年治理重信重访中,曾经多次对主办人梅州市纪委信访室副主任林平华建议:

现在,可以先作假设,一是假设我的申冤申诉材料的内容都是客观的真实的,二是假设在没有领导或其他人干预的前提下,带上我的所有材料,到梅州市中级法院或者梅州电视台《民生820》栏目中的维权820律师团或者有影响有名望的律师事务所咨询,我这宗“灯下黑”,依照法律,该怎样定性?该怎样处置?维权结果应该是什么?待你们心中有底后,再找杨、黄、钟调查,要他们如实说出真相。仍不配合,则举行信访听证补充取证,杨黄钟可合请一律师共四个,我一个人面对他们四个,从情理法三个方面有根有据有条有款对质辩驳,若能说服折服我,当场签字画押息诉罢访。反之,则追究他们的党纪国法责任。

这次也一样,你们先去咨询,根据法律界人士的分析意见,拿出一个书面的《协议方案》,再派人出广州与我协商,省得千里迢迢车旅劳顿而又无果。更重要的是为了防备和避免当年的林平华重演,他们信访室自己没有整理归档保存原始协商结果,反过来倒打一耙,诬蔑“是其单方面的意愿和想法”。

3月8日的见面会谈情况

这次沟通,我的观点和立场也就是上面介绍的曾对林平华提议过的同一个版本。同时申明,上网曝光内容,我会尽量把握“度”,除了责任单位几个责任人直接指名道姓外,只要不刁难不阻碍我申冤维权,只叙事不对具体的人;反之,一律指名道姓曝光,待到云开日出时,该追究责任的必须追究其责任!!!

交流了近两个小时,最后,我将自己的观点和态度概括归纳重复了三遍

  1. 顺应组织意见,同意沟通协商;
  2. 沟通协商不等于糊弄,必须依纪依法客观公正处理,追究杨优棠、黄国平、钟洁芳、张小英等有关责任单位责任人的党纪国法责任
  3. 事件未圆满解决之前,按既定方针逢周六更新版面内容,直到解决为止

说完后,还请古局长重述了一遍。然后一起出去吃午饭并约定,吃饭时大家都不要再提刚才的伤心话题,确实是“大家一起座谈,气氛融洽”。

梅县方面恶意偷梁换柱纂改违背了3月8日商谈内容

过后,省政法委向梅县调查了解核实“灯下黑”的有关情况,巫安娜恶意偷梁换柱纂改违背了3月8日商谈内容,授意以梅县发展和改革局的名义上报省政法委,继续糊弄上级。幸亏广东政法网于3月25日用电子邮件回复我(见下文)。真是岂有此理,平时没有过节摩擦的老同事在关键时刻都敢违背良心道德继续刁难设置障碍,究竟是何居心何等人品人格……

附件:广东政法网回复给我的电子邮件,是巫安娜恶意偷梁换柱纂改3·8会谈本义,刁难阻碍我维权的铁证!

发件人:广东政法网 gdzf126@126.com
发送至:陶昌始 taochangshi@gmail.com
日期:2011年3月25日 上午10:38
主题: Re:请同仁们讨论评议(灯下黑-纪委干部维权博客)

梅县发展和改革局:尊敬的网民朋友您好!接到您的留言信息后,我局非常重视,立即与县纪委、县信访局等部门联系,针对您所反映的情况,市纪委信访室于1997年11月作出了调查研究。2008年底,市纪委信访室对您的信访诉求再次核查,对您提出的赔偿上访申诉费用和重新核算举报 奖励金等问题作出了不予支持的结论,并且维持该室1997年作出的调查意见。对您反映的情况和问题,局领导均尽力协助解决您工作上和生活上的实际困难。今年3月8日上午,我局负责同志与县纪委信访室、县信访局的负责同志前往广州与您见面, 大家一起座谈,气氛融洽。希望今后您能正确面对,顾前大局,通过正常渠道处理问题。

转载完毕,以下是我(孙尉翔)的补充。从省政法委回复的邮件来看,梅县方面上报的版本仍然是老版本,仍然是拿97年的处理和08年的重访当挡箭牌。现在,我兄弟父子也并不是要“死不承认”,只是要求97年和08年做的所谓“处理”把这件事放在法律面前去评判审核,看这个处理是否合法。这个做法,一来之前从未实施过,不属于“死缠烂打”;二来,按照总书记在中共中央政治局第二十七次集体学习时的强调,此举完全必要。但很显然梅县方面并没有传达这个精神,难道他们没有组认真学习和体会中央的最新精神?此处省略脏话1000字。