最新数据采集系统基本组成教学讲义ppt课件.ppt

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1、数据采集系统基本组成多通道数据采集系统的几种结构形式每个通道都有各自独自的采样保持器与A/D转换器，这种结构形式可以对各通道输入信号进行同步、高速数据采集。多通道A/D转换各通道有各自独立的采样保持器，但公用一个A/D转换器。通过多路开关分，对各路信号分时进行A/D转换。能够实现多路信号的同步采集，但采集速度稍慢。单通道共享A/D转换器多通道数据采集系统的几种结构形式数据采集系统的主要性能指标4.动态范围：某个物理量的变化范围。信号的动态范围是指信号的最大幅值和最小幅值之比的分贝数。采集系统的动态范围通常定义为所允许输入的最大幅值Vimax与最小幅值Vimin之

2、比的分贝数，动态范围：瞬时动态范围：对大动态范围信号的高精度采集时，某一时刻系统所能采集到的信号的不同频率分量幅值之比的最大值，即幅值最大频率分量的幅值Afmax与幅度最小频率分量的幅值Afmin之比的分贝数。瞬时动态范围：数据采集系统的主要性能指标5.非线性失真（谐波失真）：给系统输入一个频率为f的正弦波时，其输出中出现很多频率为kf（k为正整数）的新的频率分量的现象，称为非线性失真。谐波失真系数用来衡量系统产生非线性失真的程度，它通常用下式表示：A1为基波振幅，Ak为第k次谐波的振幅。微弱信号检测方法提高信号检测灵敏度或降低可检测下限的基本方法：从传感器及放

3、大器入手：降低固有噪声水平、研制新的低噪声传感器。分析测量中的噪声规律和信号规律，通过各种手段从噪声中提取信号。对传感器的基本要求是：测量范围宽，线性好，灵敏度高，噪声低，谱段宽，响应快，寿命长，便于匹配，均衡稳定。用于弱信号检测的传感器，首要要求是高灵敏度、低噪声。填空：16*1=16判断6*1=6简答6*6=36分析10+10+10+12=12分放大器使用测量放大器的原因：弱信号、强干扰；动态范围宽，共模干扰电压大。目的：检测叠加在高共模电压上的微弱信号。要求：高输入阻抗、共模抑制能力强、失调及漂移小、噪声低、闭环增益稳定性高。分类：技术指标：放大倍数：AU

4、、AUS、Ai、Ais输入阻抗：Ri=U0/Ii输出阻抗通频带混频偏差采样率过低的结果是还原信号的频率看上去与原始信号不同。这种信号畸变叫做混叠（alias）。出现的混频偏差（aliasfrequency）是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。采样频率fs是100HZ信号调理信号调理能够在信号、传感器、DAQ板卡和PC机之间提供接口。通常的信号调理类型包括：放大、隔离、滤波、激励、线性化等。A所以流入节点A的电流所以流入相邻左侧节点的电流依次减半。倒T型电阻解码网络D/A转换器倒T型电阻网络是集成DA转换器中采用最多的一种。从节点A向左看，每个节点

5、等效电阻均为2R。可写出的表达式输出模拟电压为于是输出电压与权电阻解码网络相比，电阻阻值仅两种，便于集成。而多通道采样方式循环采样：只采用一个A/D芯片，通过多路转换开关实现不同通道的切换；通道转换时间造成多通道不能同时采样；可以通过外加采样/保持电路保证采样的同步。同步采样：每个通道采用独立的放大器和采样保持器以及A/D转换器，不同通道采用同一时钟；保证不同通道的采样时间相同（信号同步）；突发模式采样：采样频率由扫描时钟控制，通道切换时间间隔由通道时钟控制。数据采集设备的基本结构多通道共享采样保持器和A/D转换器多通道同步型数据采集系通多通道并行数据采集系统分

6、布式数据采集系统被测信号与数据采集设备之间的连接电压信号可以分为接地和浮动两种类型。接地信号：将信号的一端与系统地连接起来，如大地或建筑物的地。因为信号用的是系统地，所以与数据采集卡是共地的。浮动信号：一个不与任何地（如大地或建筑物的地）连接的电压信号称为浮动信号，浮动信号的每个端口都与系统地独立。常见的浮动信号有电池、热电偶、变压器和隔离放大器。测量系统可以分为差分（Differential）、参考地单端（RSE）、无参考地单端（NRSE）三种类型。差分测量系统：信号输入端分别与一个模入通道相连接。具有放大器的数据采集卡可配置成差分测量系统。一个理想的差分测量

7、系统仅能测出(+)和(-)输入端口之间的电位差，完全不会测量到共模电压；实际应用的数据采集卡的共模电压的范围限制了相对于测量系统地的输入电压的波动范围；可以用不同的方式来消除共模电压的影响。如果系统共模电压超过允许范围，需要限制信号地与数据采集卡的地之间的浮地电压，以避免测量数据错误；参考地单端测量系统(ReferencedSingle-End，RSE)：也叫做接地测量系统，被测信号一端接模拟输入通道，另一端接系统地AIGND。无参考地单端测量系统(NRSE)：信号的一端接模拟输入通道，另一端接一个公用参考端，但这个参考端电压相对于测量系统的地来说是不断变化的。

8、几种信号输入方式的特点差