数据采集系统的主要性能指标以及如何在测量中选择合适的的数据采集系统

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1、数据采集系统的主要性能指标：(1)系统分辨率：是指数据采集系统可以分辨的输入信号最小变化量。通常用最低有效位值(LSB)占系统满度信号的百分比表示，或用系统可分辨的实际电压数值来表示，有时也用满度信号可以分的级数来表示。下图给出了满度值为10V时数据采集系统的分辨率。位数级数1LSB(满度值得百分数)1LSB（10V满度）82560.391%39.1mV1240960.391%2.44mV16655360.0015%0.15mV2010485760.000095%9.53uV24167772160.00000

2、60%0.60uV(2)系统精度：是指当系统工作在额定采集速率下，每个离散子样的转换精度。模数转换器的精度是系统精度的极限值。实际的情况是，系统精度往往达不到模数转换器的精度，这是因为系统精度取决于系统的各个环节(部件)的精度：如前置放大器、滤波器、模拟多路幵关等等。只有这些部件的精度都明显优于A/D转换器精度时，系统精度才能达到A/D的精度。此外，还应注意系统精度与系统分辨率的区别。系统精度是系统的实际输出值与理论输出值之差。它是系统各种误差的总和。通常表示为满度值的百分数。(3)采集速率：又称为系统通过速

3、率、吞吐率等，是指在满足系统精度指标前提下，系统对输入模拟信号在单位时间内所完成的采集次数，或者说是系统每个通道、每秒钟可采集的子样数目。“采集”包括对被测物理量进行采样、量化、编码、传输、存储等的全部过程。在时间域上，与采集速率对应的指标是采样周期，它是采样速率的倒数，它表征了系统每采集一个有效数据所需的吋间。(4)动态范围：是指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。数据采集系统的动态范围通常定义为所允许输入的最大幅值％max与最小幅值V

4、01g^Umin式屮最大允许输入幅值％_是指使数据采集系统的放大器发生饱和或者是使模数转换器发生溢出的最小输入幅值。最小允许输入幅值l

5、出现很多频率为为正整数）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Ja；+42+••-H=广23xl00%VA2+A2+A2■»■***式中4——基波振幅A一一第々次谐波（频率为V）的振幅。如何在测量中选择合适的的数据采集系统：而对市场上众多的数据采集（DAQ）设备，如何选择最合适的一款呢，首先要丫解以下几个问题。1.需要测量或生成的信号是什么类型？2.需要信号调理吗？3.需耍以多快的速度采集或生成信号？4.需要识别到的信号中最小变化是多少？1.需要识

6、别到的信号屮最小变化是多少？对以上提出的问题进行仔细的分析之后才能做出更好的选择。1.需要测量或者生成的信号是什么类型？对于不同类型的信号需要使用不同的测量或生成方式。传感器能够将物理现象转化为可测量的电信号，如电压或电流。同样，也可以生成一个可测量的电信号给传感器，从而产生一个物理现象。因此，了解不同类型的信号和相应的属性非常重耍。只有了解了具体应用中的信号类型，冰能够着手选择DAQ设备。DAQ设备有如下功能：1、模拟输入，用于测量模拟信号；2、模拟输出，用于输出模拟信号；3、数字输入/输出，用于测量和生成

7、数字信号；4、计数器/定吋器，用于对数字事件迚行计数或产生数字脉冲/信号。有些DAQ设备仅拥有上述功能中的一种，而多功能DAQ设备则可以实现所有上述功能。一般来讲，DAQ设备通常对于某一功能只提供固定数量的通道，比如模拟输入、模拟输出、数字输入/输出以及计数器等；因此，在考虑购买设备时，需要在当前所需的通道数的基础上再预留一些，这样可在必要时进行更多通道的数据采集。而如果所购买的设备的通道数仅够满足当前需要，则可能在未来新测量应用面前捉襟见肘。多功能DAQ设备同样也仅有冏定数量的通道，但是其功能涵盖模拟输入、

8、模拟输出、数字输入/输出和计数器。多功能DAQ设备可以支持不同类型的I/O,以适应多种应用的需要，这是单一功能的DAQ设备所不具备的。还可以选择一种模块化的平台，自定义所需具体要求。模块化系统通常包括一个机箱，用于控制定时和同步信号，并控制各种I/O模块。模块化系统的优点是，可以选择不同的模块，每个模块实现其独特的功能，从而可以实现更灵活的配置方式。使用这种方式所构建的系统，其中某个单一功能模块的精