数据采集仪器基础知识培训

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1、数据采集系统知识培训ByJackyWang2012/3/27Jacky.wang@dewesoft.cnMB:18801040099测试分析仪器的发展虚拟概念测试系统70~80年代传统测试仪器21世纪新发展专门测试仪器磁带机示波器信号发生器分析仪…A/D板工业计算机软件…虚拟PC仪器一体化设计信号调理A/D计算机+软件….90年代传统测试仪器传统仪器的优缺点优点操作简单结构紧凑，携带方便对使用者的计算机知识无要求缺点构成测量分析系统所需前置仪器较多通道数固定且较少信号调理不能更换不能升级不能运行计算机软件分析功能有限/或无分

2、析处理功能用户不易根据需要进行计算机后续处理存储量小通常需另外配备PC机虚拟测试系统概念VI----虚拟仪器(VirtualInstruments)的概念：输入接口+A/D+计算机+软件VI的构成：凡是将仪器硬件搭载到各种计算机或工作站上，通过软件进行仪器操作，数据采集，数据存储与分析的测试系统。VI的特点：1技术更新周期短；2开放、灵活，用户通过软件方便地扩展仪器功能；3与计算机技术保持同步发展。虚拟测试系统概念VI----虚拟仪器(VirtualInstruments)的概念：输入接口+A/D+计算机+软件VI的构成：凡

3、是将仪器硬件搭载到各种计算机或工作站上，通过软件进行仪器操作，数据采集，数据存储与分析的测试系统。VI的特点：1技术更新周期短；2开放、灵活，用户通过软件方便地扩展仪器功能；3与计算机技术保持同步发展。2021/9/19普通虚拟概念测试系统接口A/D卡++计算机++2021/9/19普通虚拟概念测试系统存在的不足没有:隔离没有:信号调理噪音:干扰大没有:精度没有:系统标定没有:系统生产标准接口A/D卡++计算机一般不能与传感器直接相连，不是完整的仪器虚拟仪器的构成框图传感器信号调理数采板计算机一体化系统:信号调理,数采板和计

4、算机合三为一,整个系统更加紧凑,使用更加方便.整个系统的核心是信号调理和数采板!.分析软件.新型虚拟仪器虚拟测试系统数据采集仪器:传感器信号调理模拟信号到数字信号转换器机架采集和分析软件虚拟仪器的主要发展趋势模块化设计，扩展性好坚固、抗振、防电磁，同样适合野外多种信号同时测量（模拟，图象，数字……)个性化精密信号调理模块，直接接驳传感器同样适合微弱信号的测量通道隔离网络接口，便于组成网络和数据交换应用软件共享数据数据存储量大集传统仪器与虚拟仪器优点于一身数采系统的主要参数通道数采样频率采样方式带宽分辨率(12Bit,14bi

5、t,16Bit,24bit)线性误差噪声通道间隔离性能抗干扰性能采样率采样率有效采样率无效的采样率FrequencycomponentsaboveNyquistfrequency=½samplingratearefoldedback=mirrorpicturesSolution:useanalogfiltersMinimumsamplingrateforFFT=2xsignalfrequencyMinimumsamplingratefortimeanalysis=10xsignalfrequency数采系统A/D的典型工作

6、方式1.顺序采样;2.顺序采样+同步采保;3.各通道独立采样。多通道采样----顺序采样循环扫描通道间有相位差(取决于最大采样率和通道数)单通道采样率=总采样率/通道数多路循采器TRADITIONALTECHNOLOGY模拟信号输入多通道采样——同步采保采样率=A/D总采样率/通道数S/H电路长生噪声最高12位分辨率消耗功率大(需要冷却)SimultanousSample&HoldTRADITIONALTECHNOLOGY多通道采样——同步采集采样率=A/D采样率分辨率可达24Bit测试质量更高同步A/D转换器NEWTECH

7、NOLOGYA/D转换器模拟信号转换为数字信号分辨率dependingonapplication8,12,16or24BitResolutiondoesnotequalaccuracy!!8Bit12Bit16Bit系统精度SensorLinearity[%]Temp.drift[ppm/°C]Accuracy[%]Dynamic[../sec]µPAmplifierLinearity[%]Temp.drift[ppm/°C]Accuracy[%]Noise[µV]Bandwidth[Hz]FilterLinearity[

8、%]Temp.drift[ppm/°C]Accuracy[%]Noise[µV]Bandwidth[Hz]A/DLinearity[%]Temp.drift[ppm/°C]Accuracy[%]Noise[µV]Bandwidth[Hz]DCResolution[Bits]Effektiv