北京魯科數(shù)據(jù)科技有限公司主營：高速數(shù)據(jù)采集

高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用

高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于鐵路、機械等諸多行業(yè)。而高速數(shù)據(jù)采集卡是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部件。高速數(shù)據(jù)采集卡的核心技術(shù)指標(biāo)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率和記錄容量。一般來說，高速采集卡的任務(wù)是快速采集各種類型傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入計算機處理。

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數(shù)據(jù)采集的基本理論

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采樣過程為了對模擬信號用數(shù)字方法處理，應(yīng)先將模擬信號數(shù)字化，即進行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程，包括三個內(nèi)容：一是采樣，二是量化，三是編碼。一個模擬信號首先經(jīng)過預(yù)采樣濾波器，對信號進行調(diào)理，然后由采樣器在每個采樣時刻讀出一個數(shù)據(jù)；再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化為二進制數(shù)碼，數(shù)據(jù)之后保存到存儲器用于數(shù)字信號處理。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，它的性能直接限制系統(tǒng)的性能。要使設(shè)計的系統(tǒng)能滿足工作條件，首先要選對模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，有必要去了解模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展?fàn)顩r。采樣方式常見的采樣方式可分為“實時采樣”和“等效時間采樣”兩大類?！皩崟r采樣”是在信號存在期間對其采樣。按照采樣定理，采樣速率必須高于信號中較高頻率分量的 2 倍；對于周期性正弦信號，一個周期內(nèi)應(yīng)該至少有兩個采樣點?！皩崟r采樣”除了通常使用的定時采樣外，還常常使用“等點采樣”，即“變步長采樣”。這種采樣方法不論被測信號頻率為多少，一個信號周期內(nèi)均勻采樣的點數(shù)總共為 N 個。

數(shù)據(jù)采集卡的精度

精度是指數(shù)據(jù)采集卡在滿量程范圍內(nèi)任意一點的輸出值相對于其理想值之間的偏離程度。數(shù)據(jù)采集卡的精度受卡上放大倍數(shù)的影響比較大，一般廠商給出的數(shù)據(jù)采集卡的精度指標(biāo)都很高，12位AD采集卡的精度在滿程輸入電壓（FSR）的0.01%+1LSB，但在實際檢測過程中，受到很多因素，特別是外部電磁干擾信號，電源干擾和傳感器噪聲等影響因素的限制，檢測的精度往往達不到這樣的水平。

在實際應(yīng)用中，干擾嚴重的環(huán)境可能使采樣結(jié)果與廠商標(biāo)稱的精度相差甚遠，在弱信號（例如熱電偶信號）和高阻抗輸出信號（例如壓電陶瓷傳感器、鋯氧傳感器輸出信號）的才集中尤其如此，原因是逐次比較型AD采集的是微秒級時刻的電信號，而實際輸入的信號是傳感器輸出信號與干擾信號的疊加，在這些干擾信號中，工頻干擾信號是比較普遍的，防止工頻干擾信號比較有效的方法是與工頻信號同步，在工頻周期時間內(nèi)連續(xù)采集若干個信號取平均值，這樣操作會降低實際的采樣速度，在不需要高速采集但要求較高的精度采樣的情況下可以得到比較好的效果。