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超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即采用超高采樣速率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的系統(tǒng)。采樣率、分辨率為評(píng)價(jià)超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)。超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩大模塊，此外，還應(yīng)兼顧后續(xù)數(shù)字信號(hào)處理部分。超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)也廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、通信、聲納、遙感、地質(zhì)勘探、振動(dòng)工程、無損檢測(cè)、智能儀器、語音處理、光時(shí)間域反射測(cè)量、物質(zhì)光譜學(xué)與光譜測(cè)量、生物醫(yī)學(xué)工程等多個(gè)領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)采集卡

數(shù)據(jù)采集卡，是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采非電量或者電量信號(hào),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析,處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測(cè)試平臺(tái)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測(cè)量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集卡，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集（DAQ）功能的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCIExpress、火線（1394）、PCMCIA、ISA、CompactFlash、485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡(luò)等總線接入個(gè)人計(jì)算機(jī)。

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(diǎn)的輸出值相對(duì)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(shí)際檢測(cè)過程中，受到很多因素，特別是外部電磁干擾信號(hào)，電源干擾和傳感器噪聲等影響因素的限制，檢測(cè)的精度往往達(dá)不到這樣的水平。

在實(shí)際應(yīng)用中，干擾嚴(yán)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(yuǎn)，在弱信號(hào)（例如熱電偶信號(hào)）和高阻抗輸出信號(hào)（例如壓電陶瓷傳感器、鋯氧傳感器輸出信號(hào)）的才集中尤其如此，原因是逐次比較型AD采集的是微秒級(jí)時(shí)刻的電信號(hào)，而實(shí)際輸入的信號(hào)是傳感器輸出信號(hào)與干擾信號(hào)的疊加，在這些干擾信號(hào)中，工頻干擾信號(hào)是比較普遍的，防止工頻干擾信號(hào)比較有效的方法是與工頻信號(hào)同步，在工頻周期時(shí)間內(nèi)連續(xù)采集若干個(gè)信號(hào)取平均值，這樣操作會(huì)降低實(shí)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。