[應(yīng)用]信號(hào)采集和采集卡

《[應(yīng)用]信號(hào)采集和采集卡》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、3.1.2信號(hào)采集和數(shù)據(jù)采集卡3.1.2.1信號(hào)采集從傳感器得到的信號(hào)大多要經(jīng)過(guò)調(diào)理才能進(jìn)入數(shù)據(jù)采集設(shè)備，信號(hào)調(diào)理功能包括放大、隔離、濾波、激勵(lì)、線(xiàn)性化等。由于具體電路不同，因此，除了這些通用功能，述要根據(jù)具體所測(cè)電路的特性和要求來(lái)設(shè)計(jì)特殊的信號(hào)調(diào)理功能。下而僅是信號(hào)調(diào)理的通用功能。1.濾波：是指從所測(cè)量的信號(hào)屮除去不需要的成分。大多數(shù)信號(hào)調(diào)理模塊有低通濾波器，用來(lái)濾除噪聲。并口為了濾除信號(hào)中最高頻率以上的頻率信號(hào)，還需要抗混疊濾波器。某些高性能的數(shù)據(jù)采集卡白身帶有抗混疊濾波器。2.放人：微弱信號(hào)都要進(jìn)行放人以提高分辨率和降低噪聲，使調(diào)

2、理示信號(hào)的電壓范I羽和A/D的電壓范圍相匹配。信號(hào)調(diào)理模塊應(yīng)盡可能靠近信號(hào)源或傳感器，使得信號(hào)在受到傳輸信號(hào)的環(huán)境噪聲影響Z前已被放大，信噪比得到改善。3.隔離：是指使川變壓器、光或電容耦合等方法在被測(cè)系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)Z間傳遞信號(hào)，避免直接的電連接。使川隔離的原因有兩個(gè)：一是從安全的角度考慮；二是隔離可使從數(shù)據(jù)采集卡讀出來(lái)的數(shù)據(jù)不受地電位和輸入模式的影響。如果數(shù)據(jù)采集卡的地與信號(hào)地之間有電位差，而又不進(jìn)行隔離，那么就冇可能形成接地回路，引起誤差。4.激勵(lì)：信號(hào)調(diào)理也能夠?yàn)槟承﹤鞲衅魈峁┧璧募?lì)信號(hào)，比如應(yīng)變傳感器、熱敏電阻等需要外界電源

3、或電流激勵(lì)信號(hào)。很多信號(hào)調(diào)理模塊都提供電流源和電壓源以便給傳感器捉供激勵(lì)。5.線(xiàn)性化：許多傳感器對(duì)被測(cè)竝的響應(yīng)是非線(xiàn)性的，因而需要對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行線(xiàn)性化，以補(bǔ)償傳感器帶來(lái)的誤差。但忖前的趨勢(shì)是，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以利用軟件來(lái)解決這一問(wèn)題。6.數(shù)字信號(hào)調(diào)理：即使傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào)，有時(shí)也有進(jìn)行調(diào)理的必要。?其作用是將傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行必耍的整形或電平調(diào)整。大多數(shù)數(shù)字信號(hào)調(diào)理模塊述提供其他一些電路模塊，使得用戶(hù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字I/O肓?接控制電磁閥、電燈、電動(dòng)機(jī)等外部設(shè)備。3.1.2.2數(shù)據(jù)采集卡（NlPC1-6014）的基本

4、參數(shù)及特性（1）基本參數(shù)：?200kS/s采樣率、16位精度的16路模擬輸入?2路模擬輸出、16位精度（只指PCI-6014）?8條數(shù)字I/O線(xiàn)（5VTTL/CM0S）；?2路24位的定吋/計(jì)數(shù)器；?數(shù)字觸發(fā)；?4組不同的模擬輸入范圍；?N1-DAQ驅(qū)動(dòng)程序簡(jiǎn)化配置和測(cè)量工作（2）操作系統(tǒng)?Windows2000/NT/XP/Me/9x（3）使用軟件?LabVIEW（4）其它適用軟件?VB?C/C++（5）驅(qū)動(dòng)軟體?NI—DAQ（6）采集卡特性PCI-6014數(shù)據(jù)采集卡有100GQ的輸入阻抗，保證干擾電流不會(huì)影響流入的信號(hào)，從而大大提高

5、數(shù)據(jù)梢確度。這一高輸入陽(yáng)?抗性能還簡(jiǎn)化了許多問(wèn)題，而這些是在設(shè)計(jì)外部電路時(shí)普遍存在的典型問(wèn)題。PCI-6013和PCI-6014采集R能探測(cè)到模擬輸入信號(hào)4uv范圍內(nèi)的變化，從而為用戶(hù)提供高質(zhì)量的測(cè)量精確度。為了更人程度減少數(shù)字化課差，這兩款設(shè)備加入了許多技術(shù)，如防止溫度漂移電路，以減少元部件升溫而引起的誤差。它們?yōu)槟峁┒喾N連接信號(hào)的方法，包括8個(gè)模擬輸入通道有不同的模式、最大程度的噪聲消除以及16路模擬輸入通道的非接地單端模式。PCI-6014卡具有數(shù)字觸發(fā)、2路24位20MHz定時(shí)/計(jì)數(shù)器及8條數(shù)字I/O線(xiàn)，該I/O線(xiàn)既能與5VT

6、TL也能與CMOS恭容。PCI-6014具有兩路16位模擬輸岀。（7）驅(qū)動(dòng)軟件NI-DAQ是一個(gè)非常強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)軟件，它包括了NI的所有數(shù)據(jù)釆集和信號(hào)調(diào)理產(chǎn)品。這一簡(jiǎn)單易用的軟件能將您的喚件產(chǎn)品與LabVIEW、LabWindows/CVI及MeasurementStudio緊密集成，從而能充分利川系統(tǒng)屮硬件的所有功能。NI-DAQ的高性能還表現(xiàn)在多設(shè)備同步運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量及DMA數(shù)據(jù)管理。NI-DAQ所帶的MAX（Measurement&AutomationExplorer）用設(shè)備測(cè)試

7、何板、交互式測(cè)雖方式及經(jīng)過(guò)數(shù)值變換的I/O通道人大

8、簡(jiǎn)化了用戶(hù)測(cè)量硬件的配置安裝工作。NI?DAQ還提供許多能運(yùn)行于LabVIEW及其它應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境的例程，能幫助您聲速地上手開(kāi)發(fā)并使用您的應(yīng)用系統(tǒng)。DAQ數(shù)據(jù)采集卡是構(gòu)成本軟件的關(guān)鍵硬件。在測(cè)量一個(gè)實(shí)際的物理信號(hào)時(shí)，必須川一個(gè)傳感器或轉(zhuǎn)換器把物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再通過(guò)一個(gè)信號(hào)調(diào)理電路對(duì)這些電信號(hào)進(jìn)行處理，然后經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)，由虛擬儀器軟件進(jìn)行計(jì)算、分析、顯示，并存儲(chǔ)結(jié)果。數(shù)據(jù)采集卡的功能一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸岀、數(shù)字"0、計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器等，這些功能分別由相應(yīng)的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

9、模擬輸入是采集最基木的功能。它一般由多路開(kāi)關(guān)（MUX）、放人器、采樣保持電路以及A/D來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這些部分，一個(gè)模擬信號(hào)就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。A/D的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實(shí)際需耍的精度