【文章內容簡介】 ting the purchase of a data acquisition device or system is to determine the tasks at hand and the desired output, and then select the type and scope of equipment that meets their criteria. All of the sophisticated equipment and analysis tools that are available are designed to help users understand the phenomena they are monitoring. The tools are merely a means to an end. 正確選擇數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 工程師經常要對很長時間內的很多信號進行監(jiān)測、畫圖和分析產生的數(shù)據(jù)。監(jiān)測、記錄和分析數(shù)據(jù)在大范圍內的應用趨勢上升，包括設計 檢定產品發(fā)展狀態(tài)、環(huán)境的監(jiān)測、組成物的檢驗、benchtop 測試和處理故障檢查。 從簡單的紙筆記錄方法到現(xiàn)在所使用的復雜的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)這些應用筆記描述了你能獲得、記錄和分析數(shù)據(jù)的很多種不同方法和裝置。討論每一種方法的缺點和優(yōu)點，然后列出一張能夠指引你選擇適合你實際需要的問題單。 前言 在工程上，我們有時遇到一些困難，諸如監(jiān)控設備分散在大范圍內，危險的工作環(huán)境很容易 引發(fā)一些困難。在這種情況下，操作者可能采用視訊遙控，通過大量檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑z測室，在那里收集、存儲和處理數(shù)據(jù)。 自動數(shù)據(jù)采集的控制系統(tǒng)能夠完成很多任務，像自動定時數(shù)據(jù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集和存儲，高度自動化為特色，大量數(shù)據(jù)存儲能力和可靠功能。 自動數(shù)據(jù)采集的控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)優(yōu)如下特點： 1 多通路數(shù)： 32（根據(jù)使用者的需要增長或減少） 2 掃描持續(xù)時間：由使用者決定，最快一秒種掃描 32 點 3 存儲容量： 20G（可能增加或減少） 4 顯示：（ a）參數(shù)表 （ b）歷史趨勢 （ c）專欄圖表 5 功能：實時監(jiān)測、控制和報警 6 大體尺寸： 50cm50cm72cm 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，正如名字所暗示的，是一種用來采集信息成文件或分析一些現(xiàn)象的產品或過程。在最簡單的形式中，技術人員將烤箱的溫度記錄在一張紙上就是數(shù)據(jù)采集。隨著技術的發(fā)展，通過電子設備，這個過程已經得到簡化和變得比較精確、多用途和可靠。設備從簡單的存儲器發(fā)展到復雜的電腦系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集產品像聚焦點一樣為系統(tǒng)服務，和一系列產品一起，諸如傳感器顯示溫度、水流、程度或者過程。 數(shù)據(jù)采集技術在過去 30 到 40 年以來已經取得了很大的飛躍。舉例來說 ,在 40 年以前 ,在一個著名的學院實 驗室中 ,為追蹤用青銅做的坩堝中的溫度上升情況的裝置是由熱電偶、繼電器、查詢臺、一捆紙和一支鉛筆。 今天的大學學生很可能在 PC 機上自動處理和分析數(shù)據(jù)，有很多種可供你選擇的方法去采集數(shù)據(jù)。至于選擇哪一種方法取決于多種因素，包括任務的復雜度、你所需要的速度和精度、你想要的證據(jù)資料等等。無論是簡單的還是復雜的，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都能夠運行并發(fā)揮它的作用。 鉛筆和紙 用鉛筆和紙的舊方式對于一些情形仍然是可行的，而且它便宜、易獲得、快速和容易開始。而你所需要的就是捕捉到多路數(shù)字信息（ DMM），然后開始用手記錄數(shù)據(jù)。 不幸的是 這種方法容易發(fā)生錯誤、采集數(shù)據(jù)變慢和需要太多的人工分析。此外，它只能單通道采集數(shù)據(jù)；但是當你使用多通道 DMM 時，系統(tǒng)將很快變得非常龐大和呆笨拙。精度取決于謄寫器的水平，并且你可能需要自己動手依比例輸入。舉例來說 , 如果 DMM 沒有配備處理溫度的傳感器 ,舊需要動手找比例?？紤]到這些限制，只有當你需要實行一個快速實驗時，它才是一個可接受的方法。 長條圖表記錄儀 現(xiàn)代多種版本的長條圖表記錄儀允許你從多個輸入取得數(shù)據(jù)。他們提供數(shù)據(jù)的長備紙記錄 ,因為數(shù)據(jù)是圖解的格式 ,他們易于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)。一旦建立了長條圖表記錄儀，在 沒有操作員或計算機的情況下，大多數(shù)記錄儀具有足夠的內部智能運行。缺點是缺乏靈活性和相對的精度低，時常限制在百分點。你能很清楚地感覺到與筆只有小的改變。在多通道內較長時間的監(jiān)控，記錄儀能發(fā)揮很好的作用，除此之外，它們的價值得到限制。舉例來說，他們不能夠與另外的裝置輪流作用。其他的顧慮就是筆和紙的維護 ,紙的供給和數(shù)據(jù)的存儲 ,最重要的是紙的濫用和浪費。然而，記錄儀相當容易建立和操作，為數(shù)據(jù)快速而簡單的分析提供永久的記錄。 數(shù)字掃描傳多用表 一些 benchtop DMMs 提供可選擇的掃描能力。儀器的背面有一個槽 孔接收一張在較多輸入時能多重發(fā)訊的掃描儀卡片，通常是 8 到 10 通道的 mux。固有的在儀器的前面嵌板中的受到限制。它的柔韌性也受到限制，因為它不能超過可用通道數(shù)。外部的 PC 機通常處理數(shù)據(jù)采集和分析。 PC 機插件卡片 PC 機插件卡片是單板測量系統(tǒng)，它利用 ISA 或 PCI 總線在 PC 機內擴大插槽。它們時常具有高達每秒 1000 的閱讀速率。 8 到 16 通道是普遍的，采集的數(shù)據(jù)直接存儲在電腦里，然后進行分析。因為卡片本質上是計算機的一部分 ,建立測試是容易的。 PC 機卡也相對的便宜 ,一部分地，因為他們以來主機 PC 去提供能源、機械附件 和使用界面。 數(shù)據(jù)采集的選擇 在缺點上， PC 機插件卡片時常只有 12 字的容量 ,因此你不能察覺輸入信號的小變化。此外 ,PC機內的電子環(huán)境經常很容易發(fā)出噪聲、產生高速率的時鐘和總線噪聲，電子接觸面限制 PC 機插件卡片的精度。這些插件卡片也測量一定范圍的電壓。為了測量其他輸入信號，如電壓、溫度和阻力，你也許需要一些外部信號監(jiān)測的器件。其它關心包括復雜的校正和全部的系統(tǒng)成本 ,尤其如果你需要購買額外信號監(jiān)測器件或用 PC 機適應插件卡片。把這些考慮進去，如果你的需要在卡片的能力和限制范圍內變動， PC 機插件卡片給數(shù)據(jù)采集提供吸 引人的方法。 數(shù)據(jù)電子自動記錄儀 數(shù)據(jù)電子自動記錄儀是典型的單機儀器，一旦配備它們 ,就能測量、記錄和顯示數(shù)據(jù)而不需要操作員或計算機參與。它們能夠處理多信號輸入，有時可達 120 通道。 精度可與無與倫比的臺式 DMMs 匹敵 ,由于它在 22 字、 個百分率的精度范圍內運轉。一些數(shù)據(jù)電子自動記錄儀有能力按比例測量 ,檢查結果不受使用者定義的限制 ,而且輸出為控制作信號。 使用數(shù)據(jù)電子自動記錄儀的一個好處就是他們的內部監(jiān)測信號。大部分能夠直接地測量若干不同的輸入信號，而不需要額外的信號監(jiān)測器件。一個通道能夠監(jiān)測熱 電偶、溫阻器（ RTD）和電壓。 熱電偶為準確的溫度測量提供具有參考價值的補償，是很典型的配備了多路插件卡片。內設智能數(shù)據(jù)電子自動記錄儀幫助你設定測量周期和具體指定每個通道的參數(shù)。一旦你全部設定好，數(shù)據(jù)電子自動記錄儀就如同無與倫比的裝置運行。它們存儲的數(shù)據(jù)分布在內存中 ,能夠容納500000 或更多的閱讀量。 與 PC 機連接容易將數(shù)據(jù)傳送到電腦進行進一步的分析。大多數(shù)數(shù)據(jù)電子自動記錄儀可設計為柔性和簡單的組態(tài)和操作 , 而且經由電池包裹或其它方法，多數(shù)提供遠程位置的操作選項?？? A/ D 轉換技術 ,一定的數(shù)據(jù)電子自動 記錄儀閱讀的速率比較低，尤其是跟 PC 機插件卡片比較。然而，每秒 250 的閱讀速率比較少見。要牢記正在測量的許多現(xiàn)象本質上是物理的，如溫度、壓力和流量，而且一般有較少的變動。此外，因為數(shù)據(jù)電子自動記錄儀的監(jiān)測精度 ,多量且平均閱讀沒有必要，就像它們經常在 PC 記插件卡片一樣。 前端數(shù)據(jù)采集 前端數(shù)據(jù)采集經常做成模塊而且是典型地與 PC 機或控制器連接。他們被用于自動化的測試中，為其它測試裝備采集數(shù)據(jù)、控制和循環(huán)檢測信號。發(fā)送信號測試裝備的零配件。前端運轉的效率是非常高的 ,能與速度和精度與最好的單機儀器匹敵。前端數(shù)據(jù)采集 在很多模型里都能運行，包括 VXI 版本 ,如 Agilent E1419A 多功能測量和 VXI 控制模型，還有專有的卡片升降室。雖然前端器成本已經降低 ,但是這些系統(tǒng)可能會非常貴 ,除非你需要提供高的運轉 ,而查找它們的價格是禁止的。另一方面 ,它們的確能夠提供相當多的可撓性和測量能力。 數(shù)據(jù)電子自動記錄儀的應用 好的、成本低的數(shù)據(jù)電子自動記錄儀有合適的通道數(shù)（ 2060 通道）和掃描速率相對低但對于多數(shù)工程師的普遍應用已足夠。一些關鍵的應用包括 : ?產品特征 ?電子產品的熱靠模切削 ?環(huán)境的測試 。 環(huán)境的監(jiān)測 ?組成物特征 ?電池測試 ?建筑物和計算機容量監(jiān)測 ?過程監(jiān)測，評估和故障修理 沒有哪一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠適應所有情況?；卮鹣铝懈鲉栴}，可能幫助你決定選哪一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)最適合你的實際情況： 1 系統(tǒng)跟我的應用匹配嗎 ? 測量方法、精度和噪聲處理是什么 ?它掃描多快 ?什么傳感器和支持什么測量功能 ?為了將來的需要，它是可升級的還是可擴張的 ?它是便攜式的嗎 ?它操作起來，是一個無與倫比的儀器嗎 ? 2 它的成本是多少 ? 軟件被包括在內 ,還是額外之物 ?它需要以信號數(shù)據(jù)片為條件嗎 ?可靠的周期是多少 ?它有多容易的校正 ? 3 它有多容易使用 ? 規(guī)格能被了解嗎 ?使用者界面如何 ?為新的應用，再配置有多困難 ?數(shù)據(jù)能容易地被轉移到新的應用嗎 ?支持哪一種應用包 ? 結論 數(shù)據(jù)采集能從鉛筆，紙和一個測定裝置發(fā)展到一個高度復雜的系統(tǒng)硬件儀表和軟件分析工具。使用者打算購買數(shù)據(jù)采集裝置或系統(tǒng)的第一步決定于身邊的任務和想要的輸出，然后選擇類型和儀器符合他們的標準的范圍。所有的復雜的設備和分析工具是幫助使用者理解檢測對象。工具僅僅是對一個目的的一種方法。 DATA WAREHOUSE Data warehousing provides architectures and tools for business executives to systematically anize, understand, and use their data to make strategic decisions. A large number of anizations have found that data warehouse systems are valuable tools in today39。s petitive, fast evolving world. In the last several years, many firms have spent millions of dollars in building enterprisewide data warehouses. Many people feel that with petition mounting in every industry, data warehousing is the latest musthave marketing weapon —— a way to keep customers by learning more about their needs. “So, you may ask, full of intrigue, “what exactly is a data warehouse? Data warehouses have been defined in many ways, making it difficult to formulate a rigorous definition. Loosely speaking, a data warehouse refers to a database that is maintained separately from an anization39。s operational databases. Data warehouse systems allow for the integration of a variety of application systems. They support information processing by providing a solid platform of consolidated, historical data for analysis. According to W. H. Inmon, a leading architect in the construction of data warehouse systems, “a data warehouse is a subjectoriented, integrated, timevariant, and nonvolatile collection of data in support of management39。s decision making process. This short, but prehensive definition presents the major features of a data warehouse. The four keywords, subjectoriented, integrated, timevariant, and nonvolatile, distinguish data warehous