【正文】 置以上參數(shù)還是不夠的 (如美國 NI公司的 Lab–PC–1200型數(shù)據(jù)采集卡 )，使用者還需設(shè)置其它參數(shù)，從而可以更靈活地實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。但并不是任何情況下，所有參數(shù)都必須設(shè)置。最快刷新速率的倒數(shù)即為響應(yīng)時(shí)間。刷新速率。此參數(shù)應(yīng)設(shè)置在標(biāo)稱滿量程范圍內(nèi)。② ① D/A轉(zhuǎn)換部分采樣觸發(fā)方式。采樣結(jié)果可放在一個(gè)數(shù)組中，也可放在某一緩沖區(qū)中。④ 設(shè)定采樣速率。② 設(shè)定信號輸入通道號。 A/D轉(zhuǎn)換部分根據(jù)輸入信號是單極性還是雙極性，相應(yīng)選擇合適的量程。③ 選擇增益。單端輸入還是雙端輸入，單極性信號還是雙極性信號等。① 模擬信號輸入部分待設(shè)置的參數(shù)主要有數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)備號、地 址碼，此外，還有如下設(shè)置。要使數(shù)據(jù)采集卡正確地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的功能，必須根據(jù)實(shí)際測量的需要對一些參數(shù)進(jìn)行正確設(shè)置。 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集卡軟件驅(qū)動(dòng)前的參數(shù)設(shè)置在使用數(shù)據(jù)采集卡以前需進(jìn)行硬件安裝和軟件設(shè)置。 數(shù)據(jù)采集卡的安裝響應(yīng)時(shí)間。標(biāo)稱滿量程。LSB時(shí)，所對應(yīng)輸出模擬量的變化量。分辨率。(4–3) D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換部分精度。分辨力為 1指數(shù)據(jù)采集卡可分辨的輸入信號最小變化量。③ U=q時(shí) 1U=0時(shí)的輸出 [00000000]； (b)(c)(b)(a)式中： q為量化值； UH≥A，為滿量程輸入電壓，通常 (4–2)當(dāng)輸入電壓由 U=0增至滿量程值 U=UH時(shí)，一個(gè)八位 (b＝8)A/D的數(shù)字輸出由八個(gè) “0”變?yōu)榘藗€(gè) “1”，共計(jì)變化 2b個(gè)狀態(tài)，故 A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一個(gè)最低有效位數(shù)字量的輸出改變量，相應(yīng)的輸入量 Umin=1位數(shù) b。實(shí)際系統(tǒng)中，為了保證數(shù)據(jù)采樣精度，一般有下列關(guān)系：指在單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)采集卡對模擬信號的采集次數(shù)，是數(shù)據(jù)采集卡的重要技術(shù)指標(biāo)。① A/D轉(zhuǎn)換部分模擬輸入阻抗。④ V。 V，對雙極性輸入，典型值為 –5模擬信號的輸入范圍 (量程 )一般根據(jù)信號輸入特性的不同 (單極性輸入還是雙極性輸入 )有不同的輸入范圍。一般的數(shù)據(jù)采集卡都設(shè)有信號輸入方式的選擇設(shè)置，設(shè)計(jì)者可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。lll一般待采集信號的輸入方式有：l② 該參數(shù)表明數(shù)據(jù)采集卡所能夠采集的最多的信號路數(shù)。① 模擬信號輸入部分使用者在選擇數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)，必須對數(shù)據(jù)采集卡的性能指標(biāo)有所了解。 數(shù)據(jù)采集卡的基本性能指標(biāo)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前通常將采樣 /保持器同 A/D轉(zhuǎn)換器集成在一塊芯片上。?A/D轉(zhuǎn)換器。如果被測信號變化很緩慢，也可以不用采樣 /保持器。采樣 /保持器。通常實(shí)際系統(tǒng)中放大器做成增益可調(diào)的放大器，設(shè)計(jì)者可根據(jù)輸入信號不同的幅值選擇不同的增益倍數(shù)。放大器。將各路信號輪流切換到放大器的輸入端，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)多路信號的分時(shí)采集。① 數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ卡 )由以下幾個(gè)部分組成：V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號 )，則稱這種信號調(diào)理電路為變送器。1～ 5 mA電流信號 (經(jīng) 250/500如果信號調(diào)理電路輸出的是規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)信號，即 濾波。將非電壓輸出信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。l放大。信號調(diào)理。V低電壓送到虛擬儀器。V、 5 V電壓，通過電流互感器將電網(wǎng)大電流變?yōu)?5被測參量可以是各種非電氣參量，如壓力、溫度、加速度等，也可以是電氣量，如電力輸電線路電網(wǎng)電壓及電流等。傳感器。只有那些數(shù)值大小合適的電壓信號可以直接進(jìn)入虛擬儀器平臺(tái)外，大多數(shù)被測信號要經(jīng)由傳感器及其調(diào)理電路才能進(jìn)入虛擬儀器系統(tǒng)，也可以說虛擬儀器的輸入信號大多數(shù)來自傳感器及其調(diào)理電路。多參量多通道 PC–DAQ/PCI虛擬儀器測量系統(tǒng) 傳感器及其調(diào)理電路圖 4–1該測量系統(tǒng)由兩大部分構(gòu)成：傳感器及其調(diào)理電路和虛擬儀器硬件平臺(tái)。采 數(shù) 第 4章 Data Acquisition子模板與 I / O接口設(shè)備的軟件驅(qū)動(dòng) 數(shù)據(jù)采集 PXI總線簡述 Data Acquisition子模板簡介 應(yīng)用舉例本章小結(jié) 據(jù) 集 多參量測量系統(tǒng)的組成和數(shù)據(jù)采集卡 DAQ一個(gè)由 PC–DAQ?/?PCI插卡式虛擬儀器組成的多通道多參量測量系統(tǒng)如圖 4–1所示。① 傳感器完成信號的獲得，它將被測參量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號。高壓電網(wǎng)通過高壓互感器將電網(wǎng)高電壓變?yōu)?100 A電流后再采用電壓、電流傳感器或變送器將 100A分別轉(zhuǎn)換成 5② 來自傳感器的輸出信號通常是含有噪聲的微弱信號或者是非電壓信號，如電流、電荷、電參量 (電阻、電容、電感等 )信號，故調(diào)理電路的基本作用有三個(gè)：l將微弱電壓信號放大。轉(zhuǎn)換。l濾除高頻干擾，限制信號的最高頻率 fmax，避免產(chǎn)生混淆 /疊。 4～ 20 Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)換為 V/2～ 10 數(shù)據(jù)采集卡及虛擬儀器硬件平臺(tái)虛擬儀器的硬件平臺(tái)由 PC計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ卡 )組成。多路開關(guān)。② 將前一級多路開關(guān)切換進(jìn)入待采集信號放大 (或衰減 )至采樣環(huán)節(jié)的量程范圍內(nèi)。③ 取出待測信號在某一瞬時(shí)的值 (即實(shí)現(xiàn)信號的時(shí)間離散化 )，并在 A/D轉(zhuǎn)換過程中保持信號不變。④ 將輸入的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出，并完成信號幅值的量化。以上四個(gè)部分都處在 PC計(jì)算機(jī)的前向通道，是組成數(shù)據(jù)采集卡 /板的主要環(huán)節(jié)，與其它有關(guān)電路如定時(shí) /計(jì)數(shù)器、總線接口電路等作在一塊印刷電路板上，即構(gòu)成數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ卡 )，完成對信號數(shù)據(jù)的采集、放大及模 /數(shù)轉(zhuǎn)換任務(wù)。數(shù)據(jù)采集卡的主要性能指標(biāo)如下。模擬輸入通道數(shù)。信號的輸入方式。單端輸入：即信號的其中一個(gè)端子接地。差動(dòng)輸入：即信號兩端均浮地。單極性：信號幅值范圍為 [0， A]， A為信號最大幅值。雙極性：信號幅值范圍為 [–A， A]。③ 如對單極性輸入，典型值為 0～ 10V~5放大器增益。⑤ 采集卡固有參數(shù)，一般不由用戶設(shè)置。采樣速率。由采樣定理，為了使采樣后輸出的離散時(shí)間序列信號能無失真地復(fù)現(xiàn)原輸入信號，必須使采樣頻率 fs至少為輸入信號最高有效頻率 fmax的兩倍，否則會(huì)出現(xiàn)頻率混淆誤差。(4–1)式中 N為多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道數(shù)。② 是指 A/D轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。LSB=q可由下式計(jì)算：等于 A/D轉(zhuǎn)換器的電源電壓。圖 4–2示出了八位 A/D的輸入與輸出關(guān)系。圖 4–2八位 A/D的輸入與輸出關(guān)系(a)U=UH時(shí)的滿量程輸出[11111111]； (c)LSB的輸出 [00000001]分辨率與分辨力。分辨率一般以 A/D轉(zhuǎn)換器輸出的二進(jìn)制位數(shù)或 BCD碼位數(shù)表示。 LSB(最低有效位數(shù) )。④ 一般用量化誤差表示，量化誤差 e為 LSB/2。① 指當(dāng)輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化即 1通常用 D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換位數(shù) b表示。② 指相當(dāng)于數(shù)字量標(biāo)稱值的模擬輸出量。③ 指數(shù)字量變化后，輸出模擬量穩(wěn)定到相應(yīng)數(shù)值范圍內(nèi) (LSB/2)所經(jīng)歷的時(shí)間。數(shù)據(jù)采集卡通常都是插卡式結(jié)構(gòu)，一般采用 PC計(jì)算機(jī)本身的 PCI總線或 ISA總線，故稱由它組成的虛擬儀器為 PC–DAQ/PCI插卡式虛擬儀器。硬件安裝就是將DAQ卡插入 PC機(jī)相應(yīng)的總線擴(kuò)展插槽內(nèi)。這就是數(shù)據(jù)采集卡的軟件驅(qū)動(dòng)問題。設(shè)置信號的輸入方式。② 根據(jù)輸入信號幅值范圍和分辨率的要求進(jìn)行增益選擇。選擇量程。① 設(shè)定采樣點(diǎn)數(shù)。③ 采樣結(jié)果的輸出方式。⑤ 一般分外觸發(fā)、定時(shí)觸發(fā)、軟件觸發(fā)等。模擬