数据采集系统的设计与选型.pptx

引子前续课是以软件规则的学习为主。从本章开始学习如何把软件和硬件相结合，开发出实用的测试测量系统虚拟仪器系统。数据采集（data acquisition，DAQ）系统就是实际应用最为广泛的一种系统。数据采集：简要来说就是将电压、电流等电信号或温度、加速度、应变等非电信号通过一些特殊的传感器转换成电信号，再经过A/D转换，输出到计算机的过程。数据采集就是测量，测量的范围包括电信号及其他物理量（可以转换成电信号的非电信号）。第1页/共12页数据采集系统的构成数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。一个完整的DAQ系统包括传感器或变换器、信号调理设备、数据采集和分析硬件、计算机、驱动程序和应用软件等。传感器或变换器分析与显示软件驱动程序数据采集与控制信号调理被测电信号与非电信号计算机图1.一个完整的DAQ系统第2页/共12页数据采集系统的构成典型的基于PC的数据采集(DAQ)系统 第3页/共12页PC Based信号采集系统数据采集与控制第4页/共12页数据采集系统的构成1.传感器和变换器传感器感应物理信息并生成可测量的电信号。例如热电偶、电阻式测温计（RTD）、热敏电阻器和IC传感器可以把温度转变为ADC可测量的模拟信号。第5页/共12页变送器/传感器 物理现象传感器 温度热电偶、电阻温度探测器（RTD）、IC 传感器、热敏电阻光真空管光电传感器、光导器件声音麦克风、拾音器力和压力应变仪、压电传感器、荷载器件位置（位移）电位计、线型电压差接变压器（LVDT）、光学编码器流量 落差流量计、旋转式流量计、超声波流量计PH PH电极第6页/共12页数据采集系统的构成2.信号调理从传感器得到的信号可能会很微弱，或者含有大量噪声，或者是非线性的等等，这种信号在进入采集卡之前必须经过信号调理。信号调理的方法主要包括放大、衰减、隔离、多路复用、滤波、激励和数字信号调理等 第7页/共12页模拟信号调理低电压信号电流输入/输出RTDs 和热敏电阻热电偶应变仪隔离放大噪声滤波电流与电压的转换;隔离，放大，噪声滤波隔离，放大，噪声滤波冷端补偿激励电源隔离，放大，噪声滤波激励电压全桥和半桥设置隔离，放大，噪声滤波多功能I/ODemo第8页/共12页数据采集系统的构成3.数据采集设备通过信号调理后的信号就可以与数据采集设备连接了。通常情况下数据采集设备是一个数据采集卡，与计算机的连接可以采用多种方式。数据采集卡的功能包括模拟输入、模拟输出、数字I/O、触发采集和定时I/O。NI的数据采集设备支持的总线类型包括PCI、PCI Express、PXI、PCMCIA、USB、CompactFlash、Ethernet以及火线等各种总线。第9页/共12页数据采集系统的构成 4.PC与软件 软件使PC与数据采集硬件形成了一个完整的数据采集、分析和显示系统。u软件分为驱动程序和上层应用程序。1）驱动程序隐藏了复杂的硬件底层编程细节，为用户提供容易理解的接口。将采集来的原始数据用可以理解的形式显示，与用户进行数据交互。一般来说，硬件厂商在卖出硬件的同时也会提供驱动程序。2）上层应用程序用来完成数据的分析，存储和显示等。LabVIEW就是一个极佳的开发上层应用程序的开发平台。第10页/共12页应用软件接口软件 DAQ的软件接口LabVIEWLabWindows/CVIComponent WorksVisual BasicC/C+.PCI-MIO-16E-1DAQ 卡NI-DAQ第11页/共12页感谢您的观看！第12页/共12页