虚拟仪器——DAQ采集ppt课件.ppt

第8章数据采集学习目标8.1概述
LabVIEW的数据采集（DataAcquisition）程序库包括了许多NI公司数据采集（DAQ）卡的驱动控制程序。通常，一块卡可以完成多种功能-模/数转换，数/模转换，数字量输入/输出，以及计数器/定时器操作等。用户在使用之前必须对DAQ卡的硬件进行配置。这些控制程序用到了许多低层的DAQ驱动程序。DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量。但是要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号（电压或者电流信号）。有时不能把被测信号直接连接到DAQ卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。总之，数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统–包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。数据采集（DataAcQuisition，DAQ）是指从传感器和其它待测设备等模拟或数字被测单元中自动采集信息的过程。
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。
缓冲:缓冲指的是PC内存的一个区域（不是数据采集卡上的FIFO缓冲），它用来临时存放数据下列情况需要使用BufferI/O：
需要采集或产生许多样本，其速率超过了实际显示、存储到硬件，或实时分析的速度。
需要连续采集或产生AC数据（>10样本／秒），并且要同时分析或显示某些数据。
采样周期必须准确、均匀地通过数据样本。
下列情况可以不使用BufferI/O：
数据组短小，例如每秒只从两个通道之一采集一个数据点。
需要缩减存储器的开支。触发:触发涉及初始化、终止或同步采集事件的任何方法。触发器通常是一个数字或模拟信号，其状态可确定动作的发生,下列情况使用软件触发：
用户需要对所有采集操作有明确的控制，并且
事件定时不需要非常准确。
下列情况使用硬件触发：
采集事件定时需要非常准确。
用户需要削减软件开支。
采集事件需要与外部装置同步。模拟信号输入需考虑的因素:测量系统的分类微分测量系统参考地单端测量系统(RSE)无参考地单端测量系统(NRSE)选择合适的测量系统
微弱信号都要进行放大以提高分辨率和降低噪声，使调理后信号的电压范围和A/D的电压范围相匹配。信号调理模块应尽可能靠近信号源或传感器，使得信号在受到传输信号的环境噪声影响之前已被放大，使信噪比得到改善。2.隔离滤波的目的是从所测量的信号中除去不需要的成分。大多数信号调理模块有低通滤波器，用来滤除噪声。通常还需要抗混叠滤波器，滤除信号中感兴趣的最高频率以上的所有频率的信号。某些高性能的数据采集卡自身带有抗混叠滤波器。4.激励

许多传感器对被测量的响应是非线性，因而需要对其输出信号进行线性化，以补偿传感器带来的误差。但目前的趋势是，数据采集系统可以利用软件来解决这一问题。6.数字信号调理数据采集(DAQ)卡模拟输出通常是为采集系统提供激励。输出信号受数模转换器（D/A）的建立时间、转换率、分辨率等因素影响。建立时间和转换率决定了输出信号幅值改变的快慢。建立时间短、转换率高的D/A可以提供一个较高频率的信号。
数字I/O通常用来控制过程、产生测试信号、与外设通信等。它的重要参数包括：数字口路数（line）、接收(发送)率、驱动能力等。
计数器包括三个重要信号：门限信号、计数信号、输出。2.分辨率、输入范围、增益、采样速率，精度和噪声输入范围(Range)(区间):
输入范围由A/D能数字化的模拟信号的最高和最低的电压决定。一般情况下，采集卡的电压范围是可调的，所以可选择和信号电压变化范围相匹配的电压范围以充分利用分辨率范围，得到更高的精度。比如，对于一个3位的A/D，在选择0-10V范围时，它将10V八等分；如果选择范围为-10V到+10V，同一个A/D就得将20V分为8等分，能分辨的最小电压就从1.25V上升到2.50V，这样信号复原的效果就更差了。增益（Gain）
增益主要用于在信号数字化之前对衰减的信号进行放大。使用增益，可以等效地降低A/D的输入范围，使它能尽量将信号分为更多的等份，基本达到满量程，这样可以更好地复原信号。因为对同样的电压输入范围，大信号的量化误差小，而小信号时量化误差大。当输入信号不接近满量程时，量化误差会相对加大。如：输入只为满量程的1／10时，量化误差相应扩大10倍。一般使用时，要通过选择合适的增益，使得输入信号动态范围与A/D的电压范围相适应。当信号的最大电压加上增益后超过了板卡的最大电压，超出部分将被截断而读出错误的数据。输入范围，分辩率以及增益决定了输入信号可识别的最小模拟变化量。此最小模拟变化量对应于数字量的最小位上的0，1变化，通常叫做转换宽度（Codewidth）。其算式为：输入范围/（增益