概覽

　　面對市場上眾多的數(shù)據(jù)采集(DAQ)設備，如何為您的應用選擇最合適的一款?本白皮書概述了在為測量應用選擇數(shù)據(jù)采集硬件時所需要考慮的5個問題。

　　1. 需要測量或者生成的信號是什么類型?

　　對于不同類型的信號需要使用不同的測量或生成方式。傳感器能夠?qū)⑽锢憩F(xiàn)象轉(zhuǎn)化為可測量的電信號，如電壓或電流。同樣，您可以生成一個可測量的電信號給傳感器，從而產(chǎn)生一個物理現(xiàn)象。因此，了解不同類型的信號和相應的屬性非常重要。只有了解了您的具體應用中的信號類型，才能夠著手選擇DAQ設備。

　　DAQ設備的功能

　　模擬輸入，用于測量模擬信號

　　模擬輸出，用于輸出模擬信號

　　數(shù)字輸入/輸出，用于測量和生成數(shù)字信號

　　計數(shù)器/定時器，用于對數(shù)字事件進行計數(shù)或產(chǎn)生數(shù)字脈沖/信號

　　有些DAQ設備僅擁有上述功能中的一種，而多功能DAQ設備則可以實現(xiàn)所有上述功能。一般來講，DAQ設備通常對于某一功能只提供固定數(shù)量的通道，比如模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入/輸出以及計數(shù)器等;因此，在考慮購買設備時，您需要在當前所需的通道數(shù)的基礎(chǔ)上再預留一些，這樣您可在必要時進行更多通道的數(shù)據(jù)采集。而如果您所購買的設備的通道數(shù)僅夠滿足當前需要，則可能在未來新測量應用面前捉襟見肘。

　　多功能DAQ設備同樣也僅有固定數(shù)量的通道，但是其功能涵蓋模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入/輸出和計數(shù)器。多功能DAQ設備可以支持不同類型的I/O，以適應多種應用的需要，這是單一功能的DAQ設備所不具備的。

　　您還可以選擇一種模塊化的平臺，自定義您的具體要求。模塊化系統(tǒng)通常包括一個機箱，用于控制定時和同步信號，并控制各種I/O模塊。模塊化系統(tǒng)的優(yōu)點是，您可以選擇不同的模塊，每個模塊實現(xiàn)其獨特的功能，從而可以實現(xiàn)更靈活的配置方式。使用這種方式所構(gòu)建的系統(tǒng)，其中某個單一功能模塊的精度可以相對于多功能DAQ模塊更高。另一個優(yōu)點是，您可以根據(jù)需要選擇插槽數(shù)量合適的機箱。一個機箱的插槽數(shù)量是固定的，因此您在購買機箱時，可以在當前所需插槽數(shù)的基礎(chǔ)上再預留一些，以備未來擴展。

　　2. 需要信號調(diào)理嗎?

　　一個典型的通用DAQ設備可以測量或生成+/-5V或+/-10V的信號。而對于某些傳感器所產(chǎn)生的信號，若直接使用DAQ設備進行測量或生成，則可能比較困難或會有危險。因此，大多數(shù)傳感器需要對信號進行諸如放大或濾波之類的調(diào)理措施，才能使得DAQ設備有效、準確地測量信號。

　　例如，熱電偶的輸出信號通常需要放大，才能夠使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的量程得到充分利用。此外，熱電偶所測得的信號還可以通過低通濾波消除高頻噪聲，從而改善信號質(zhì)量。信號調(diào)理所帶來的好處是單純的DAQ系統(tǒng)無法比擬的，它提高了DAQ系統(tǒng)本身的性能和測量精度。

　　表1總結(jié)了針對不同類型的傳感器和測量應用所需的常見信號調(diào)理措施。

　　表1. 針對各種傳感器和測量應用的信號調(diào)理措施

　　如果您所使用的傳感器已在表1中列出，那么您應該考慮使用相應的信號調(diào)理措施。您可以選擇添加外部信號調(diào)理措施，或選擇使用具有內(nèi)置信號調(diào)理功能的DAQ設備。許多DAQ設備還包括針對某些特定的傳感器的內(nèi)置接口，以方便傳感器的集成。