您是否正在尋找一種快速簡(jiǎn)便的方法來(lái)計(jì)算、顯示和記錄頻率和/或真有效值數(shù)據(jù)？你對(duì)省錢(qián)感興趣嗎？DATAQ Instruments， Inc. 為您提供解決方案。從 2003 年 7 月發(fā)布的WinDaq數(shù)據(jù)采集軟件（2.85 版）開(kāi)始，可以計(jì)算、顯示和記錄頻率和真有效值數(shù)據(jù)，而無(wú)需增加新硬件的成本。

獲取精確頻率和真有效值數(shù)據(jù)的能力使用戶在從生命科學(xué)到工業(yè)數(shù)據(jù)采集的廣泛應(yīng)用中受益。例如，醫(yī)學(xué)研究人員可以使用這些特征來(lái)提取平均壓力和流量以及心率。工業(yè)技術(shù)人員可以使用它們根據(jù)正弦和非正弦波形計(jì)算RMS，并在各種情況下進(jìn)行RPM和流量測(cè)量。

應(yīng)用

真有效值工業(yè)變速電機(jī)電壓和電流 （V， I） 線路電壓和電流 （V， I）

生命科學(xué)平均血壓和流量

頻率工業(yè)轉(zhuǎn)速測(cè)量 線路電壓頻率（赫茲） 流量計(jì)輸出（升/米） 風(fēng)速（英里/小時(shí)）

生命科學(xué)心率（BPM

由于頻率通常被理解，我將首先討論真有效值計(jì)算及其值。還包括一個(gè)簡(jiǎn)短的過(guò)程來(lái)演示使用這些新功能的易用性。對(duì)于那些不熟悉WinDaq 的用戶，此過(guò)程將讓您了解WinDaq的非編程環(huán)境的用戶友好程度。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的WinDaq用戶，該過(guò)程將引入新的菜單和選項(xiàng)。

真有效值計(jì)算

就功率而言，RMS可以定義為交流電壓的直流當(dāng)量。例如，如果在電阻器上放置一個(gè) 20V 直流電源，導(dǎo)致 10 瓦的功率耗散，那么當(dāng)一個(gè)等于 20Vrms 的正弦或非正弦交流電源連接到同一個(gè)電阻器上時(shí)，也會(huì)耗散 10 瓦的功率。

WinDaq使用真 RMS 的數(shù)學(xué)定義來(lái)推導(dǎo) RMS：where：

vn= 瞬時(shí)電壓和 W = 窗口大小

萬(wàn)一測(cè)量正弦波形，只需將峰值電壓乘以.707即可確定RMS。正弦波形測(cè)量的典型示例可能包括交流線路電壓的RMS值。然而，絕大多數(shù)測(cè)量都是非正弦波形，需要真有效值計(jì)算。例如，來(lái)自脈動(dòng)壓力或流量波形的平均血壓和/或流量，或來(lái)自變速電機(jī)的 RMS 電壓和電流。

頻率計(jì)算

常見(jiàn)的工業(yè)測(cè)量是每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) （RPM）。WinDaq軟件使用接近傳感器在電機(jī)軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個(gè)脈沖，并選擇合適的觸發(fā)電平和窗口大小（兩者都在標(biāo)題為“使用 RMS 和頻率采集”的部分中介紹），可以輕松計(jì)算、顯示和記錄電機(jī)軸速度（以 RPM 為單位）。請(qǐng)注意，以這種方式記錄 RPM 時(shí)，每轉(zhuǎn)多個(gè)脈沖會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的結(jié)果。例如，如果測(cè)量具有 150 個(gè)齒的齒輪的 RPM，該齒輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生 150 個(gè)脈沖，則WinDaq顯示的 RPM 值將是實(shí)際 RPM 的 150 倍。您可以使用WinDaq（mx+b） 中的校準(zhǔn)設(shè)置來(lái)補(bǔ)償這一點(diǎn)。

醫(yī)學(xué)研究人員可以使用頻率采集方法從脈動(dòng)血壓和心電圖波形中得出心率。

使用RMS和頻率采集

RMS 采集測(cè)量 RMS 時(shí)，必須首先定義窗口大小。您選擇的窗口大小將確定WinDaq用于計(jì)算 RMS 的示例的大小。您必須向WinDaq提供足夠的數(shù)據(jù)（至少兩個(gè)完整的周期）才能生成準(zhǔn)確的結(jié)果。如果使窗口大小過(guò)大，則可能會(huì)平均較小的電壓變化，從而使RMS結(jié)果的響應(yīng)速度降低。一個(gè)好的準(zhǔn)則是選擇一個(gè)足夠大的窗口大小，以包含幾個(gè)完整的周期。

（A）包含少于一個(gè)完整周期且數(shù)據(jù)不足，無(wú)法產(chǎn)生準(zhǔn)確的測(cè)量。為了準(zhǔn)確計(jì)算RMS，您的窗口應(yīng)包括幾個(gè)周期（B）。

要設(shè)置 RMS 測(cè)量的窗口大小，請(qǐng)從編輯下拉菜單中選擇首選項(xiàng)》RMS 窗口大小。在“窗口大小 =”文本框中輸入適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

頻率采集與 RMS 采集類似，頻率采集要求您選擇適當(dāng)?shù)拇翱诖笮?。一個(gè)好的指導(dǎo)方針是周期的 10 倍（完成一個(gè)周期所需的時(shí)間）。例外情況是占空比為50%的方波信號(hào)。在這種情況下，一個(gè)好的窗口大小將是周期的 》2 倍。

要設(shè)置窗口大小和觸發(fā)級(jí)別，請(qǐng)從編輯下拉菜單中選擇首選項(xiàng)》頻率。在“窗口大小=”文本框中輸入適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

接下來(lái)設(shè)置觸發(fā)器級(jí)別。觸發(fā)電平用于確定每個(gè)周期的起點(diǎn)。為避免由于峰值電壓變化而導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，觸發(fā)器應(yīng)放置在正在測(cè)量的信號(hào)的近似中心。

要設(shè)置觸發(fā)級(jí)別，請(qǐng)單擊“設(shè)置級(jí)別”按鈕，屏幕上將出現(xiàn)一個(gè)級(jí)別指示器。放置電平指示器，然后單擊鼠標(biāo)左鍵以輸入所選值。

設(shè)置窗口大小和觸發(fā)電平后，從編輯下拉菜單中選擇通道設(shè)置，然后選擇“RMS”或“頻率”作為采集方法。

選擇“確定”，您就可以獲取數(shù)據(jù)了。

結(jié)論

過(guò)去，頻率和/或RMS測(cè)量需要對(duì)DI-78B（帶信號(hào)調(diào)理模塊）等設(shè)備進(jìn)行增量投資。隨著這些新獲取方法的加入，當(dāng)前的WinDaq/Lite用戶可以免費(fèi)下載最新版本。那些使用WinDaq/Pro或Pro+版本2.84或更早版本的人可以支付少量費(fèi)用進(jìn)行升級(jí)。升級(jí)后，只需單擊幾下鼠標(biāo)即可訪問(wèn) RMS 和頻率采集。

審核編輯：郭婷