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SIEMENS西门子黑龙江省七台河市(授权)伺服电机一级代理商——西门子东北总代理

更新时间
2024-11-26 07:00:00
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详细介绍
一、介绍

数据采集卡(Data Acquisition Card,简称 DAQ 卡)是一种电子设备,主要用于将模拟信号转换为数字信号,以便计算机进行进一步处理和分析。这些卡通常被用于各种应用领域,如科学研究、工业自动化、实验室测试和测量等。数据采集卡可以对信号进行采样、量化、编码和存储,并通过与计算机的接口实现数据传输和处理。数据采集卡的主要特点:

  1. 模拟信号输入:数据采集卡可以接收不同类型的模拟信号,如电压、电流、温度、压力等。这些信号通常来自于传感器或其他测量设备。
  2. 模数转换器(ADC):模数转换器是数据采集卡的核心组件,将模拟信号转换为数字信号。ADC 的精度和速度是数据采集卡性能的关键指标,通常用位数(bit)和采样率(samples per second)来衡量。
  3. 数字信号输出:数字信号通过数据采集卡的输出接口(如 USB、PCI、PCIe 等)传输到计算机,然后可以用数据处理软件进行分析、存储或实时监控。
  4. 控制和同步:许多数据采集卡支持与其他设备的同步,如数字输入/输出(DIO)、计数器/定时器、触发信号等。这些功能使得数据采集卡可以实现复杂的测试和测量场景。
  5. 驱动和软件支持:为了方便用户进行数据采集、处理和分析,数据采集卡厂商通常会提供驱动程序和软件工具包。这些软件可以与主流的编程环境(如 C/C++、Python、LabVIEW 等)兼容,便于用户进行二次开发和应用。

选择合适的数据采集卡时,需要考虑以下因素:

  1. 信号类型:根据需要采集的信号类型(如电压、电流、温度等)选择适当的输入接口和测量范围。
  2. 采样率和精度:根据信号的变化速度和测量精度需求选择适当的 ADC 规格。
  3. 接口类型:选择与计算机兼容的接口类型(如 USB、PCI、PCIe 等)。
  4. 控制和同步需求:根据测试和测量场景,判断是否需要额外的控制和同步功能。
  5. 驱动和软件支持:考虑数据采集卡的驱动和软件兼容性,以及二次开发和应用的便利性。
  6. 成本和预算:在满足性能需求的前提下,根据项目预算选择合适的数据采集卡。
  7. 品牌和技术支持:选择有良好口碑和技术支持的数据采集卡厂商,以确保产品质量和售后服务。
二、参数

数据采集卡有很多参数,比较重要的几个分别是:是否是「同步采样」「采样率」「分辨率」「通道数」「量程」、是否配备模拟输出、计数器、数字IO的功能。「通道数:」就是板卡可以采集几路的信号,分为单端和差分。常用的有单端32路/差分16路、单端16路/差分8路

「采样频率:」单位时间采集的数据点数,与AD芯片的转换一个点所需时间有关,例如:AD转换一个点需要T = 10uS,则其采样频率f = 1 / T为100K,即每秒钟AD芯片可以转换100K的数据点数。它用赫兹(Hz),常有100K、250K、500K、800K、1M、40M等

「缓存的区别及它的作用:」主要用来存储AD芯片转换后的数据。有缓存可以设置采样频率,没有则不可以。缓存有RAM和FIFO两种:

  • FIFO应用在数据采集卡上,做数据缓冲,存储量不大,速度快。
  • RAM是随机存取内存的简称。一般用于高速采集卡,存储量大,速度较慢。
  • 「分辨率:」采样数据Zui低位所代表的模拟量的值,常有12位、14位、16位等(12位分辨率,电压5000mV)12位所能表示的数据量为4096(2的12次方),即±5000 mV电压量程内可以表示4096个电压值,单位增量为「10000 mV (从 -5000 mV 到 +5000 mV)/ 4096=2.44 mV」。分辨率与A/D转换器的位数有确定的关系,可以表示成FS/2n。FS表示满量程输入值,n为A/D转换器的位数。位数越多,分辨率越高。

    引用的原文中没有考虑到负值的部分,这里改正。24位的采集卡的精度Zui高,但是一般采样率较低 16位的卡是使用的比较多的 4位、12位的采集卡更多的是一些低成本的方案

    「精度:」测量值和真实值之间的误差,标称数据采集卡的测量准确程度,一般用满量程(「FSR,full scale range」)的百分比表示,常见的如0.05%FSR、0.1%FSR等,如满量程范围为0~10V,其精度为0.1%FSR,则代表测量所得到的数值和真实值之间的差距在10mv以内。

    「量程:」输入信号的幅度,常用有±5V、±10V 、0~5V 、0~10V ,要求输入信号在量程内进行

    「增益:」输入信号的放大倍数,分为程控增益和硬件增益,通过数据采集卡的电压放大芯片将AD转换后的数据进行固定倍数的放大。由两种型号PGA202 (1、10、100、1000) 和PGA203 (1、2、4、8)的增益芯片。

    「同步和异步采样:」同步数据采集卡通道之间没有时间差。同步采集卡的采样率是说的是每通道的采样率,如采样率是500k/s/ch,那么1个通道使用的时候Zui高到500k/s,16个通道的时候,每个通道也还能达到500k/s。异步采集卡的采样率是说的多通道一共的采样率。Zui高采样率是1M/s,1个通道使用的时候,Zui高能达到1M/s;2个通道使用的时候,Zui高能达到每个通道500k/s,一共是1M/s;16个通道使用的时候,Zui高能达到每个通道62.5k/s,一共同样是1M/s。

    「触发:」可分为内触发和外触发两种,指定启动AD转换方式。


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