文档介绍：怎样了解数据采集的精度与分辨率?
在选择一张多功能数据采集(data acquisition,以下简称DAQ)卡的时候,您可以很容易地决定自己需要的模拟输入/输出和数字信号的通道数。但要确定模拟输入通道的分辨率,就不是那么容易了。
一些12位的板卡可以达到更高采样率,或是具有比同类16位板卡低廉的价格。如何确定哪款卡才是自己真正需要的呢?想要作出正确的决定,您需要考虑系统和板卡要求的整体精度。
考虑精度,而非分辨率
工程师们在决定选用12位还是16位的设备时,经常是靠“猜测”。实际上,通过很多方怯,都可以由给定的系统精度指标衡量出DAQ卡需要的整体精度。在一个给定范围内,一块16位DAQ卡的测量结果有216(65536)种可能,而12位的DAQ卡则有212(4096) 种可能。在理想状态下,这些可能的值在整个测量范围内均匀分布,测量硬件将实际值归入最接近的可能结果,并将此结果返回到计算机的内存。如果计算精度只考虑这一点的话,那么16位测量则永远比12位测量精确16倍。而实际上,人们仅将这种误差视为影响精度的因素之一,称为量化误差。
量化误差在12位NI多功能DAQ板卡的总体测量误差中占35%,但在16位NI多功能DAQ板卡的测量误差中,所占比例可忽略不计。特别是在16位测量中,您除了测量误差外,还必须考虑其他误差因素。
所谓的其他误差包括噪音, 非线性转换函数,温度漂移误差及更多。所有这些误差都受模拟设计质量的影响,是16位产品的总体误差中的重要因素。这意味着16位板卡的模拟设计比12位的更加严格,尤其在高增益时。不同的测量硬件厂商对构成误差的定义各异,术语也不尽相同。因此,您必须核对多个供应商的技术规范列表,以确认厂商没有遗漏任何影响精度的重要信息。
精度的保证——卡设计
您计算机或工作台上的仪器设备温度会不断波动,高品质数据采集设备能在相当大的温度范围内确保测量精度。通常55℃是PCI设备的工作范围。定制的电阻网络和高档元件能将温度漂移限定在 6ppm/℃内。另一个要注重的设计是分辨率改良技术。数据采集设备的设计应将噪声最小化,并按高斯陆则均匀分布其他误差。因此,通过将采样结果取平均也能大幅增加这类设备的测量精度。计算100个或更多采样结果的平均值后,12位板卡能有14位板的效果,16位能达到18位的效果。
带多功能 I/O的数采设备应该具有校准电路,来矫正模拟输入和输出产生的增益和漂移误差。您可利用软件来消除运行时的时间漂移和温度漂移。无需外部电路,卡上