文档介绍：数据采集(DAQ)基础知识
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简介
现今，在实验室研究、测试和测量以及工业自动化领域中，绝大多数科研人员和工程师使用配有 pci、
PXI/CompactPCI、PCMCIA、USB、IEEE1394、ISA、并行或串行接口的个人电脑( PC )采集数据。许
多应用使用插入式设备采集数据并把数据直接传送到计算机内存中，而在一些其它应用中数据采集硬件和
PC分离，通过并行或串行接口和 PC相连。从基于PC的数据采集系统中获取适当的结果取决于图示一中 的各项组成部分：
个人电脑(PC)
传感器
信号调理
数据采集硬件 软件
PC的
本文介绍了数据采集系统的各个组成部分，并解释各个部分最重要的准则。本文也定义了用于基于 数据采集系统组成部分的许多通用术语。
图1典型的基于PC的数据采集(DAQ)系统
个人电脑(PC)
数据采集系统所使用的计算机会极大地影响连续采集数据的最大速度，而当今的技术已可以使用 Pentium
和PowerPC级的处理器，它们能结合更高性能的 PCI、PXI/CompactPCI和IEEE1394 (火线)总线以及
传统的ISA总线和USB总线。PCI总线和USB接口是目前绝大多数台式计算机的标准设备，而 ISA总线
已不再经常使用。随着PCMCIA、USB和IEEE 1394的出现，为基于桌面PC的数据采集系统提供了一种 更为灵活的总线替代选择。对于使用 RS-232或RS-485串口通信的远程数据采集应用，串口通信的速率
常常会使数据吞吐量受到限制。在选择数据采集设备和总线方式时，请记住您所选择的设备和总线所能支 持的数据传输方式。
传感器和信号调理
传感器感应物理现象并生成数据采集系统可测量的电信号。例如，热电偶、电阻式测温计( RTD )、热敏电
阻器和IC传感器可以把温度转变为模拟数字转化器( analog-to-digital ，ADC)可测量的模拟信号。其它 例子包括应力计、流速传感器、压力传感器，它们可以相应地测量应力、流速和压力。在所有这些情况下, 传感器可以生成和它们所检测的物理量呈比例的电信号。
为了适合数据采集设备的输入范围，由传感器生成的电信号必须经过处理。为了更精确地测量信号，信号 调理配件能放大低电压信号，并对信号进行隔离和滤波。此外，某些传感器需要有电压或电流激励源来生
成电压输出。图2显示了带有NI SCXI信号调理配件的典型数据采集系统。
图2用于插入式数据采集设备的 SCXI信号调理的前端系统
数据采集硬件
模拟输入
模拟输入的基本考虑一在模拟输入的技术说明中将给岀关于数据采集产品的精度和功能的信息。基本技术 说明适用于大部分数据采集产品，包括通道数目、采样速率、分辨率和输入范围等方面的信息。
模拟输出
经常需要模拟输岀电路来为数据采集系统提供激励源。数模转换器（ DAC ）的一些技术指标决定了所产生
输出信号的质量—稳定时间、转换速率和输出分辨率。
触发器
许多数据采集的应用过程需要基于一个外部事件来起动或停止一个数据采集的工作。数字触发使用外部数 字脉冲来同步采集与电压生成。模拟触发主要用于模拟输入操作，当一个输入信号达到一个指定模拟电压 值时，