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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)介

顧名思義,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是為了記錄或分析一些現(xiàn)象而用來(lái)采集信息的產(chǎn)品和/或過(guò)程。 例如,技術(shù)人員在紙上記錄熔爐溫度就是一種最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集方式。 隨著技術(shù)的發(fā)展,這一過(guò)程在電子設(shè)備的幫助下得到了簡(jiǎn)化,而且更加精確、可靠,用途也更加廣泛。 這些設(shè)備從簡(jiǎn)單的記錄器到復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),范圍廣泛。 數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品是系統(tǒng)的核心,它將溫度、流量、液位或壓力傳感器等各種產(chǎn)品聯(lián)系在一起。 下面是一些常用的數(shù)據(jù)采集術(shù)語(yǔ):

 

 

 

 

 

 

 

  • 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)
    用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為等價(jià)數(shù)字信號(hào)的電子設(shè)備。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器是大部分?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心。
  • 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (D/A)
    在許多數(shù)據(jù)采集設(shè)備中用于產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)的電子元件。
  • 數(shù)字量輸入/輸出 (DIO)
    指一種類型的數(shù)據(jù)采集信號(hào)。 數(shù)字量 I/O 是包含兩種狀態(tài)的離散信號(hào)。 這兩種狀態(tài)可以是開(kāi)/關(guān)、高/低、1/0 等。數(shù)字量 I/O 又稱為二進(jìn)制 I/O。
  • 差分輸入
    指信號(hào)連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備的一種方式。 對(duì)于每個(gè)通道,差分輸入都有一個(gè)唯一的高信號(hào)連接和一個(gè)唯一的低信號(hào)連接。 數(shù)據(jù)采集設(shè)備分單端輸入和差分輸入兩種類型,許多設(shè)備同時(shí)支持這兩種配置。  
  • 通用接口總線 (GPIB)
    HPIB(惠普)同義,是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電子儀器時(shí)所使用的標(biāo)準(zhǔn)總線。 ANSI/IEEE 標(biāo)準(zhǔn)中又稱 IEEE 488。
  • 分辨率
    數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可檢測(cè)到的最小信號(hào)增量。 分辨率可以按位、比例或滿量程百分比來(lái)表示。 例如,一個(gè)系統(tǒng)的分辨率可以表示為 12 位、4,096 分之一以及滿量程的 0.0244%。
  • RS232
    許多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采用的一種串行通訊標(biāo)準(zhǔn)。 RS232 是最常見(jiàn)的串行通訊形式,但它也有其局限性,即一次僅支持與一臺(tái)連接總線的設(shè)備進(jìn)行通訊,并且僅支持最長(zhǎng) 50 英尺的傳輸距離。
  • RS485
    許多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采用的一種串行通訊標(biāo)準(zhǔn)。 RS485 不如 RS232 常見(jiàn),但其靈活性更高,可支持一次與多臺(tái)連接總線的設(shè)備進(jìn)行通訊,并且支持約 5,000 英尺的傳輸距離。
  • 采樣率
    數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的速度。 該速度通常以每秒的采樣數(shù)來(lái)表示。 對(duì)于多通道數(shù)據(jù)采集設(shè)備,采樣率通常為模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (A/D) 的速度。 要獲得單個(gè)通道的采樣率,需將 A/D 的速度除以采樣通道數(shù)。
  • 單端輸入 (SE)
    指信號(hào)連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備的一種方式。 采用單端連接,每個(gè)模擬量輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的高信號(hào)連接,而所有通道共享一個(gè)公共的接地連接。 數(shù)據(jù)采集設(shè)備分單端輸入和差分輸入兩種類型。 但許多設(shè)備同時(shí)支持這兩種配置。

環(huán)境溫度與熱電偶數(shù)據(jù)記錄器: 屬于 NOMAD 系列

OM-CP-TC101A 數(shù)據(jù)記錄器具有 10 年電池壽命、1 秒讀取速度、多次起/停功能、500,000 條讀數(shù)存儲(chǔ)容量、可編程上下限報(bào)警等特點(diǎn)。

  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的類型

無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)省去了成本高、耗時(shí)長(zhǎng)的過(guò)程傳感器現(xiàn)場(chǎng)接線工作。 這些系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)無(wú)線發(fā)射器,可將數(shù)據(jù)傳回與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連的無(wú)線接收器。 無(wú)線發(fā)射器適合各種環(huán)境溫度和相對(duì)濕度,可連接熱電偶、RTD、脈沖輸出傳感器、4 20 mA 發(fā)射器和電壓輸出傳感器。 接收器可連接到 PC 上的 USB 或以太網(wǎng)端口。

串行通訊數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
當(dāng)需要測(cè)量的位置距計(jì)算機(jī)較遠(yuǎn)時(shí),串行通訊數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個(gè)很好的選擇。 通訊標(biāo)準(zhǔn)分多種類型,RS232 最為常見(jiàn),但僅支持最大 50 英尺的傳輸距離。 RS485 優(yōu)于 RS232,它支持 5,000 英尺的傳輸距離。

USB 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
通用串行總線 (USB) PC 與打印機(jī)、監(jiān)視器調(diào)制解調(diào)器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備等外圍設(shè)備連接時(shí)所采用的一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。 USB 與傳統(tǒng)的串行和并行連接相比有許多優(yōu)勢(shì),其中包括帶寬更寬(可達(dá) 12 Mbits/s),以及能夠?yàn)橥鈬O(shè)備供電。 USB 是數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的理想選擇。 由于 USB 連接具有供電功能,所以數(shù)據(jù)采集設(shè)備與 PC 之間僅需一條電纜,PC 機(jī)大多都至少有一個(gè) USB 端口。

數(shù)據(jù)采集插件板
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集插件板可直接插入計(jì)算機(jī)總線。插件板具有速度和成本兩大優(yōu)勢(shì):因?yàn)橹苯舆B接到總線上,所以速度更快;因?yàn)楣?jié)省了封裝成本并由計(jì)算機(jī)供電,所以成本更低。 插件板主要適用于 IBM PC 和兼容機(jī)。 各插件卡的功能因輸入數(shù)量和類型(電壓、熱電偶、開(kāi)/關(guān))、輸出、速度和其他功能而異。 計(jì)算機(jī)中安裝的每個(gè)插件板以唯一的輸入/輸出映射位置進(jìn)行尋址。 計(jì)算機(jī)中的 I/O 映射可以為處理器提供地址位置,以便處理器根據(jù)程序的需要來(lái)訪問(wèn)特定的設(shè)備。

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