數(shù)據(jù)采集是指將壓力、溫度、位移、流量等一些模擬量經(jīng)采集、轉換為數(shù)字量后,送到上位機中進行分析、存儲、處理、顯示或打印的過程。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、自定義的測量系統(tǒng)。通常,必須在數(shù)據(jù)采集設備采集之前調制傳感器信號,包括對其進行增益或衰減和隔離、放大、濾波等。對有些傳感器,還需要提供激勵信號。數(shù)據(jù)采集部分是整個控制系統(tǒng)核心組件之一。
目前采用數(shù)據(jù)采集卡形式的控制系統(tǒng)應用比較廣泛,數(shù)據(jù)采集卡可通過PCI總線插槽直接置入PC機,切有完善的軟件支持,特別適宜工業(yè)控制盒實驗室應用,最重要的結合我們學院和集團公司各廠礦一些設備的具體情況,自主開發(fā)小型化、低成本、具有特殊功能的計算機控制系統(tǒng)經(jīng)濟實用,同時對于我們在這方面的實踐能力和科研水平也是一個極好的鍛煉機會。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要設備是數(shù)據(jù)采集卡。一個典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/0、計數(shù)器/計時器等。模擬輸入是采集卡的最基本的功能。它一般由多路開關(MUX)、放大器、采樣保持電路以及模數(shù)轉換器來實現(xiàn)。一個模擬信號通過上述各部分后可以轉化為數(shù)字信號。ADC的性能和參數(shù)直接影響著采集數(shù)據(jù)的質量,應根據(jù)實際測量所需要的精度來選擇合適的ADC。模擬輸出通常是為采集系統(tǒng)提供激勵信號。輸出信號受數(shù)模轉換器的建立時間、分辨率等因素影響。建立時間反映了輸出信號幅值改變的快慢,例如建立時間的DAC可以提供頻率較高的信號。應該根據(jù)實際需要考慮DAC的參數(shù)指標。
在試驗機的測控系統(tǒng)中,計算機需要獲取來自現(xiàn)場傳感器壓力、位移等實時數(shù)據(jù)的采集,即要實現(xiàn)計算機對硬件I/O端口的訪問控制。通過數(shù)據(jù)采集卡和相應軟件組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來完成數(shù)據(jù)的測量。 |