数据采集是指将压力、温度、位移、流量等一些模拟量经采集、转换为数字量后,送到上位机中进行分析、存储、处理、显示或打印的过程。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、自定义的测量系统。通常,必须在数据采集设备采集之前调制传感器信号,包括对其进行增益或衰减和隔离、放大、滤波等。对有些传感器,还需要提供激励信号。数据采集部分是整个控制系统核心组件之一。
目前采用数据采集卡形式的控制系统应用比较广泛,数据采集卡可通过PCI总线插槽直接置入PC机,切有完善的软件支持,特别适宜工业控制盒实验室应用,最重要的结合我们学院和集团公司各厂矿一些设备的具体情况,自主开发小型化、低成本、具有特殊功能的计算机控制系统经济实用,同时对于我们在这方面的实践能力和科研水平也是一个极好的锻炼机会。
数据采集系统的主要设备是数据采集卡。一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/0、计数器/计时器等。模拟输入是采集卡的最基本的功能。它一般由多路开关(MUX)、放大器、采样保持电路以及模数转换器来实现。一个模拟信号通过上述各部分后可以转化为数字信号。ADC的性能和参数直接影响着采集数据的质量,应根据实际测量所需要的精度来选择合适的ADC。模拟输出通常是为采集系统提供激励信号。输出信号受数模转换器的建立时间、分辨率等因素影响。建立时间反映了输出信号幅值改变的快慢,例如建立时间的DAC可以提供频率较高的信号。应该根据实际需要考虑DAC的参数指标。
在试验机的测控系统中,计算机需要获取来自现场传感器压力、位移等实时数据的采集,即要实现计算机对硬件I/O端口的访问控制。通过数据采集卡和相应软件组成的数据采集系统来完成数据的测量。 |