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n数据采集卡n的分类及应用
数据采集原理及应用n一、数据采集卡的分类n二、数据采集的选择和应用n三、数据采集卡的控制
数据采集原理及应用
一、数据采集卡的分类(接口)PCI总线ISA总线PC-104总线CPCI总线
PCI与ISA识别
数据采集卡的分类(功能)模拟量输入(AI)模拟量输出(AO)数字量I/O(DI/DO)计数/计频(COUNT)
数据采集卡实物
数采卡和传感器的连接
二、数据采集卡的选择和应用n模拟量输入AIn模拟量输出AOn数字量输入/输出DI/DOn定时器/计数器T/C
1、模拟量输入AIn通道数目(8、16);n分辨率(12位,14位,16位等等);n信号接入方式(单端接入/差分接入)n输入范围(增益);n采样速率(250k);n异步或同步采集
1)、板卡AI分辨率Accuracy/Resolution目前常见板卡AD转换精度为:12bit/14bit/16bit
【例】计算板卡所需的AD转换精度n已知位移传感器量程0-10mmn转换后输出电压范围为0-10Vn板卡AI输入的电压范围为0-10Vn要求位移采样精度0.001mm10mm/0.001mm=1000010mm/214=0.00061mm10mm/216=0.00015mm
2、板卡的A/D的采样频率足够的采样率下的采样结果过低采样率下的采样结果
【例】车轮圆周形状测量车轮直径300-500mm,电机转速600转/MIN圆周上每0.1mm取得一个有效值,计算所需板卡的采样频率(500×3.14/0.1)×(600/60)=150k
3)、AI输入范围与增益n单极性与双极性双极性:e.x.-10V~+10V(20V范围)单极性:e.x.0V~+5V(5V范围)跳线设置或编程设置n可编程增益对于大信号应用:普通增益(1,2,4,8)对于小信号应用:高增益(1,10,100,1000n例如:输入电压范围:+/-10V,普通增益可选择的输入电压范围:+/-10V,+/-5V,+/-2.5V,+/-1.25V
【例】计算位移测量精度n已知位移传感器量程0-10mmn转换后输出电压范围为0-5Vn板卡AI输入的电压范围为0-10Vn板卡AI转换精度为16bit10mm/32768=0.00030mm
4)、板卡AI的通道个数n根据模拟量的输入数量确定.n常见的通道数量为16/32n如仓库温度控制
5)、AD板卡多通道采样同步与轮询–同步采样n板卡采用多个A/D芯片,不同通道采用同一时钟n保证不同通道的采样时间相同(信号同步)–轮询采样n只采用一个A/D芯片,通过多路转换开关实现不同通道的切换n存在通道转换时间
A/D多通道采集---轮询采样轮询采样多n+_A/D转换器数据缓冲区路选择模拟信号A/D触发信号中断信号
A/D多通道采集--同步板卡同步采样A/D触信号n+_A/D器模信号数据冲区nn+_A/D器模信号+_A/D器模信号
同步和轮询应用n温度采集n高速运转发动机曲轴的空间测量
6)、AI信号接入方式(单端接入)
6、AI信号接入方式(差分接入)
2、模拟量输出AOn分辨率(12位,16位等等);n输出电压(0-5v/0-10v);n通道数目(1、2);n驱动能力(20mA);n输出频率
【例】板卡AO通道输出范围0-10V,分辨率为12/16位,求输出的最小单位电压大小。10V/212=10V/4096=0.002441V=2.441mv10V/216=10V/65536=0.00015V=0.15mv分辨率越高,可以改变输出的电压就越小
分辨率--输出频率
AO运用-交流电机速度控制15000转/212=3.7转0-10V变频器M0-15000转
3、数字量输入输出DI/DOn通道数目(16、32);n隔离/非隔离;n输入电压范围和输出驱动能力
信号的输入DI
非隔离输入DI
隔离输入DI板卡内部外部隔离输入1.2KOhmPC814
信号的输出DO
非隔离输出DO内部电源负+载
隔离输出DO外部电源内部电源负+载
4、计数器输入/输出n通道数目;n分辨率(16位,32位);n基准时钟(10M);
GATECLKT/C基本定义OUTNnTimer/Counter—82C54–GATE:门控信号。只有当GATE为H时计数–CLK:时钟。每输入一个脉冲计数值减1–OUT:计数输出。当计数到一定值时改变状态。状态的改变由工作方式决定
测量CLK端输入信号频率–设置计数初值N–将已知长度(T)的脉冲输入至GATE,待测信号输至CLK–测量T时间中的计数,即可算得输入信号的频率已知长度的脉冲
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