出众的模拟设计.PDF

来自 National Instruments 的 Measurement-Ready高性能数据采集产品 Data Acquisition 以下简称 DAQ 为您提供精确测量 缩短开发时间 降低开发成本 因为 来自NI 的插入式数据采集产品具备以下特质 •高质量测量性能 •最佳软件集成功能 •完善的应用技术支持 高质量测量性能 出众的模拟设计 低于20 微伏的系统噪音 以及硬件的 其它优秀品质帮您取得测量的绝对精 度 无论是测极小的还是超大的信 号 同样精确 全套信号调理功能 隔离 滤波 激励以及电流测量模块方便您 与任何一款传感器连接 完备的校准服务 通过软件调用板上的高精度信号源可以重新校准您的板卡 克 服温度和时间造成的漂移 简介 各种各样的传感器 最终都是将物理参量转换为可以通过电线传送的电信号 当您将这些电线连接到数 据记录器或数据采集 (DAQ) 卡 数字万用表 DMM 或任何其它类型的测量硬件上的时候 您肯定希望读 取到的就是线上传输过来的精确的数值 可同时我们也很清楚 没有一种测试硬件是完美的 因此您必定考虑 的问题是 我能够接受的最大误差值是多少呢 许多科学家和工程师们在评估 DAQ 产品的优劣时 往往只考虑它的精度位数 例如 认为使用 16 位精度的 DAQ 设备 用户可得到216=65,536 个可能的数据点 这 65 536 个值均匀地分布在一个电压范围内 而任何一 个采样得到的信号都会被指向这些值的其中一个 在此指向过程中所产生的误差就叫 量化误差 DAQ 设备 精度上的量化误差仅仅是造成测试结果误差原因中的极小部分 由于硬件设计的不同 其它类型的错误将呈现 极其多种的形式 NI 公司的 Measurement-Ready DAQ 设备可以最大程度上减少各种类型的误差可能 所有的精 确率数据均在NI 产品目录和用户手册上 绝对精确 一栏有详细介绍 这些都是可能导致误差的原因 在购买 任何一种硬件设备 例如DAQ 设备时 都需认真考虑 温度漂移 DAQ 设备的精确度会随着它温度的改变而发生变化 Measurement-Ready DAQ 产品在设计上有如下几点优势 因而能将因温度变化引起的误差缩小到最小范围 •高品质的元部件 能在很大的温度范围内保持数值的稳定 •补偿元件 可以为其它部件产生逆向误差 从而有效地中和误差 •板上温度传感器 可随时供编程或操作人员用来评估设备当前温度 由于设计中的诸多考虑 当温度变化 1°C 时 16 位精度的Measurement-Ready DAQ 设备所读取的数据变化仅为 0.0006% 以下 这种抗温度变化的性能 确保了在温度发生漂移时的读数准确性 稳定时间 稳定时间指的是 DAQ 设备为达到一定的精确度并保持这一特定的精确度所需的一小段时间 无论要求怎样的 增益和采样率 Measurement-Ready DAQ 设备都可以确保根据要求稳定下来 图1 显示了 12 位E 系列DAQ 卡 最差的稳定时间范围 在电压范围为 10V 时 此设备的量化误差为 1.22mV 请记住 量化误差只是整体测量 误差的一小部分 系统噪声 噪声诸如热或电等因素的干扰都会引起测量值偏离实际的被测信号 其偏移值被称为噪声层 由于 Measurement-Ready DAQ 设备具有高性能元部件 加上其设计上的正确屏蔽 接地因素的周密考虑 这一切优 秀品质使得设备的噪声最小化 图2 展示的是一般的DAQ 设备与Measurement-Ready DAQ 设备在读取7.5VDC 高稳定信号