3.4智能仪器的数据采集技术-补充.ppt

双积分ADC电路结构图 双积分ADC波形图 1.定时积分阶段T1 2.定值积分阶段T2 工作波形 (三) Δ-Σ型ADC 过采样Σ-ΔA/D变换器由于采用了过采样技术和Σ-Δ调制技术，增加了系统中数字电路的比例，减少了模拟电路的比例，并且易于与数字系统实现单片集成，因而能够以较低的成本实现高精度的A/D变换器，适应了VLSI技术发展的要求。 (四) V/F型ADC 智能仪器中常用的另一种ADC是V/F型ADC。 它主要由V/F转换器和计数器构成。 V/F型ADC的特点： 与积分式ADC一样，对工频干扰有一定的抑制能力；分辨率较高； 特别适合现场与主机系统距离较远的应用场合； 易于实现光电隔离。 三、常用ADC集成芯片及其 与智能仪器中微处理器的接口 AD574简介 分辨率 12位 最大转换时间 25 μS 转换精度 ±1LSB 输入范围 0 ～10V（或0 ～20V）单极性 ±5V（或±10V）双极性 片内含电压基准和时钟电路 直接挂在8位或16位微机总线上 ADC574A单极性和双极性输入接法 AD574的控制状态表 (一) AD574A及其与微处理器的接口 第五节 数据采集系统设计举例 数据采集系统的主要技术指标: 1.系统的通过速率(系统速度、采样速率) 2.系统的分辨率 3.系统的精度 4.非线性误差、共模抑制比、串模抑制比 16路数据采集系统 智能仪器 智能仪器的数据采集技术 数据采集系统的组成结构 模拟信号调理 数据采集系统设计 智能仪器的数据采集系统简称DAS（Data Acquisition System），是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后，以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的装置。 第一节 数据采集系统的组成结构 传感器 模拟信号调理 数据采集电路 微机系统 图1 数据采集系统的基本组成 实际的数据采集系统往往需要同时测量多种物理量或同一种物理量的多个测量点。 因此，多路模拟输人通道更具有普遍性。 按照系统中数据采集电路是各路共用一个还是每路各用一个，多路模拟输人通道可分为集中采集式和分散采集式两大类型。 数据采集系统类型 传感器 传感器 传感器 模拟信号调整电路 模拟信号调整电路 模拟信号调整电路 模拟多路切换器 采样 保持 A/D 转换 计 算 机 控制逻辑 … … 一、集中式数据采集系统的典型结构 多路分时采集分时输入结构 多路同步采集分时输入结构 传感器 传感器 传感器 模拟信号调整电路 模拟信号调整电路 模拟信号调整电路 模拟多路切换器 采样 保持 A/D 转换器 计 算 机 控制逻辑 … … 采样 保持 采样 保持 二、分散采集式(分布式) (a) 分布式单机数据采集结构 传感器 传感器 传感器 模拟信号调整电路 模拟信号调整电路 模拟信号调整电路 采样 保持 A/D 转换器 计 算 机 控制逻辑 … … 采样 保持 采样 保持 A/D 转换器 A/D 转换器 … … 通信接口 上位机 数据 采集站1 数据 采集站2 数据 采集站3 数据 采集站N 模拟信号和数字信号 (b) 网络式数据采集结构 … … … … … 第二节 模拟信号调理 在一般测量系统中信号调理包括小信号放大、滤波外，还有零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，相应的执行电路统称为信号调理电路。 传感器 前置 放大 滤波器 至采 集电路 典型调理电路的组成框图 一、传感器的选用 (一) 对传感器的主要技术要求 1. 转换范围与被测量实际变化范围相一致 2. 转换精度转换速度应符合整机要求 3. 能满足被测介质和使用环境的特殊要求 4. 能满足用户对可靠性和可维护性的要求 (二) 可供选用的传感器类型 对于一种被测量，常常有多种传感器可以测量，例如测量温度的传感器就有：热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体PN结、IC温度传感器、光纤温度传感器等好多种。 1. 大信号输出传感器 传感器 传感器 传感器 小信号 放大 信号修正 与变换 滤波 A/D 微机 微机 I/V转换 V/F 光电 耦合 小电流 小电压 大电压 大电流 大小信号输出传感器的使用 2. 数字式传感器 数字式传感器一般是输出频率参量，具有测量精度高、抗干扰能力强、便于远距离传送等优点。 频率量及开关量输出传感器的使用 3. 集成传感器 4. 光纤传感器 二、运用前置放大器的依据 放大器 ×K 滤波器 ×1 VIN VIN1 VON 三、信号调理通道中的