數(shù)據(jù)采集應用案例

1、Advance technologies; Automate the world.凌華數(shù)據(jù)采集卡凌華數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)品選型指南暨應用案例產(chǎn)品選型指南暨應用案例張斌張斌北京凌華技術(shù)支持部北京凌華技術(shù)支持部http:/http:/Advance technologies; Automate the world.摘要摘要 數(shù)據(jù)采集卡選型指南數(shù)據(jù)采集卡選型指南 數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品在幾個市場的典型應用數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品在幾個市場的典型應用 PCI-9812典型應用典型應用 PCI-7300A典型應用典型應用 其它應用其它應用Advance technologies; Automate the world.如何選擇合適的

2、如何選擇合適的A/DA/D卡卡 根據(jù)傳感器選擇根據(jù)傳感器選擇 熱電偶、熱電阻熱電偶、熱電阻 根據(jù)采樣定理選擇根據(jù)采樣定理選擇 fs=2*fmax 根據(jù)精度要求選擇根據(jù)精度要求選擇 根據(jù)用戶的其它要求選擇根據(jù)用戶的其它要求選擇 同步？觸發(fā)？同步？觸發(fā)？Advance technologies; Automate the world.QQ：熱電偶應用的特點：熱電偶應用的特點 價格較低，堅固價格較低，堅固 可承受高溫可承受高溫 可迅速感知溫度的快速變化可迅速感知溫度的快速變化 低電壓輸出低電壓輸出 低靈敏度低靈敏度 需要冷端補償需要冷端補償Advance technologies; Automate

3、 the world.A A：選型：選型 低電壓輸出低電壓輸出 需要放大需要放大 最好高增益最好高增益 低靈敏度低靈敏度 高分辨率高分辨率 PCI-9118HR、PCI-9114系列、系列、PCI-9111HR 需要需要冷端補償冷端補償 PCI-9114系列板載系列板載CJC ACLD-8125板載板載CJC，可配合，可配合PCI-9111系列系列 可選的方案可選的方案 PCI-9114系列系列 PCI-9111HR ACLD-8125 最佳方案最佳方案 PCI-9114HGAdvance technologies; Automate the world.QQ：熱電阻應用的特點：熱電阻應用的特

4、點 精度比熱電偶高精度比熱電偶高 不需要冷端補償不需要冷端補償 電阻輸出電阻輸出 低靈敏度低靈敏度 非線性輸出，需要線性化非線性輸出，需要線性化 2線線RTDs接線，簡單，但要考慮接線電阻誤差接線，簡單，但要考慮接線電阻誤差 3線和線和4線線 RTD 接線，消除了接線電阻誤差接線，消除了接線電阻誤差Advance technologies; Automate the world.A A：選型：選型 電阻輸電阻輸出出 需要電流源需要電流源 低靈敏度低靈敏度 高分辨率高分辨率 可選方案可選方案 PCI-6208A + PCI-9111HR（9114、9118HR） 最佳方案最佳方案 仍然建議選用仍

5、然建議選用ND-6013Advance technologies; Automate the world.其它傳感器其它傳感器 目前，越來越多出現(xiàn)了將傳感器、變送器結(jié)合在一起的目前，越來越多出現(xiàn)了將傳感器、變送器結(jié)合在一起的產(chǎn)品產(chǎn)品 一般輸出為電壓（一般輸出為電壓（05V）、電流（）、電流（020mA或或420mA） 若輸出為電壓，基本所有采集卡均可選若輸出為電壓，基本所有采集卡均可選 若輸出為電流，必須在輸入端并聯(lián)一精密電阻，建議值若輸出為電流，必須在輸入端并聯(lián)一精密電阻，建議值250ohmAdvance technologies; Automate the world.根據(jù)采樣定理選擇采集

6、卡根據(jù)采樣定理選擇采集卡 前面所討論的信號，一般變化緩慢，不涉及采樣頻率的前面所討論的信號，一般變化緩慢，不涉及采樣頻率的限制限制 Nyquist采樣定律：采樣定律：fs=2*fmax fs ：采樣頻率采樣頻率 fmax ：信號最高頻率信號最高頻率 一般最小為一般最小為fs=2.5*fmax 工程上一般取為工程上一般取為fs=68*fmaxAdvance technologies; Automate the world.根據(jù)精度要求選擇采集卡根據(jù)精度要求選擇采集卡 用戶關(guān)心的最小可測電壓值用戶關(guān)心的最小可測電壓值 輸入范圍輸入范圍/2n 對于小信號，需要選擇高增益板卡對于小信號，需要選擇高增益

7、板卡Advance technologies; Automate the world.根據(jù)用戶的其它要求選擇采集卡根據(jù)用戶的其它要求選擇采集卡 同步要求同步要求 PCI-9812 DAQ-20XX 其它多功能卡其它多功能卡 S&H 觸發(fā)要求觸發(fā)要求 PCI-9812、DAQ-2000系列系列 Pre、Post、Middle、Delay PCI-9118 About PCI-9111 PreAdvance technologies; Automate the world.如何選擇合適的如何選擇合適的D/AD/A卡卡 根據(jù)速度選擇根據(jù)速度選擇 PCI-6208與與PCI-6308無時鐘控制

8、輸出時序，不可用作波形發(fā)生器無時鐘控制輸出時序，不可用作波形發(fā)生器 DAQ-25xx系列可用作任意波形發(fā)生器系列可用作任意波形發(fā)生器 根據(jù)精度選擇根據(jù)精度選擇 PCI-6208：16位，可保證位，可保證14位位 PCI-6308、DAQ-25xx：12位位Advance technologies; Automate the world.如何選擇合適的如何選擇合適的I/OI/O卡卡 根據(jù)點數(shù)（通道數(shù)）選擇根據(jù)點數(shù)（通道數(shù)）選擇 根據(jù)信號類型選擇：根據(jù)信號類型選擇： TTL、光電隔離、繼電器、光電隔離、繼電器 干接、濕接干接、濕接 根據(jù)驅(qū)動能力選擇根據(jù)驅(qū)動能力選擇 光電隔離光電隔離DO驅(qū)動能力較強

9、驅(qū)動能力較強 PCI-7396/7348 根據(jù)速度選擇根據(jù)速度選擇 只有只有PCI-7300與與PCI-7200時序由時鐘控制時序由時鐘控制 PCI-7200穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流量為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流量為1MB/sAdvance technologies; Automate the world.DAQDAQ產(chǎn)品在幾個市場的典型應用產(chǎn)品在幾個市場的典型應用 電力行業(yè)電力行業(yè) 電力錄波：電力錄波： 傳輸電過程的傳輸電過程的“黑匣子黑匣子”，記錄電力的波形，供故障事后分析。，記錄電力的波形，供故障事后分析。 32/64通道，每通道采樣率通道，每通道采樣率5kHz或或10kHz 要求同步采集，有些情況下要求外部觸發(fā)

10、要求同步采集，有些情況下要求外部觸發(fā)(用用GPS信號作同步信號作同步) DAQ-2204/2205可以滿足要求，其中同步問題可以外接采樣可以滿足要求，其中同步問題可以外接采樣/保持電路保持電路 Advance technologies; Automate the world.DAQDAQ產(chǎn)品在幾個市場的典型應用產(chǎn)品在幾個市場的典型應用 智能交通智能交通 車載車載“黑匣子黑匣子” 動態(tài)記錄車輛行駛中的各種參數(shù)。動態(tài)記錄車輛行駛中的各種參數(shù)。 軍用：要求記錄點數(shù)多、性能高，會采用軍用：要求記錄點數(shù)多、性能高，會采用PXI平臺平臺+采集卡采集卡 民用：性能要求較低，可能有民用：性能要求較低，可能有E

11、BC或或PC104+的機會的機會 軌道交通軌道交通 車用控制系統(tǒng)，要求高，雙機熱備車用控制系統(tǒng)，要求高，雙機熱備 行車調(diào)度行車調(diào)度/監(jiān)控，環(huán)境較惡劣，會用監(jiān)控，環(huán)境較惡劣，會用cPCI Advance technologies; Automate the world.DAQDAQ產(chǎn)品在幾個市場的典型應用產(chǎn)品在幾個市場的典型應用 自動測試自動測試(ATE) 軍用軍用ATE系統(tǒng)系統(tǒng) 要求高，一般用要求高，一般用VXI或或PXI實現(xiàn)實現(xiàn) 會用到繼電器陣卡、開關(guān)卡會用到繼電器陣卡、開關(guān)卡 任意波形發(fā)生器卡、數(shù)字存儲示波器卡任意波形發(fā)生器卡、數(shù)字存儲示波器卡 芯片測試系統(tǒng)芯片測試系統(tǒng) 目前國內(nèi)集中在目前

12、國內(nèi)集中在6寸晶元廠，生產(chǎn)低集成度簡單寸晶元廠，生產(chǎn)低集成度簡單IC IO卡配合低速采集卡卡配合低速采集卡 其它測試設備其它測試設備Advance technologies; Automate the world.DAQ-2000DAQ-2000系列板卡簡介系列板卡簡介 創(chuàng)新的母創(chuàng)新的母子卡架構(gòu)子卡架構(gòu) 自動校正功能自動校正功能 A/D、D/A同步進行同步進行 Scatter/Gather DMATimerLogicDataBufferVoltage ReferenceAI CHTrim DACADCPGAAdvance technologies; Automate the world.Q:

13、CD/DVD Q: CD/DVD 讀取頭測試讀取頭測試 CD/DVD讀取依靠懸臂定位；定位信號來自外部電壓信讀取依靠懸臂定位；定位信號來自外部電壓信號號 懸臂加上電壓后要快速到位，且無振蕩懸臂加上電壓后要快速到位，且無振蕩 要求測量在不同激勵模式下懸臂的機械運動情況要求測量在不同激勵模式下懸臂的機械運動情況Advance technologies; Automate the world.A: CD/DVD A: CD/DVD 讀取頭測試讀取頭測試DAQ-2010激光激光Doppler干涉儀干涉儀 頻譜分析軟件頻譜分析軟件A/DD/A正弦波正弦波振動器振動器測量測量CD讀取頭的系統(tǒng)動態(tài)響應讀取頭

14、的系統(tǒng)動態(tài)響應Advance technologies; Automate the world.PCI-9812PCI-9812卡簡介卡簡介 PCI-9812卡卡 高達高達20M采樣頻率采樣頻率 4路同步路同步A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 板載板載32k sample FIFO Bus Mastering DMA，高達高達80MB/s吞吐率吞吐率 提供外部時鐘輸入提供外部時鐘輸入 靈活的觸發(fā)選擇：靈活的觸發(fā)選擇： 后觸發(fā)、預觸發(fā)、中觸發(fā)、延遲觸發(fā)后觸發(fā)、預觸發(fā)、中觸發(fā)、延遲觸發(fā)Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 雷達信號采集雷達信號采集 傳統(tǒng)雷達把回

15、波強度直接轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)雷達把回波強度直接轉(zhuǎn)換成圖像進行顯示圖像進行顯示 問題：問題： 無法實現(xiàn)自動識別無法實現(xiàn)自動識別 無法實時存儲數(shù)據(jù)無法實時存儲數(shù)據(jù) 無法進行進一步處理無法進行進一步處理 要求將雷達信號直接數(shù)字化，利要求將雷達信號直接數(shù)字化，利用計算機進行處理、分析用計算機進行處理、分析Advance technologies; Automate the world.A: A: 雷達信號采集雷達信號采集 雷達為脈沖發(fā)射雷達為脈沖發(fā)射 利用利用PCI-9812卡卡 1路路20M數(shù)字采樣數(shù)字采樣 對回波的包絡進行數(shù)字化對回波的包絡進行數(shù)字化 在屏幕上以極坐標顯示在屏幕上以極坐標顯示 可利用計算機

16、進行各種處理可利用計算機進行各種處理Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 炮彈出膛速度測試炮彈出膛速度測試 在炮膛中，炮彈在點火瞬間在炮膛中，炮彈在點火瞬間為靜止，依靠爆炸產(chǎn)生的推為靜止，依靠爆炸產(chǎn)生的推力逐漸加速，至出膛時速度力逐漸加速，至出膛時速度最大。最大。 要求測出炮彈在炮膛中運動要求測出炮彈在炮膛中運動過程中的速度過程中的速度時間曲線。時間曲線。Advance technologies; Automate the world.A: A: 炮彈出膛速度測試炮彈出膛速度測試 采用采用PCI-9812卡，利用點火卡，利用點火信號作為觸

17、發(fā)源信號作為觸發(fā)源 利用微波信號的利用微波信號的Doppler頻移頻移測速度測速度 20M采樣頻率，對結(jié)果進行動采樣頻率，對結(jié)果進行動窗窗FFT分析分析Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 汽車點火系統(tǒng)檢測汽車點火系統(tǒng)檢測 目前汽車越來越普及，對汽車維修設備的要求日益增加目前汽車越來越普及，對汽車維修設備的要求日益增加 汽車的發(fā)動機是心臟，而點火系統(tǒng)是最易出問題，也是汽車的發(fā)動機是心臟，而點火系統(tǒng)是最易出問題，也是最難判斷的地方最難判斷的地方 要求對點火波形進行采集，并利用計算機加以分析，幫要求對點火波形進行采集，并利用計算機加以分析，幫

18、助判斷問題所在助判斷問題所在Advance technologies; Automate the world.A: A: 汽車點火系統(tǒng)檢測汽車點火系統(tǒng)檢測 用用PCI-9812卡采集點火波形并加以分析卡采集點火波形并加以分析Advance technologies; Automate the world.A: A: 汽車點火系統(tǒng)檢測汽車點火系統(tǒng)檢測( (續(xù)續(xù)) ) 正常波形與典型故障波形正常波形與典型故障波形正常波形(重疊波)觸點銹蝕波形電容漏電波形Advance technologies; Automate the world.ICIC封裝測試封裝測試 半導體測試設備，實現(xiàn)芯片自動分撿半導體

19、測試設備，實現(xiàn)芯片自動分撿圖像傳感器圖像傳感器分析軟件分析軟件挑選挑選機構(gòu)機構(gòu)運動控制卡運動控制卡PCI-9812Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 動平衡動平衡軸承轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性軸承轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性 高速轉(zhuǎn)動的軸承，如果存在轉(zhuǎn)動慣量的不平衡，就會產(chǎn)高速轉(zhuǎn)動的軸承，如果存在轉(zhuǎn)動慣量的不平衡，就會產(chǎn)生振動，帶來危害，所以要進行配重生振動，帶來危害，所以要進行配重 要求采集軸承高速轉(zhuǎn)動中的振動信號，給軸承配重提供要求采集軸承高速轉(zhuǎn)動中的振動信號，給軸承配重提供依據(jù)依據(jù)Advance technologies; Automate the world.A

20、: A: 動平衡動平衡軸承轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性軸承轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性 實現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)動一周對加速度傳感器采樣實現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)動一周對加速度傳感器采樣1000次次 高速轉(zhuǎn)動的軸承，刻標記以產(chǎn)生定位脈沖高速轉(zhuǎn)動的軸承，刻標記以產(chǎn)生定位脈沖 利用利用8554卡計脈沖頻率，并產(chǎn)生卡計脈沖頻率，并產(chǎn)生2000倍該頻率的方波作為倍該頻率的方波作為PCI-9812外時鐘外時鐘 利用定位脈沖作為利用定位脈沖作為9812觸發(fā)信號觸發(fā)信號光傳感器加速度傳感器Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 無損探傷無損探傷聲發(fā)射法聲發(fā)射法 傳統(tǒng)高壓輸電線路多采用陶瓷的傳統(tǒng)高壓輸電線路多采用陶瓷的“

21、電葫蘆電葫蘆”掛線掛線 重，而且易損壞重，而且易損壞 積灰后高壓情況下絕緣性能下降積灰后高壓情況下絕緣性能下降 目前國外多采用聚酯材料兩端壓接金屬頭掛線目前國外多采用聚酯材料兩端壓接金屬頭掛線 要求壓接過程中實時監(jiān)測壓接質(zhì)量要求壓接過程中實時監(jiān)測壓接質(zhì)量 壓力是否達到規(guī)定值壓力是否達到規(guī)定值 壓接中是否發(fā)生斷裂壓接中是否發(fā)生斷裂Advance technologies; Automate the world.A: A: 無損探傷無損探傷聲發(fā)射法聲發(fā)射法 聲發(fā)射：當材料受應力達到損聲發(fā)射：當材料受應力達到損壞邊界時，會發(fā)出一定頻率壞邊界時，會發(fā)出一定頻率(數(shù)數(shù)kHz數(shù)百數(shù)百kHz)的聲音信號的聲

22、音信號 用用PCI-9812卡采集壓接過程中卡采集壓接過程中聲傳感器傳回的信號聲傳感器傳回的信號 對信號加以分析、判斷。對信號加以分析、判斷。共8個壓塊,聲傳感器置于一壓塊中Advance technologies; Automate the world.PCI-7300APCI-7300A簡介簡介 PCI-7300A卡卡 高達高達20M采樣頻率采樣頻率 32路路DIO通道，靈活配置：通道，靈活配置： 8DI/8DO、8DI/16DO、16DI/8DO、16DI/16DO、32DI、32DO 板載板載64kB FIFO Bus Mastering DMA，高達高達80MB/s吞吐率吞吐率 靈活

23、的握手方式靈活的握手方式(Hand Shaking)Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 高速高速PCBPCB光模打印機光模打印機 制作制作PCB (印制電路板印制電路板)的過程：的過程： 繪圖繪圖(利用利用Protel等軟件等軟件) 制作光模制作光模(相當把電路打印在透明片上相當把電路打印在透明片上) 對原始印制板進行照排對原始印制板進行照排 用化學藥品對照排后的板進行處理，留下的即是印制板用化學藥品對照排后的板進行處理，留下的即是印制板 隨著電路復雜度的增加，制作光模的時間越來越長，迫隨著電路復雜度的增加，制作光模的時間越來越長，迫切

24、需要提高速度切需要提高速度Advance technologies; Automate the world.A: A: 高速高速PCBPCB光模打印機光模打印機 打印設備采用打印設備采用MPU進行控制，與計算機進行高速數(shù)字傳進行控制，與計算機進行高速數(shù)字傳輸輸 采用采用PCI-7300A，32CH DO，高速傳輸。，高速傳輸。 利用利用PCI-7300A的握手信號確保不會丟失數(shù)據(jù)的握手信號確保不會丟失數(shù)據(jù)Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 新一代全電腦化新一代全電腦化B B超設備超設備 傳統(tǒng)傳統(tǒng)B超把換能器超把換能器(線陣線陣)回波數(shù)據(jù)

25、直接轉(zhuǎn)換成圖像信號回波數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成圖像信號并顯示并顯示 無法進行圖像處理無法進行圖像處理 無法進行自動判別無法進行自動判別/測量測量 要求將要求將B超回波數(shù)據(jù)實時讀入計算機，并進行處理超回波數(shù)據(jù)實時讀入計算機，并進行處理/存盤存盤Advance technologies; Automate the world.A: A: 新一代全電腦化新一代全電腦化B B超設備超設備 B超前端的波束形成、回波調(diào)理及超前端的波束形成、回波調(diào)理及A/D轉(zhuǎn)換等工作用戶轉(zhuǎn)換等工作用戶自制板卡完成自制板卡完成 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)利用轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)利用FPGA傳至傳至PCI-7300A 利用握手信號完成數(shù)據(jù)傳輸，以確保數(shù)

26、據(jù)完整性利用握手信號完成數(shù)據(jù)傳輸，以確保數(shù)據(jù)完整性 利用計算機進行圖像處理利用計算機進行圖像處理 實時圖像增強實時圖像增強 實時圖像平滑實時圖像平滑 進行三維合成進行三維合成Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 數(shù)據(jù)高速串行傳輸數(shù)據(jù)高速串行傳輸 某類前端設備，提供高速串行數(shù)據(jù)接口，但傳輸速率、某類前端設備，提供高速串行數(shù)據(jù)接口，但傳輸速率、信號情況各有不同信號情況各有不同 傳輸速率最高達傳輸速率最高達100Mbps左右左右 要求提供一個設備，可以連接各種前端設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)要求提供一個設備，可以連接各種前端設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速輸入計算機、實時

27、存盤高速輸入計算機、實時存盤Advance technologies; Automate the world.A: A: 數(shù)據(jù)高速串行傳輸數(shù)據(jù)高速串行傳輸 前端設備已提供串行高速傳輸?shù)尿?qū)動電路前端設備已提供串行高速傳輸?shù)尿?qū)動電路 利用利用FPGA，實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并通并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并通過過FIFO加以緩存加以緩存 利用利用PCI-7300A，通過握手信號與，通過握手信號與FPGA交換數(shù)據(jù)，以交換數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)不會丟失確保數(shù)據(jù)不會丟失Advance technologies; Automate the world.Q: Q: 數(shù)字攝像機圖象捕捉數(shù)字攝像機圖象捕捉 目

28、前城市中光污染日趨嚴重，天文目前城市中光污染日趨嚴重，天文臺已看不清星空臺已看不清星空 光污染絕大部分為隨機信號，可以光污染絕大部分為隨機信號，可以通過長時間平均降低噪聲通過長時間平均降低噪聲 需要將觀測的圖像高速傳進計算機需要將觀測的圖像高速傳進計算機進行長時間平均算法進行長時間平均算法Advance technologies; Automate the world.A: A: 數(shù)字攝像機圖象捕捉數(shù)字攝像機圖象捕捉 高速影像傳輸高速影像傳輸 目標：完成目標：完成CCD攝像頭數(shù)據(jù)捕捉及處理攝像頭數(shù)據(jù)捕捉及處理 用用PCI-7300A卡卡 外圍自搭高速外圍自搭高速A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 對對A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行長時間平均，以轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行長時間平均，以去除隨機噪聲，提高系統(tǒng)信噪比去除隨機噪聲，提高系統(tǒng)信噪比Advance technologies; Automate the world.E1/T1E1/T1編碼器功能測試編碼器功能測試 給給E1/T1編碼器外加正弦輸入編碼器外加正弦輸入信號信號 利用利用PCI-7300的的DI對編碼器對編碼器的輸出數(shù)據(jù)流進行采集，加以的輸出數(shù)據(jù)流進行采集，加以判斷判斷 利用