《虛擬儀器設(shè)計(jì)》第二章

《虛擬儀器設(shè)計(jì)》第二章第一頁(yè)，共83頁(yè)。2.1

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概念及其結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)采集的概念;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及其特點(diǎn)；信號(hào)的分類(lèi)及其特征。2第二頁(yè)，共83頁(yè)。2.1

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概念及其結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集的概念：

是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量后，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的過(guò)程，相應(yīng)的系統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。3第三頁(yè)，共83頁(yè)。2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概念及其結(jié)構(gòu)多路分時(shí)采集分時(shí)輸入結(jié)構(gòu)集中采集式4第四頁(yè)，共83頁(yè)。2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概念及其結(jié)構(gòu)多路同步采集分時(shí)輸入結(jié)構(gòu)集中采集式5第五頁(yè)，共83頁(yè)。2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概念及其結(jié)構(gòu)分布式單機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分散采集式6第六頁(yè)，共83頁(yè)。2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概念及其結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)分散采集式7第七頁(yè)，共83頁(yè)。2.1輸入信號(hào)的類(lèi)型及其檢測(cè)8第八頁(yè)，共83頁(yè)。2.1輸入信號(hào)的類(lèi)型及其檢測(cè)9第九頁(yè)，共83頁(yè)。2.2輸入信號(hào)的類(lèi)型及其檢測(cè)10第十頁(yè)，共83頁(yè)。

2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理

(DigitalAnalyzingofAnalogSignal)本節(jié)學(xué)習(xí)重點(diǎn)：采樣過(guò)程及其采樣定理，重點(diǎn)區(qū)分采樣信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的區(qū)別；混疊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因以及混疊頻率的計(jì)算方法。11第十一頁(yè)，共83頁(yè)。信號(hào)的頻率？代表信號(hào)變化快慢的物理量任何一種信號(hào)都可以轉(zhuǎn)換成一組正弦波的迭加不同的信號(hào)頻率不同：語(yǔ)音：<4kHz音樂(lè)：<20kHz超聲：20kHz~xxMHzFM收音機(jī)：MHz雷達(dá)：xGHz2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理12第十二頁(yè)，共83頁(yè)。采樣周期的倒數(shù)表示采樣快慢的物理量多長(zhǎng)時(shí)間采一個(gè)點(diǎn)/每秒采樣多少點(diǎn)采樣頻率的含義？2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理13第十三頁(yè)，共83頁(yè)。（1）時(shí)間斷續(xù)采樣：對(duì)連續(xù)的模擬信號(hào)x(t)，按一定的時(shí)間間隔Ts，抽取相應(yīng)的瞬時(shí)值，這個(gè)過(guò)程就成為采樣。采樣信號(hào)：連續(xù)的模擬信號(hào)x(t)轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散的模擬信號(hào)xs(nTs),則稱(chēng)為采樣信號(hào)。

連續(xù)的模擬信號(hào)需經(jīng)過(guò)如下兩個(gè)階段才能變成離散的數(shù)字信號(hào)：2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理14第十四頁(yè)，共83頁(yè)。（2）數(shù)值斷續(xù)：量化：把采樣信號(hào)xs(nTs)以某個(gè)最小數(shù)量單位的整倍數(shù)來(lái)度量，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為量化。量化信號(hào)：采樣信號(hào)xs(nTs)經(jīng)量化后變換為量化信號(hào)xq(nTs)。編碼：把量化信號(hào)xq(nTs)經(jīng)過(guò)編碼，可轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)x(n)2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理15第十五頁(yè)，共83頁(yè)。采樣/保持連續(xù)的模擬信號(hào)x(t)采樣信號(hào)xs(nTs)采樣信號(hào)xs(nTs)量化量化信號(hào)xq(nTs)量化信號(hào)xq(nTs)數(shù)字信號(hào)x(n)編碼（3）模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程計(jì)算機(jī)采樣保持器A/D轉(zhuǎn)換器（2）模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程:16第十六頁(yè)，共83頁(yè)。思考題：制訂采樣定理的目的是？2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理17第十七頁(yè)，共83頁(yè)。采樣信號(hào)Ts：采樣周期采樣過(guò)程模擬信號(hào)2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理18第十八頁(yè)，共83頁(yè)。采樣過(guò)程的原理采樣過(guò)程可看作脈沖調(diào)制過(guò)程，采樣開(kāi)關(guān)可看作調(diào)制器。這種脈沖調(diào)制過(guò)程是將輸入的連續(xù)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為寬度非常窄而幅度由輸入信號(hào)確定的脈沖序列。2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理19第十九頁(yè)，共83頁(yè)。采樣定理：對(duì)連續(xù)信號(hào)x(t)，其頻譜為x(f)，以采樣周期Ts采得的離散信號(hào)為xs(nTs)。如果頻譜和采樣周期滿(mǎn)足如下的條件，則能不失真的恢復(fù)原始的模擬信號(hào)。有限頻譜：當(dāng)f>=fn(fn為信號(hào)的最高頻率）時(shí)，x(f)=0;Ts=<1/2fn。工程中fs取5-10fn2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理20第二十頁(yè)，共83頁(yè)。采樣定理為何要定義為有限頻譜呢？2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理21第二十一頁(yè)，共83頁(yè)。（2）采樣定理的應(yīng)用混疊現(xiàn)象：當(dāng)采樣頻率過(guò)低時(shí)，由所采樣的數(shù)據(jù)還原的信號(hào)頻率與原始信號(hào)頻率不同，這種信號(hào)畸變現(xiàn)象叫做混疊?；殳B頻率=abs（采樣頻率的最近整數(shù)倍-輸入頻率）2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理22第二十二頁(yè)，共83頁(yè)。例1：某信號(hào)的頻譜圖2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理23第二十三頁(yè)，共83頁(yè)。2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理24第二十四頁(yè)，共83頁(yè)。混疊問(wèn)題的解決方法在A/D前加入低通濾波器，將大于1/2采樣頻率的信號(hào)成分濾去，稱(chēng)為抗混疊濾波器。2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理25第二十五頁(yè)，共83頁(yè)。量化信號(hào)量化過(guò)程

把采樣信號(hào)xs(nTs)以某個(gè)最小數(shù)量單位的整倍數(shù)來(lái)度量2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理26第二十六頁(yè)，共83頁(yè)。（1）量化單位概念量化單位：最小數(shù)量單位

q=FSR/2nq:量化單位；FSR：滿(mǎn)量程電壓

n：A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理27第二十七頁(yè)，共83頁(yè)。（2）量化誤差量化信噪比：S/N=12X22nn-----A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)結(jié)論：增加A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)能減小量化誤差。2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理28第二十八頁(yè)，共83頁(yè)。量化信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)編碼:把量化信號(hào)的電平用數(shù)字代碼表示。2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理29第二十九頁(yè)，共83頁(yè)。(1）單極性編碼-二進(jìn)制編碼2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理30第三十頁(yè)，共83頁(yè)。(2）單極性編碼-BCD編碼BCD編碼中，用一組4位二進(jìn)制碼來(lái)表示一位0~9的十進(jìn)制數(shù)。例如一個(gè)電壓按照BCD碼表示如下：2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理31第三十一頁(yè)，共83頁(yè)。(3）雙極性編碼2.3模擬信號(hào)的數(shù)字化處理32第三十二頁(yè)，共83頁(yè)。2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)2.4.1信號(hào)獲取方法和途徑1.信號(hào)獲取

(1)通過(guò)敏感元件拾取被測(cè)信號(hào)（2）通過(guò)傳感器拾取被測(cè)信號(hào)（3）通過(guò)接口直接拾取被測(cè)信號(hào)（4）通過(guò)測(cè)量?jī)x表拾取被測(cè)信號(hào)33第三十三頁(yè)，共83頁(yè)。2.輸入通道特點(diǎn)（1）輸入通道要靠近信號(hào)拾取對(duì)象（2）輸入通道常常是一個(gè)模擬和數(shù)字的混合電路（3）輸入通道電路設(shè)計(jì)與多種因素相關(guān)（4）輸入通道的環(huán)境無(wú)主觀選擇余地（5）輸入通道靠近現(xiàn)場(chǎng)，易受干擾2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)34第三十四頁(yè)，共83頁(yè)。傳感器或變送器輸出的信號(hào)需要調(diào)理后才能被DAQ板有效、準(zhǔn)確地采集、轉(zhuǎn)換,這種前端預(yù)處理就是所謂signalconditioning,包括放大，隔離,激勵(lì)和多路復(fù)用等。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于非電量測(cè)量一般都需要通過(guò)硬件進(jìn)行信號(hào)調(diào)理,特別是PC-DAQ系統(tǒng)通常要外接專(zhuān)門(mén)的SCXI(SignalConditioningeXtentionsforInstrumentation)。22.4.1基本概念.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)35第三十五頁(yè)，共83頁(yè)。1.哪些信號(hào)需要調(diào)理？（1）電阻信號(hào)（2）mV級(jí)電壓信號(hào)（3）uA級(jí)電流信號(hào)（4）頻率信號(hào)2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)36第三十六頁(yè)，共83頁(yè)。2.4.2常用信號(hào)調(diào)理類(lèi)型放大：噪聲可能會(huì)嚴(yán)重破壞PC-DAQ系統(tǒng)的測(cè)量精度，通過(guò)(在板或外部的)放大調(diào)理可以提高分辨率，有效降低噪聲的影響。許多傳感器的輸出信號(hào)在mV、甚至μV量級(jí)，直接在DAQ板放大這種模擬小信號(hào)，必然對(duì)來(lái)自引線(xiàn)與計(jì)算機(jī)內(nèi)部的噪聲也一起放大。當(dāng)信號(hào)小到μV量級(jí)時(shí)，這些噪聲可能會(huì)完全淹沒(méi)信號(hào)。減少系統(tǒng)噪聲簡(jiǎn)單而有效的方法通常是采用外部的放大調(diào)理，并盡可能地使信號(hào)靠近傳感器來(lái)提高S/N。2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)37第三十七頁(yè)，共83頁(yè)。2.4.2常用信號(hào)調(diào)理類(lèi)型放大：噪聲可能會(huì)嚴(yán)重破壞PC-DAQ系統(tǒng)的測(cè)量精度，通過(guò)(在板或外部的)放大調(diào)理可以提高分辨率，有效降低噪聲的影響。許多傳感器的輸出信號(hào)在mV、甚至μV量級(jí)，直接在DAQ板放大這種模擬小信號(hào)，必然對(duì)來(lái)自引線(xiàn)與計(jì)算機(jī)內(nèi)部的噪聲也一起放大。當(dāng)信號(hào)小到μV量級(jí)時(shí)，這些噪聲可能會(huì)完全淹沒(méi)信號(hào)。減少系統(tǒng)噪聲簡(jiǎn)單而有效的方法通常是采用外部的放大調(diào)理，并盡可能地使信號(hào)靠近傳感器來(lái)提高S/N。2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)38第三十八頁(yè)，共83頁(yè)。抑制噪聲可以采用的方法(1)減少傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度；(2)使信號(hào)線(xiàn)遠(yuǎn)離交流電源線(xiàn)和顯示設(shè)備，避免50HZ的工頻噪聲；(3)使用護(hù)套電纜或雙絞線(xiàn)電纜，并盡量縮短電線(xiàn)長(zhǎng)度能夠減少噪聲，此外，讓信號(hào)線(xiàn)遠(yuǎn)離交流電源線(xiàn)和顯示器將有助于減少50Hz的噪聲。2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)39第三十九頁(yè)，共83頁(yè)。濾波與平滑濾波是消除噪聲的有效方法，不過(guò)應(yīng)注意合理設(shè)置濾波器的帶寬，以免影響信號(hào)的時(shí)間響應(yīng)。軟件平滑(SoftwareAveraging)是一種簡(jiǎn)單有效的數(shù)字濾波技術(shù)，對(duì)穩(wěn)態(tài)信號(hào)還可以進(jìn)行所謂動(dòng)態(tài)平滑(DynamicalAveraging)。2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)2.4.2常用信號(hào)調(diào)理類(lèi)型40第四十頁(yè)，共83頁(yè)。隔離引起測(cè)量問(wèn)題、甚至損壞DAQ板最常見(jiàn)的原因是接地不當(dāng)，把傳感器和測(cè)量設(shè)備進(jìn)行電氣或物理隔離是防止這類(lèi)問(wèn)題最有效的方法。隔離通過(guò)破壞地線(xiàn)環(huán)流、抑制高共模電壓還能實(shí)現(xiàn)對(duì)昂貴的DAQ板的保護(hù)。常見(jiàn)的隔離方法有光隔離、電容隔離、磁隔離。電容、磁隔離本質(zhì)上都是一種調(diào)制過(guò)程，它把信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成頻率，然后在采集前再還原成電壓。2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)2.4.2常用信號(hào)調(diào)理類(lèi)型41第四十一頁(yè)，共83頁(yè)。隔離作用小結(jié)抑制地電流引起的共模電壓(common-modevoltage)保護(hù)昂貴的DAQ板不被損壞Highcommon-modevoltage(250Vrms)differentialinputs---upto12Vsingle-pointgroundHigh-voltagesurgespowerlineslightninghigh-voltageequipment2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)2.4.2常用信號(hào)調(diào)理類(lèi)型42第四十二頁(yè)，共83頁(yè)。多路復(fù)用多路復(fù)用(multiplexing)的作用是以較低的價(jià)格有效地?cái)U(kuò)展DAQ板的I/O能力。對(duì)快速應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)注意用于模入的多路復(fù)用電路與DAQ板的掃描速率要足夠快同時(shí)采樣與多路復(fù)用---S/H技術(shù)

Tset+Tacq+Tscan(N-1)2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)2.4.2常用信號(hào)調(diào)理類(lèi)型43第四十三頁(yè)，共83頁(yè)。數(shù)字信號(hào)調(diào)理通常不可直接將研究或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字信號(hào)不加調(diào)理就接入DAQ板，以免高壓火花或大共模電壓損壞DAQ板。應(yīng)選用帶有調(diào)理數(shù)字I/O信號(hào)的光隔離電路的調(diào)理模塊或調(diào)理板。DI/O信號(hào)通常用來(lái)控制機(jī)電或固態(tài)繼電器。2.4信號(hào)獲取與信號(hào)調(diào)理技術(shù)2.4.2常用信號(hào)調(diào)理類(lèi)型44第四十四頁(yè)，共83頁(yè)。2.5測(cè)量放大器高輸入阻抗放大器為保證共模抑制比，取R1Rf1-1=Rf2R4-1

則放大器輸出為45第四十五頁(yè)，共83頁(yè)。2.5測(cè)量放大電路特點(diǎn)：輸入阻抗和共模抑制46第四十六頁(yè)，共83頁(yè)。測(cè)量放大器的電路原理1.求測(cè)量放大器的增益已知R1，R2，R3,R4,R5,R6,Uo1,Uo2,求Uo

當(dāng)R1=R2R3=R4R5=R6,求Uo2.5測(cè)量放大電路47第四十七頁(yè)，共83頁(yè)。測(cè)量放大器的主要技術(shù)指標(biāo)共模抑制比溫度漂移非線(xiàn)性度建立時(shí)間恢復(fù)時(shí)間電源引起的失調(diào)2.5測(cè)量放大電路48第四十八頁(yè)，共83頁(yè)。采樣/保持器及其參數(shù)采樣保持的必要性為了避免在A/D轉(zhuǎn)換期間由于信號(hào)變化而產(chǎn)生誤差。采樣保持的基本作用取出輸入信號(hào)某一瞬間的值并在一定時(shí)間內(nèi)保持不變。2.6采樣保持器及其測(cè)量方案49第四十九頁(yè)，共83頁(yè)。采樣/保持器的簡(jiǎn)單工作原理2.6采樣保持器及其測(cè)量方案50第五十頁(yè)，共83頁(yè)。2.6采樣保持器及其測(cè)量方案51第五十一頁(yè)，共83頁(yè)。采樣/保持器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）捕獲時(shí)間tAC

(2)孔徑時(shí)間tAP（3）保持建立時(shí)間tHS（4）孔徑抖動(dòng)tAJ（5）衰減率2.6采樣保持器及其測(cè)量方案52第五十二頁(yè)，共83頁(yè)。方案1：不帶采樣/保持器的A/D轉(zhuǎn)換通道對(duì)于直流或低頻信號(hào)，可以不用采樣/保持器，直接用A/D轉(zhuǎn)換器采樣。53第五十三頁(yè)，共83頁(yè)。模擬輸入信號(hào)的最大變化率與A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率有如下關(guān)系：式中：tc為A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間；UFS為A/D轉(zhuǎn)換器的滿(mǎn)量程電壓；n為A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。

2.6采樣保持器及其測(cè)量方案54第五十四頁(yè)，共83頁(yè)。方案2：帶采樣/保持器的A/D轉(zhuǎn)換通道

當(dāng)模擬輸入信號(hào)變化率較大時(shí)，A/D通道需要使用采樣/保持器。這時(shí)模擬輸入信號(hào)的最大變化率取決于采樣/保持器的孔徑時(shí)間tAp，其關(guān)系為2.6采樣保持器及其測(cè)量方案55第五十五頁(yè)，共83頁(yè)。1多通道共享采樣/保持與A/D轉(zhuǎn)換器帶采樣/保持器的A/D通道的形式有三種：特點(diǎn)：分時(shí)轉(zhuǎn)換工作方式，也稱(chēng)輪詢(xún)采樣方式2.6采樣保持器及其測(cè)量方案56第五十六頁(yè)，共83頁(yè)。2多通道共享A/D轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)：系統(tǒng)可同時(shí)采集多路模擬信號(hào)同一瞬時(shí)的數(shù)值，適合于在高頻或者瞬態(tài)測(cè)量中應(yīng)用。2.6采樣保持器及其測(cè)量方案57第五十七頁(yè)，共83頁(yè)。3多通道并行A/D轉(zhuǎn)換特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了并行采集，適合于高速系統(tǒng)和高頻信號(hào)的采集。也稱(chēng)同步采樣方式。2.6采樣保持器及其測(cè)量方案58第五十八頁(yè)，共83頁(yè)。采樣模式總結(jié)59第五十九頁(yè)，共83頁(yè)。60第六十頁(yè)，共83頁(yè)。2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式

接地信號(hào)

將信號(hào)的一端與系統(tǒng)地

(接大地或建筑物的地等)連接起來(lái)，就得到了接地信號(hào)。

接地最常見(jiàn)的方法是使用墻上的按地引出線(xiàn)，如信號(hào)發(fā)生器和電源就是這樣接地的。接地信號(hào)與數(shù)據(jù)采集卡是共地的。61第六十一頁(yè)，共83頁(yè)。2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式浮動(dòng)信號(hào)一個(gè)不與任何地

(如大地或建筑物的地)連接的電壓信號(hào)稱(chēng)為浮動(dòng)信號(hào)。浮動(dòng)信號(hào)的每個(gè)端口都與系統(tǒng)地獨(dú)立。一些能夠產(chǎn)生浮動(dòng)動(dòng)信號(hào)的常見(jiàn)設(shè)備有電池、熱電偶、變壓器和隔離放大器等。62第六十二頁(yè)，共83頁(yè)。2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式

(1)差分測(cè)量系統(tǒng)在差分測(cè)量系統(tǒng)中,信號(hào)輸入瑞的正負(fù)極分別與兩個(gè)不同的模擬輸入

端口相連接，并通過(guò)多路開(kāi)關(guān)

(MUX)分別連接到測(cè)量放大器

的正負(fù)極上。測(cè)量系統(tǒng)分類(lèi)63第六十三頁(yè)，共83頁(yè)。單端輸入的特點(diǎn)

單端輸入以一個(gè)共同接地點(diǎn)為參考點(diǎn)。這種方式適用于輸入信號(hào)為高電平（大于一伏），信號(hào)源與采集端之間的距離較短（小于15英尺），并且所有輸入信號(hào)有一個(gè)公共接地端。如果不能滿(mǎn)足上述條件，則需要使用差分輸入。差分輸入方式下，每個(gè)輸入可以有不同的接地參考點(diǎn)。并且，由于消除了共模噪聲的誤差，所以差分輸入的精度較高。2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式64第六十四頁(yè)，共83頁(yè)。(1)參考地單端測(cè)量系統(tǒng)在參考地單端

測(cè)量系統(tǒng)中，被測(cè)信號(hào)一端接模擬輸入通道，另一端接系統(tǒng)地AIGND。測(cè)量系統(tǒng)分類(lèi)2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式65第六十五頁(yè)，共83頁(yè)。(2)非參考地單端測(cè)量系統(tǒng)AIENSE是測(cè)量的公共參考端。測(cè)量系統(tǒng)分類(lèi)2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式66第六十六頁(yè)，共83頁(yè)。選擇合適的測(cè)量系統(tǒng)帶*號(hào)的方式為推薦使用方式。一般來(lái)說(shuō)，選擇浮動(dòng)信號(hào)和差分連接方式可能較好，但具體選擇哪種方式還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式67第六十七頁(yè)，共83頁(yè)。（1）測(cè)量接地信號(hào)測(cè)量接地信號(hào)最好采用差分或NRSE測(cè)量系統(tǒng)。如果采用RSE測(cè)量系統(tǒng)，將會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)較大的誤差。如果信號(hào)源電壓很高，并且信號(hào)源和數(shù)據(jù)采集卡之問(wèn)的連線(xiàn)阻抗很小，也可以采用RSE系統(tǒng)，因?yàn)榇私拥鼗芈冯妷合鄬?duì)于信號(hào)源電壓來(lái)說(shuō)很小，信號(hào)源電壓的測(cè)量值受接地回路的影響可以忽略。2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式68第六十八頁(yè)，共83頁(yè)。（2）測(cè)量浮動(dòng)信號(hào)可以采用差分、RSE、NRSE等方式來(lái)測(cè)量浮動(dòng)信號(hào)。在差分測(cè)量系統(tǒng)中，應(yīng)該保證相對(duì)于測(cè)量地的信號(hào)的共模電壓在測(cè)量系統(tǒng)設(shè)備所允許的范圍之內(nèi)。如果采用差分或NRsE方式測(cè)量系統(tǒng)，放大器輸入偏置電流會(huì)導(dǎo)致浮動(dòng)信號(hào)的電壓偏離數(shù)據(jù)采集卡的有效范圍。為了穩(wěn)住信號(hào)電壓，需要在每個(gè)測(cè)量端與測(cè)量地之間連接偏置電阻，2.7測(cè)量系統(tǒng)的連接方式69第六十九頁(yè)，共83頁(yè)。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集設(shè)備有模擬輸入通道(簡(jiǎn)稱(chēng)“模入”)、模擬輸出通道(簡(jiǎn)稱(chēng)“模出”)、數(shù)字I/O，計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器等，要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的控制必須通過(guò)虛擬儀器總線(xiàn)及其接口模塊來(lái)完成。下面對(duì)每一類(lèi)的基本指標(biāo)做一介紹。典型的數(shù)據(jù)采集設(shè)備由模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O和定時(shí)/計(jì)數(shù)器組成。2.7數(shù)據(jù)采集設(shè)備2.8.1數(shù)據(jù)采集設(shè)備的基本構(gòu)成及其評(píng)價(jià)指標(biāo)70第七十頁(yè)，共83頁(yè)。模擬輸入的參數(shù)選擇分辨率輸入范圍增益采樣率噪聲抑制分辨率=輸入范圍/（增益*2^位數(shù)）2.7數(shù)據(jù)采集設(shè)備71第七十一頁(yè)，共83頁(yè)。模擬輸出的功能模擬輸出通常為采集系統(tǒng)提供激勵(lì)信號(hào)。輸出信號(hào)受模數(shù)轉(zhuǎn)換器的建立時(shí)間、分辨率等因素影響。建立時(shí)間反映了輸出信號(hào)幅值改變的快慢，例如建立時(shí)間短的模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以提供較高的信號(hào)。應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要考慮模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參數(shù)指標(biāo)，例如，如果需要用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)加熱器，則不需要使用速度很快的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因?yàn)榧訜崞鞯臏囟缺緛?lái)就難以快速地跟蹤電壓的變化。2.7數(shù)據(jù)采集設(shè)備72第七十二頁(yè)，共83頁(yè)。數(shù)字I/O數(shù)字輸入用于檢測(cè)數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量信號(hào)；數(shù)字輸出則用于控制環(huán)節(jié)。2.7數(shù)據(jù)采集設(shè)備73第七十三頁(yè)，共83頁(yè)。觸發(fā)觸發(fā)定義：用于啟動(dòng)或者停止一個(gè)數(shù)據(jù)采集的工作。觸發(fā)信號(hào)定義：一般是指能夠引起一個(gè)操作（如數(shù)據(jù)采集）的信號(hào)。適用場(chǎng)合：用戶(hù)需要設(shè)置開(kāi)始測(cè)量的時(shí)刻，可以使用觸發(fā)信號(hào)。2.7數(shù)據(jù)采集設(shè)備74第七十四頁(yè)，共83頁(yè)。觸發(fā)數(shù)字-邊沿觸發(fā)：用外部數(shù)字脈沖來(lái)同步采集操作。數(shù)字邊沿觸發(fā)信號(hào)通常是一個(gè)含有高、低兩電平的TTL信號(hào)。當(dāng)數(shù)字信號(hào)從高電平向低電平跳變時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)下降沿；當(dāng)數(shù)字信號(hào)從低電平向高電平跳變時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)上升沿。2