數(shù)據(jù)采集卡及基于板卡的測(cè)控系統(tǒng)教學(xué)課件

數(shù)據(jù)采集卡概述數(shù)據(jù)采集卡的產(chǎn)生為了滿足IBM-PC機(jī)及其兼容機(jī)用于數(shù)據(jù)采集與控制的需要,國(guó)內(nèi)外許多廠商生產(chǎn)了各種各樣的數(shù)據(jù)采集板卡(或I/0板卡)。這類板卡均參照IBM-PC機(jī)的總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn),用戶只要把這類板卡插入IBM-PC機(jī)主板上相應(yīng)的I/0擴(kuò)展槽中,就可以迅速方便地構(gòu)成個(gè)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng),從而大大節(jié)省了硬件的研制時(shí)間和投資,又可以充分利用IBM-PC機(jī)的軟硬件資源,還可以使用戶集中精力對(duì)數(shù)據(jù)采集與處理中的理論和方法進(jìn)行研究、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及程序的編制等數(shù)據(jù)采集卡的種類基于PC總線的板卡種類很多,其分類方法也有很多種。按照板卡處理信號(hào)的不同可以分為模擬量輸入板卡(AD卡)、模擬量輸出板卡(D/A卡)、開(kāi)關(guān)量輸入板卡、開(kāi)關(guān)量輸出板卡、脈沖量輸入板卡、多功能板卡等。其中多功能板卡可以集成多個(gè)功能,如數(shù)字量輸入輸出板卡將模擬量輸入和數(shù)字量輸入輸出集成在同一張卡上。根據(jù)總線的不同,可分為PC板卡和ISA板卡。表數(shù)據(jù)不集卡的種美和用途粉出信息來(lái)漫及臉盒信息類相的口板卡產(chǎn)品溫度、壓力、位移、轉(zhuǎn)速、沆量等來(lái)E現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀惹的模電后棵擬量輸入信息榎擬呈輸入板卡數(shù)寧量翰入信息量輸入板卡接點(diǎn)誦斷狀態(tài),“0”“1”電平變化執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控執(zhí)行、記錄等〔模擬電模擬量翰出信息模抄量輸出板卡執(zhí)行機(jī)枃的驅(qū)行,報(bào)騖顯示嗚器數(shù)字量輸出板卡其它〔數(shù)字量〕數(shù)字量輸出信息量計(jì)算、電功率計(jì)算、轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)度測(cè)量等脈神形式輸入信號(hào)脈沖量輸入信息脈計(jì)數(shù)理板卡操作中斷、事故中斷、我警中斷及其它中斷輸入信息多咱道中斷控?？ㄇ斑M(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)馬達(dá)測(cè)控板卡通信收發(fā)信息多口RSPS422通信板卡距離輸入廓出模擬〔數(shù)字〕信號(hào)模擬數(shù)字量遠(yuǎn)黠信息遠(yuǎn)程星0板卡〔模塊還有其它一些專用IO板卡,如智能接口卡、虛擬存儲(chǔ)板(電子盤(pán))、信號(hào)調(diào)理板、專用(接線)端子板等,這些種類齊全、性能良好的IO板卡與IPC配合使用,使系統(tǒng)的構(gòu)成十分容易。目NHPCI-5121智能CAN接口卡常用的數(shù)據(jù)采集卡1.模擬量輸入卡(A/D卡)在工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中,輸入信號(hào)往往是模擬量,這就需要一個(gè)裝置把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,各種AD芯片就是用來(lái)完成此類轉(zhuǎn)換的。在實(shí)際的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中,不是以AD芯片為基本單元,而是制成商品化的A/D板卡。模擬量輸入板卡根據(jù)使用的A/D轉(zhuǎn)換芯片和總線結(jié)構(gòu)不同,性能有很大的區(qū)別。板卡通常有單端輸入、差分輸人以及兩種方式組合輸入三種板卡內(nèi)部通常設(shè)置一定的采樣緩沖器,對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖處理,緩沖器的大小也是板卡的性能指標(biāo)之一。在抗干擾方面,AD板卡通常采取光電隔離技術(shù),實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離。板卡模擬信號(hào)采集的精度和速度指標(biāo)通常由板卡所采用的AD轉(zhuǎn)換芯片決定。例如,下圖所示為研華PCI-1713模擬量輸入卡。該板卡具有32路單端或16路差分模擬量輸入,或組合輸入方式,12位AD轉(zhuǎn)換分辨率,AD轉(zhuǎn)換器的采樣速率可達(dá)100kHz,每個(gè)輸入通道的增益可編程,卡上有4K采樣FIFO緩沖器,2500VDC隔離保護(hù),支持軟件、內(nèi)部定時(shí)器觸發(fā)或外部觸發(fā)2.模擬量輸出卡(D/A卡)計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理采用的是數(shù)字量,而執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是模擬量。計(jì)算機(jī)通過(guò)D/A板卡將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量,從而通過(guò)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作去控制生產(chǎn)工藝過(guò)程。D/A轉(zhuǎn)換板卡同樣依據(jù)其采用的D/A轉(zhuǎn)換芯片的不同,轉(zhuǎn)換性能指標(biāo)有很大的差別。例如,下圖所示為研華PCI-1720U模擬量輸出卡。該板卡具有四路12位DA輸出通道,多種輸出范圍。由于能夠在輸出和PCI總線之間提供2500VDC的隔離保護(hù),PCI-1720非常適合需要高電壓保護(hù)的工業(yè)場(chǎng)合。3.數(shù)字量輸入輸出卡(IO卡)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字量輸入板卡采集工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的離散輸入信號(hào)