数据采集卡的分类及应用分析课件.pptVIP

n数据采集卡n的分类及应用

数据采集原理及应用n一、数据采集卡的分类n二、数据采集的选择和应用n三、数据采集卡的控制

数据采集原理及应用

一、数据采集卡的分类（接口）PCI总线ISA总线PC-104总线CPCI总线

PCI与ISA识别

数据采集卡的分类（功能）模拟量输入（AI）模拟量输出(AO)数字量I/O(DI/DO)计数/计频(COUNT)

数据采集卡实物

数采卡和传感器的连接

二、数据采集卡的选择和应用n模拟量输入AIn模拟量输出AOn数字量输入/输出DI/DOn定时器/计数器T/C

1、模拟量输入AIn通道数目（8、16）；n分辨率（12位，14位，16位等等）；n信号接入方式（单端接入／差分接入）n输入范围（增益）；n采样速率（250k）；n异步或同步采集

1）、板卡AI分辨率Accuracy/Resolution目前常见板卡AD转换精度为:12bit/14bit/16bit

【例】计算板卡所需的AD转换精度n已知位移传感器量程0－10mmn转换后输出电压范围为0－10Vn板卡AI输入的电压范围为0－10Vn要求位移采样精度0.001mm１0mm／0.001mm＝10000１0mm／214＝0.00061mm１0mm／216＝0.00015mm

２、板卡的A/D的采样频率足够的采样率下的采样结果过低采样率下的采样结果

【例】车轮圆周形状测量车轮直径300-500mm，电机转速600转／MIN圆周上每0.1mm取得一个有效值,计算所需板卡的采样频率（500×3.14／0.1）×（600／60）=150k

３）、AI输入范围与增益n单极性与双极性双极性：e.x.-10V~+10V(20V范围)单极性：e.x.0V~+5V(5V范围)跳线设置或编程设置n可编程增益对于大信号应用：普通增益（1,2,4,8）对于小信号应用：高增益（1,10,100,1000n例如：输入电压范围：+/-10V,普通增益可选择的输入电压范围：+/-10V,+/-5V,+/-2.5V,+/-1.25V

【例】计算位移测量精度n已知位移传感器量程0－10mmn转换后输出电压范围为0－５Vn板卡AI输入的电压范围为0－10Vn板卡AI转换精度为16bit１0mm／32768＝0.00030mm

４）、板卡AI的通道个数n根据模拟量的输入数量确定.n常见的通道数量为１６／３２n如仓库温度控制

５）、AD板卡多通道采样同步与轮询–同步采样n板卡采用多个A/D芯片，不同通道采用同一时钟n保证不同通道的采样时间相同（信号同步）–轮询采样n只采用一个A/D芯片，通过多路转换开关实现不同通道的切换n存在通道转换时间

A/D多通道采集---轮询采样轮询采样多n+_A/D转换器数据缓冲区路选择模拟信号A/D触发信号中断信号

A/D多通道采集--同步板卡同步采样A/D触信号n+_A/D器模信号数据冲区nn+_A/D器模信号+_A/D器模信号

同步和轮询应用n温度采集n高速运转发动机曲轴的空间测量

６）、AI信号接入方式（单端接入）

６、AI信号接入方式（差分接入）

2、模拟量输出AOn分辨率（12位，16位等等）；n输出电压（0－5v/0－10v）；n通道数目（1、2）；n驱动能力(20mA)；n输出频率

【例】板卡AO通道输出范围0－10V,分辨率为12/16位，求输出的最小单位电压大小。10V/212=10V/4096=0.002441V=2.441mv10V/216=10V/65536=0.00015V=0.15mv分辨率越高，可以改变输出的电压就越小

分辨率－－输出频率

AO运用－交流电机速度控制15000转／212＝3.7转０－１０V变频器M０－15000转

3、数字量输入输出DI/DOn通道数目（16、32）；n隔离/非隔离；n输入电压范围和输出驱动能力

信号的输入DI

非隔离输入DI

隔离输入DI板卡内部外部隔离输入1.2KOhmPC814

信号的输出DO

非隔离输出DO内部电源负+载

隔离输出DO外部电源内部电源负+载

4、计数器输入/输出n通道数目；n分辨率（16位，32位）；n基准时钟（10M）；

GATECLKT/C基本定义OUTNnTimer/Counter—82C54–GATE：门控信号。只有当GATE为H时计数–CLK：时钟。每输入一个脉冲计数值减1–OUT：计数输出。当计数到一定值时改变状态。状态的改变由工作方式决定

测量CLK端输入信号频率–设置计数初值N–将已知长度(T)的脉冲输入至GATE，待测信号输至CLK–测量T时间中的计数，即可算得输入信号的频率已知长度的脉冲