数据采集卡基本简介
数据采集卡基本简介
具体来说，这种设计分两部分：数据采集部分和数据处理部分。
数据采集就是利用LabVIEW的驱动程序对数据采集卡进行设置并使其按设置工作，进行数据的采集；数据处理则是将采集到的数据送至计算机进行运算处理等等。
对于初学者，可先从第二部分开始。将实际的数据采集先用LabVIEW自带的数组或者波形函数来代替，着重设计数据处理的软件部分。这部分可以包括：滤波、数据存储、数据读取、波形显示、波形分析处理（如傅立叶变换、谱密度计算等等）。这些在LabVIEW中都有集成的函数模块，也就是VI，只要对每个VI的输入输出设置正确就好。
当软件部分设计完成后，再设计数据采集部分。这是软硬件结合的部分。既要对所用的数据采集卡的参数和工作方式有充分的正确的认识，又要对如果利用LabVIEW驱动采集卡掌握。一般来说采集卡都带有LabVIEW的驱动，只要参看数据采集卡的使用说明（PDF），就可以掌握了。选择好数据采集卡后，将该采集卡的驱动光盘放入计算机并按其指示进行安装，则其驱动模块将装入原LabVIEW软件中，然后和第一步的软件编程一样，对驱动所要用的VI的输入输出参数设置正确，编写程序即可。
当两部都做完后，将整个采集系统运行一下，对于设计中存在的疏漏再进行修改。推荐使用《LadVIEW8.20程序设计从入门到精通(附光盘)》作者:陈锡鸿
这本书不错，深入浅出，初学必备~~
数据采集(DAQ)基础知识
现今，在实验室研究、测试和测量以及工业自动化领域中，绝大多数科研人员和工程师使用配有PCI、PXI/CompactPCI、PCMCIA、USB、IEEE1394、ISA、并行或串行接口的基于PC的数据采集系统。许多应用使用插入式设备采集数据并把数据直接传送到计算机内存中，而在一些其它应用中数据采集硬件与PC分离，通过并行或串行接口和PC相连。从基于PC的数据采集系统中获取适当的结果取决于图示一中的各项组成部分：
?PC
?传感器
?信号调理
?数据采集硬件
?软件
本文详细介绍了数据采集系统的各个组成部分，并解释各个部分最重要的准则。本文也定义了用于基于PC的数据采集系统组成部分的许多通用术语。
图1 典型的基于PC的DAQ系统
个人电脑(PC)数据采集系统所使用的计算机会极大地影响连续采集数据的最大速度，而当今的技术已可以使用Pentium级别以及多核的处理器，它们能结合更高性能的PCI/PCI Express、PXI/CompactPCI和IEEE1394（火线）总线以及传统的ISA总线和USB总线。PCI总线和USB接口是目前绝大多数台式计算机的标准设备，而ISA总线已不再经常使用。随着PCMCIA、USB和IEEE 1394的出现，为基于桌面PC的数据采集系统提供了一种更为灵活的总线替代选择。对于使用RS-232或RS-485串口通信的远程数据采集应用，串口通信的速率常常会使数据吞吐量受到限制。在选择数据采集设备和总线方式时，请记住您所选择的设备和总线所能支持的数据传输方式。
计算机的数据传送能力会极大地影响数据采集系统的性能。所有PC都具有可编程I/O和中断传送方式。目前绝大多数个人电脑可以使用直接内存访问（Direct memory access，DMA）传送方式，它使用专门的硬件把数据直接传送到计算机内存，从而提高了系统的数据吞吐量。采用这种方式后，处理器不需要控制数据的传送，因此它就可以用来处理更复杂的工作。为了利用DMA 或中断传送方式，您的数据采集设备必须能支持这些传送类型。例如，PCI、USB设备可以支持DMA和中断传送方式，而PCMCIA设备只能使用中断传送方式。所选用的数据传送方式会影响您数据采集设备的数据吞吐量。
限制采集大量数据的因素常常是硬盘，磁盘的访问时间和硬盘的分区会极大地降低数据采集和存储到硬盘的最大速率。对于要求采集高频信号的系统，就需要为您的PC选择高速硬盘，从而保证有连续（非分区）的硬盘空间来保存数据。此外，要用专门的硬盘进行采集并且在把数据存储到磁盘时使用另一个独立的磁盘运行操作系统。
对于要实时处理高频信号的应用，需要用到32位的高速处理器以及相应的协处理器或专用的插入式处理器，如数字信号处理（DSP）板卡。然而，对于在一秒内只需采集或换算一两次数据的应用系统而言，使用低端的PC就可以满足要求。
在满足您短期目标的同时，要根据投资所能产生的长期回报的最大值来确定选用何种操作系统和
计算机平台。影响您选择的因素可能包括开发人员和最终用户的经验和要求、PC的其它用途（现在和将来）、成本的限制以及在您实现系统期间内可使用的各种计算机平台。传统平台包括具有简单的图形化用户界面的Mac OS，以及Windows 9x。此外，Windows NT 4.0和Windows 2000能提供更为稳定的32位OS，并且使用起来和Windows 9x类似。Windows 2000是新一代的Windows NT OS，它结合了Windows NT和Windows 9x的优势，这些优势包括固有的即插即用和电源管理功能。
传感器和信号调理传感器感应物理现象并生成数据采集系统可测量的电信号。例如，热电偶、电阻式测温计（RTD）、热敏电阻器和IC传感器可以把温度转变为模拟数字转化器（analog-to-digital ，ADC）可测量的模拟信号。其它例子包括应力计、流速传感器、压力传感器，它们可以相应地测量应力、流速和压力。在所有这些情况下，传感器可以生成和它们所检测的物理量呈比例的电信号。
为了适合数据采集设备的输入范围，由传感器生成的电信号必须经过处理。为了更精确地测量信号，信号调理配件能放大低电压信号，并对信号进行隔离和滤波。此外，某些传感器需要有电压或电流激励源来生成电压输出。图2显示了带有NI SCXI信号调理配件的典型数据采集系统。
图2 用于插入式数据采集设备的SCXI信号调理的前端系统
信号调理配件可用于各种重要的应用放大功能——放大是最为普遍的信号调理功能。例如，需要对热电偶的信号进行放大以提高分辨率和降低噪声。为了得到最高的分辨率，要对信号放大以使调理后信号的最大电压范围和ADC的最大输入范围相等。又例如，SCXI有多种信号调理模块可以放大输入信号。在临近传感器的SCXI机箱内对低电压信号进行放大，然后把放大后的高电压信号传送到PC，从而最大限度地降低噪声对读数的影响。
隔离功能——另一种常见的信号调理应用是为了安全目的把传感器的信号和计算机相隔离。被监测的系统可能产生瞬态的高压，如果不使用信号调理，这种高压会对计算机造成损害。使用隔离的另一原因是为了确保插入式数据采集设备的读数不会受到接地电势差或共模电压的影响。当数据采集设备输入和所采集的信号使用不同的参考“地线”，而一旦这两个参考地线有电势差，就会带来麻烦。这种电势差会产生所谓的接地回路，这样就将使所采集信号的读数不准确；或者如果电势差太大，它也会对测量系统造成损害。使用隔离式信号调理能消除接地回路并确保信号可以被准确地采集。例如，SCXI-1120和SCXI-1121模块能提供高达250 Vrms的共模电压隔离，SCXI-1122能提供高达450 Vrms电压隔离。
多路复用功能——多路复用是使用单个测量设备来测量多个信号的常用技术。模拟信号的信号调理硬件常对如温度这样缓慢变化的信号使用多路复用方式。ADC采集一个通道后，转换到另一个通道并进行采集，然后再转换到下一个通道，如此往复。由于同一个ADC可以采集多个通道而不是一个通道，每个通道的有效采样速率和所采样的通道数呈反比。例如，1MS/s的PCI-MIO-16E-1采样通道为10个，那么每个通道的有效采集速率大约为：
由于模拟信号的模拟SCXI模块采用多路复用技术，一个数据采集设备可以测量多达3,072个信号。
使用AMUX-64T模拟多路复用器，您可以使用一个设备来测量256个信号。所有内置有多路复用器的数据采集设备也具备这一特性。
滤波功能——滤波器的功能是指在您所测量的信号中滤除不需要的信号。噪声滤波器用于如温度这样直流信号，它可以衰减那些降低测量精度的高频信号。例如，许多SCXI模块在使用数据采集设备对信号数字化前使用4 Hz和10 kHz的低通滤波器来滤除噪声。
如振动这样的交流信号常常需要另一种被称为抗混叠的滤波器。像噪声滤波器一样，抗混频滤波器也是低通滤波器；然而，它需要有非常陡的截止速率，从而可以滤除信号中所有高于设备输入波段的频率。如果这些频率没有被滤除，它们将会作为信号错误地出现在设备输入带宽中。专为测量交流信号而设计的设备——NI 455x、NI 445x和NI 447x动态信号采集（DSA）设备，NI6115同步采样多功能I/O设备，SCXI-1141模块都有内置的抗混频滤波器。
激励功能——对于某些传感器信号调理也能提供激励源。例如，应力计、热敏电阻器和RTD需要有外部电压或电流激励信号。用于这些传感器的信号调理模块常用来提供激励信号。RTD测量常使用电流源来把电阻上的变化量转化为可测量电压。应力计是阻值非常低的电阻设备，常用于配有电压激励源的惠斯通电桥。SCXI-1121和SCXI-1122有板载的激励源，可配置为电流或电压激励，从而可用于压力计、热敏电阻器或RTD。
线性化功能——另一种常见的信号调理功能是线性化功能。许多传感器，如热电偶，对被测量的物理量的响应是非线性的。NI的NI-DAQ、LabVIEW、Measurement Studio和VirtualBench等应用软件包包含了应用于热电偶、压力计和RTD的线性化功能。
您需要了解您的信号的特性，用于测量信号的配置以及系统周围环境的影响。根据这些信息，您才可以确定您的DAQ系统是否需要使用信号调理。
数据采集硬件模拟输入
模拟输入的基本考虑－在模拟输入的技术说明中将给出关于数据采集产品的精度和功能的信息。基本技术说明适用于大部分数据采集产品，包括通道数目、采样速率、分辨率和输入范围等方面的信息。
通道数－对于采用单端和差分两种输入方式的设备，模拟输入通道数可以分为单端输入通道数和差分输入通道数。在单端输入中，输入信号均以共同的地线为基准。这种输入方法主要应用于输入信号电压较高（高于1 V），信号源到模拟输入硬件的导线较短（低于15 ft），且所有的输入信号共用一个基准地线。如果信号达不到这些标准，此时应该用差分输入。对于差分输入，每一个输入信号都有自有的基准地线；由于共模噪声可以被导线所消除，从而减小了噪声误差。采样速率－这一参数决定了每秒种进行模数转换的次数。一个高采样速率可以在给定时间下采集更多数据，因此能更好地反映原始信号。
多路复用－多路复用是使用单个模数转换器来测量多个信号的一种常用技术。要了解更多关于多路复用的信息，请参看此文的“信号调理”章节。
分辨率－模数转换器用来表示模拟信号的位数即是分辨率。分辨率越高，信号范围被分割成的区间数目越多，因此，能探测到的电压变量就越小。图3显示了一个正弦波和使用一个理想的3位模数转换器所获得相应数字图像。一个3位变换器（此器件在实际中很少用到，在此处是为了便于说明）可以把模拟范围分为23，或8个区间。
每一个区间都由在000至111内的一个二进制码来表示。很明显，用数字来表示原始模拟信号并不是一种很好的方法，这是由于在转换过程中会丢失信息。然而，当分辨率增加至16位时，模数转换器的编码数目从8增长至65,536，由此可见，在恰当地设计模拟输入电路其它部分的情况下，您可以对模拟信号进行非常准确的数字化。
图3 . 三位分辨率下正弦波的数字化
量程－量程是模数转换器可以量化的最小和最大电压值。NI公司的多功能数据采集设备能对量程范围进行选择，可以在不同输入电压范围下进行配置。由于具有这种灵活性，您可以使信号的范围匹配ADC的输入范围，从而充分利用测量的分辨率。
编码宽度－数据采集设备上可用的量程、分辨率和增益决定了最小可探测的电压变化。此电压变化代表了数字值上的最低有效位1（LSB），也常被称为编码宽度。理想的编码宽度为电压范围除以增益和2的分辨率次幂的乘积。例如，NI的一种16位多功能数据采集设备——NI 6030E，，它可供选择的范围为0～10V或－10～10V；可供选择的增益：1，2，5，10，20，50或100。当电压范围为0～10V，增益为100时，理想的编码宽度由以下公式决定：
模拟输入的重要因素－尽管前面所提到的数据采集设备具有16位分辨率的ADC和100 kS/s采样率这样的基本指标，但是您可能无法在16个通道上进行全速采样，或者得不到满16位的精度。例如，目前市场上的某些带有16位ADC的产品所得到的有效数据要低于12位。为了确定您所要用的设备是否能满足您所期待的结果，请仔细审查那些超出产品分辨率的技术指标。
评估数据采集产品时，还需要考虑微分非线性度(DNL)、相对精度、仪用放大器的稳定时间和噪
声等。
微分非线性度（DNL）——在理想情况下，当您提高一个数据采集设备上的电压值时，模数转换器上的数字编码也应该线性增加。如果您对一个理想的模数转换器测定电压值与输出码的关系，绘出的线应是一条直线。这条理想直线的离差被定义为非线性度。DNL是指以LSB为测量单位，和1LSB理想值的最大离差。一个理想的数据采集设备的DNL值为0，一个好的数据采集设备的
DNL值应在±0.5 LSB以内。
对于一个编码应该有多宽，我们没有更多的限制。编码不会比0 LSB更小，因此，DNL肯定是小于-1LSB。一个性能较差的数据采集设备可能有一个等于或非常接近零的编码宽度，这意味着会有一个丢失码。对一个有丢失码的数据采集设备无论输入什么电压，设备都无法将此电压量化为
丢失码
所表示的值。有时DNL指标显示数据采集设备没有丢失码，这意味着DNL低于–1 LSB，但是没有上边界的技术指标。所有NIE系列设备都保证没有丢失码，并且其技术说明上清楚地标明DNL
的技术指标，因此您就可以知道设备的线性度。
如果以上文提到的数据采集设备为例，其编码宽度为1.5 μV，略高于500 μV时会有一个丢失码，此时，增加电压至502 μV的情况将不会被探测到。在这个例子中，只有电压值再增加一个LSB，大于503 μV时，电压改变值才能被探测到。因此较差的DNL会降低设备的分辨率。
相对精度－相对精度是指相对理想数据采集的转换函数（一条直线），最大离差的LSB测量位数。数据采集设备的相对精度是通过连接一个负的满量程电压来确定的，采集电压，增加电压值，重复这些步骤直至覆盖设备的整个输入范围。当描绘这些数字化点时，结果应是如图4(a)所示的一条近似直线。然而，当您从数字化值中减去理想直线值，可描绘出这些计算结果所得到的点，
如图4(b)所示。距零的最大离差值即为设备的相对精度。
图4.决定一个数据采集设备的相对精度。图4(a)显示了通过扫描输入而产生的一条近似的直线图4(b) 显示，通过减去理论计算的直线数值得到的图形显示实际上并不是直的
数据采集设备的驱动软件将模数转换器输出的二进制码值通过乘以一个常数转化为电压值。良好的相对精度对数据采集设备很重要，因为它确保了将模数转换器输出的二进制码值能被准确地转化为电压值。获得良好的相对精度需要正确地设计模数转换器和外围的模拟电路。
稳定时间——稳定时间是指放大器、继电器、或其它电路达到工作稳定模式所需要的时间。当您在高增益和高速率下进行多通道采样时，仪用放大器是最不容易稳定下来的。在这种条件下，仪用放大器很难追踪出现在多路复用器不同通道上的大变化的信号。一般而言，增益越高并且通道的切换时间越短时，仪用放大器越不容易稳定。事实上，没有现成的可编程增益放大器可在2μs 时间内、增益为100时，稳定地达到12位精度。NI为数据采集应用专门开发了NI-PGIA，所以应用NI-PGIA的设备在高增益和高采样速率下具有一致的稳定时间。
噪声－在数据采集设备的数字化信号中不希望出现的信号即为噪声。因为PC是一个有噪声的数字化环境，所以在插入式设备上作采集工作需要经验丰富的模拟电路设计人员在多层数据采集设备上精心布线。简单地把一个模数转换器、仪用放大器和总线接口电路布置在一个一层或两层板上，这样开发出的设备会有非常大的噪声。设计者可以在数据采集设备中使用金属屏蔽来降低噪声。恰当的屏蔽不仅用于数据采集设备上敏感的模拟部分，而且体现在设备的板层间使用接地层。
图5显示了当输入范围为±10 V，增益为10时的一个直流噪声。当1 LSB = 31 μV，20 LSB
噪声水平相当于620 μV的噪声电压。图6显示了两个数据采集产品的直流噪声曲线，它们使用的是相同的ADC，两个数据采集产品的质量可由这些噪声曲线来决定——噪声的范围和分布情况。从图6a的曲线可以看出，NIAT-MIO-16XE-10，在0处有高的采样分布，而它在其它码值上的点数量极少。这种分布为高斯分布，它是随机噪声。从曲线可以得知，峰值噪声在±3 LSB以内。在图6b中，此产品是另一家厂商生产的数据采集设备，它的噪声分布很不同。设备生成的噪声高于20 LSB，出现了许多非期望值的采样点。
图5当信号通过切换40路DC信号的多路复用器输入仪用放大器时，表现为一个高频率AC信号
图6 尽管采用了相同16位ADC，两种数据采集产品的噪声曲线还是具有明显的不同。
图6(a)是NI AT-MIO-16XE-10；图6(b)是另一家厂商的数据采集产品。
对于复杂的测量硬件如插入式数据采集设备，根据所使用设备的不同，您所得到的精度有很大的差别。NI一直致力于提供高精度的产品，在许多情况下，这些产品的精度甚至比台式仪器还要高。在NI产品的技术规范中有这些精度的说明。同时您要注意那些没有详细说明的板卡；所省略的技术指标可能会导致测量的不精确。通过评估更多的模拟输入技术指标，而不是简单地参考
模数转换器的分辨率，您可以确定所选的数据采集产品对于您的应用是否具有足够的精度。
模拟输出经常需要模拟输出电路来为数据采集系统提供激励源。数模转换器（DAC）的一些技术指标决定了所产生输出信号的质量－稳定时间、转换速率和输出分辨率。
稳定时间——稳定时间是指输出达到规定精度时所需要的时间。稳定时间通常由电压上的满量程变化来规定。需要更多关于稳定时间的信息，请参考模拟输入这一章节。
转换速率——转换速率是指数模转换器所产生的输出信号的最大变化速率。稳定时间和转换速率一起决定模数转换器改变输出信号值的速率。因此，一个数模转换器在一个小的稳定时间和一个高的转换速率下可产生高频率的信号，这是因为输出信号精确地改变至一个新的电压值这一过程
所需要的时间极短。
关于应用方面的一个例子是音频信号的产生，它需要上述参数具有高性能指标。数模转换器需要一个高的转换速率和小的稳定时间来产生高频率信号来覆盖音频范围。与此相对照，另一个应用示例是利用一个电压信号源来控制一个加热器，它不需要高速数/模转换。这是因为加热器对电压值的改变不能很快地响应，没有必要使用高速数/模转换器。
输出分辨率——输出分辨率与输入分辨率类似；它是产生模拟输出的数字码的位数。较大的位数可以缩小输出电压增量的量值，因此可以产生更平滑的变化信号。对于要求动态范围宽、增量小的模拟输出应用，需要有高分辨率的电压输出。
触发器许多数据采集的应用过程需要基于一个外部事件来起动或停止一个数据采集的工作。数字触发使用外部数字脉冲来同步采集与电压生成。模拟触发主要用于模拟输入操作，当一个输入信号达到一个指定模拟电压值时，根据相应的变化方向来起动或停止数据采集的操作。RTSI总线NI公司为数据采集产品开发了RTSI总线。RTSI总线使用一种定制的门阵列和一条带形电缆，能在一块数据采集卡上的多个功能之间或者两块甚至多块数据采集卡之间发送定时和触发信号。通过RTSI总线，您可以同步模数转换、数模转换、数字输入、数字输出、和计数器/计时器的操作。例如，通过RTSI总线，两个输入板卡可以同时采集数据，同时第三个设备可以
与该采样率同步的产生波形输出。
数字I/O (DIO)DIO接口经常在PC数据采集系统中使用，它被用来控制过程、产生测试波形、与外围设备进行通信。在每一种情况下，最重要的参数有可应用的数字线的数目、在这些通路上能接收和提供数字数据的速率、以及通路的驱动能力。如果数字线被用来控制事件，比如打开或关掉加热器、电动机或灯，由于上述设备并不能很快地响应，因此通常不采用高速输入输出。数字线的数量当然应该与需要被控制的过程数目相匹配。在上述的每一个例子中，需要打开或关掉设备的总电流必须小于设备的有效驱动电流。
然而，通过应用恰当的数字信号调理配件，您可以使用进/出数据采集硬件的低电流TTL信号来监测/控制工业硬件产生的高电压和电流信号。例如，在打开或关闭一个高阀门时，电压和电流的值可能达到2A、100VAC的数量级。因为一个DIO设备的输出为几个毫安，电压为0～5VDC，
所以可以使用如SSR系列、ER-8/16，SC-206x，或 SCXI模块来开关电源信号，控制阀门。
一个常见的DIO应用是传送计算机和设备之间的数据，这些设备包括数据记录器、数据处理器以及打印机。因为上述设备常以1个字节（8位）来传送数据，插入式DIO设备的数字线常排列为8位一组，许多具有数字能力的板卡具有带同步通信功能的握手电路。通道数、数据速率和握手能力都是很重要的技术指标，您需要了解这些指标并且它们要与应用的要求相匹配。
定时I/O计数器/定时器在许多应用中具有很重要的作用，包括对数字事件产生次数的计数、数字脉冲计时，以及产生方波和脉冲。您通过三个计数器/计时器信号就可以实现所有上述应用——
门、输入源和输出。
门——门是指用来使计数器开始或停止工作的一个数字输入信号。
输入源——输入源是一个数字输入，它的每次翻转都导致计数器的递增，因而提供计数器工作的
时间基准。
输出——在输出线上输出数字方波和脉冲。
应用一个计数器/计时器时最重要的指标是分辨率和时钟频率。分辨率是计数器所应用的位数。简单地说，高分辨率意味着计数器可以计数的位数越高。时钟频率决定了您可以翻转数字输入源的速度有多快。当频率越高，计数器递增的也越快，因此对于输入可探测的信号频率越高，对于输出则可产生更高频率的脉冲和方形波。在我们的E系列数据采集设备中采用了DAQ-STC计数器/计时器，其时钟频率为20 MHz，共有16个24位计数器。在NI 660x计数器/计时器设备中，所用的NI-TIO计数器/计时器最高时钟频率为80 MHz，共有8个32位计数器。
DAQ-STC是NI的一种定制的专用集成电路 (ASIC) ，它是为数据采集应用专门设计的。与应用在数据采集设备上的其他现有计数器/计时器芯片相比较，DAQ-STC是与众不同的。例如，DAQ-STC 是一个正向/反向的计数器/计时器，意味着它可以使用附加的外部数字信号，根据“高”或“低”电平，来正向计数或反向计数。这种类型的计数器/计时器可用于旋转或线性编码器来测量位置。其它的专有功能还有生成缓冲式脉冲系列、对相同的采样时间进行定时、相关时间戳记、
以及采样速率的瞬间改变。
NI-TIO也是一种针对计时应用特定设计的定制的ASIC。它将所有的DAQ-STC计数器/计时器的功能进行合并，并且还加入了新的特点，如自身编码器的兼容性、消除反冲过滤器和两个信号的边
缘分离测量。
图7自动润滑检测应用（应用了一个SCXI机箱和在Macintosh上运行的LabVIEW）
软件软件使PC和数据采集硬件形成了一个完整的数据采集、分析和显示系统。没有软件，数据采集硬件是毫无用处的——或者使用比较差的软件，数据采集硬件也几乎无法工作。大部分数据采集应用实例都使用了驱动软件。软件层中的驱动软件可以直接对数据采集硬件的寄存器编程，管理数据采集硬件的操作并把它和处理器中断，DMA和内存这样的计算机资源结合在一起。驱动软件隐藏了复杂的硬件底层编程细节，为用户提供容易理解的接口。
例如，以下的代码片断显示了使用C语言的NI-DAQ功能调用，该功能从MIO-16E-10的一个模拟
输入通道读取电压并进行换算。
随着数据采集硬件、计算机和软件复杂程度的增加，好的驱动软件就显得尤为重要。合适的驱动软件可以最佳地结合灵活性和高性能，同时还能极大地降低开发数据采集程序所需的时间。
在选择驱动软件时，需要考虑以下几个因素。
可以使用哪些功能？控制数据采集硬件的驱动功能可被分为模拟I/O、数字I/O和计时I/O。尽管大多数驱动都具有这些基本功能，您需要明确驱动不仅仅只是对设备的数据进行存取。请确定
驱动有以下功能：
* 在前台进行处理时可以在后台采集数据
* 使用可编程I/O，中断和DMA来传输数据
* 把数据存入硬盘和从硬盘提取数据
* 同时执行多个功能
* 集成多个数据采集设备
* 和信号调理设备无缝地集成
* 数据采集驱动的所有这些功能都包含在NI-DAQ中，它可以为用户节省大量的时间。
哪些操作系统可以使用驱动？请确保驱动软件与您现在和未来打算使用的操作系统兼容。经过设计，驱动也应该可以在各种不同特性和功能的OS上使用。您也可能需要能在多个平台上移植代码的灵活性，比如说从Windows PC到Macintosh。NI-DAQ可用于Windows 2000/NT/ME/9x 和
Mac OS。
由于您对程序无需或者只做少量改动就可以在各种硬件产品或操作系统上使用，NI-DAQ能保护
您在软件上的投资。
您可以使用哪些编程语言来调用驱动？确保可以使用您所喜欢编程语言来调用驱动，而且驱动能在您的开发环境中很好地工作。如Visual Basic这样的编程语言，具有事件驱动的开发环境，为程序的开发提供了各种控件。如果您在Visual Basic环境中开发程序，确保驱动具有能适合这种开发语言编程方式的自定义控件，如NI-DAQ中的控件。
您是否能通过软件来使用所需要的硬件功能？当用户购买数据采集硬件并通过软件来使用硬件时，常会发现所需要的硬件功能不能由软件来调用处理。如果硬件和软件由不同的厂商开发，就经常会出现这种问题。NI-DAQ驱动软件可以调用NI数据采集硬件产品功能表中所有的功能。
驱动是否会使性能受到限制？
由于驱动是一个额外的软件层，它可能会使性能受到某些限制。此外，如Windows 9x这样的操作系统也具有明显的中断延迟时间。如果处理不好，这些等待时间会严重地降低优化，所提供的
采集速率能高达10 MS/s。
回答这些问题使您可以了解开发人员对驱动软件所做的工作。在理想的情况下，您会希望为您提供驱动软件的公司在开发数据采集软件方面和他们在开发数据采集硬件方面具有相同的实力。应用软件另一种对数据采集硬件编程的方法是使用应用软件。然而，即使使用应用软件，由于应用软件也使用驱动软件来控制数据采集硬件，所以您仍要了解上面所提到的问题的答案。应用软件的优势是它为驱动软件增加了分析和显示的功能，同时它也可以把数据采集和仪器控制（GPIB、
RS-232和VXI）集成在一起。
为了让用户能开发出完整的仪器、采集和控制程序，NI提供了传统C编程人员使用的应用软件Measurement Studio，以及具有图形化编程方法的应用软件LabVIEW 。这些产品都有带有专用功能的附加工具包。Measurement Studio还包含能为Visual C++和Visual Basic用户提供完整
仪器功能的工具。NI VI Logger是非常灵活的易用工具，它是为您的数据记录应用而专门设计
的。
图8 NI 的VI Logger应用软件能帮助用户进行数据记录
开发您的系统为了开发出用于测量和控制的高质量数据采集系统，您必须了解组成系统的各个部分。在所有数据采集系统的组成部分中，软件是最重要的。这是由于插入式数据采集设备没有显示功能，软件是您和系统的唯一接口。软件提供了系统的所有信息，您也需要通过它来控制系统。
软件把传感器、信号调理、数据采集硬件和分析硬件集成为一个完整的多功能数据采集系统。
图9 通过LabWindows/CVI高级分析库中的信号处理功能，您可以对数据进行频谱分析、滤波和
加窗操作
因此，在开发数据采集系统时，您要对软件进行充分评估。通过明确您系统的要求来选择硬件并
确保硬件规范满足
数据采集卡
USB2002数据采集卡使用说明书 北京阿尔泰科贸有限公司
USB简介 USB（UNIVERSAL SERIER BUS）又称之为通用串行总线，不仅仅简单地将计算机和外设连接在一起，而是使我们进入了一个全新的PC机时代。 USB是您进行数字图象处理的最佳选择，同时她也为数字化设计提供了无限的创造空间，一但您尝试使用了USB，势必爱不释手。 为什么USB越来越受到用户的青赖呢？ 第一．USB实现了那些一直梦想快速直接连接外设到PC机的使用者的梦想，添加一个传统外设首先您不得不弄清楚在那些令人迷惑的端口序列中那一个才是您需要的。其次，在通常情况下，您还不得不提前拆开PC机，安装需要的板卡，并且选择跳线，诸如中断设置等，这些非常的麻烦。甚至使一些用户惧怕去想添加外设。USB使添加外设变的十分简单，任何人都可以轻松的做到。 首先，USB用一个标准的插拔端口代替了所有的不同种类的串并口。使用USB连接PC机和外设，您只须把他们连接在一起！剩下的事情USB会自动帮您完成。他就像是给您的PC机添加一个新的功能。您再也不须拆开您的PC机，也不必担心插入板卡，DIP跳线和中断设置。 第二．USB的即插即用功能，当您需要接入外设时，甚至不必关闭电源重启计算机。只要插入便可运行！PC自动检测外围设备并且配置必要的软件。这种功能可用于想分享外设的商业PC和笔记本PC。而当您需要移走外设时，只须拔走USB插头即可。 也许您会问“我可以同时接多个外围设备吗？PC机有足够的USB接口吗？” USB当然可以同时连接多个外围设备；许多PC机有两个以上的USB端口，而集线器——一种特殊的USB外围设备，可以附属多个USB端口，当您需要使用多于两个外设时，接入一个集线器即可。 第三．USB传输数据的速度非常快，达到12MBIT，而在新发行的USB2．0版本中，其传输速度居然达到480Mbit。 第一章概述
MV2000系列视频采集卡使用说明书
MV系列视频采集卡使用说明书
第一章产品说明 解霸卡MV2000S08V/MV2000S04V卡是专门针对系统开发商进行多路视频开发的PCI视频卡。它具有低CPU占用率、多路实时显示等特点。针对系统开发商，提供完整的二次开发包，通过该SDK，系统开发商可以使用VB，VC等编程软件进行系统设计，选择存储成为AVI或使用软件MPEG-4压缩引擎进行压缩，提供对图象的对比度色度亮度灰度进行调整，可以捕获图象通道中的动态图象存储成为JPG或者BMP静态图象。同时它提供完整的系统监控程序。它可以实现数字录像、网络传输、动态检测、云台控制、回放文件和系统管理等功能，且支持网页浏览。它采用实时并行处理技术，真正实现了１-８路的实时压缩处理,最高可支持到一机24路显示与录像。每路视频信号均采用MPEG4算法压缩，在标准CIF（３２０＊２４０ＮＴＳＣ／３５２＊２８８ＰＡＬ）图像格式下。每个通道均可独立操作互不干扰。 解霸卡MV系列采用用超强Philips 7130芯片。Philips 7130芯片是一颗9bit ADC,相对于8bit ADC BT878芯片来说不管是图像质量还是颜色的饱和度方面都要强很多。它独具的4线3D梳状滤波器能自动消除噪点使它的图像监视质量能比BT878提高35％左右。 解霸卡MV2000S08V
解霸卡MV2000S04V 第二章产品特性 PNP支持，支持一机多卡,全实时录像最多支持16路，支持Windows 2000/XP，目前有一卡四路与一卡八路两种类型的卡，可混插，支持PAL/NTSC，各通道同时工作互不干扰。 支持Overlay多路同时预览，CPU占用率极低。 压缩格式：H.264 压缩码率：20K-2Mbps，支持CBR.VBR码率控制方式 压缩帧率：1-25帧/秒(PAL),1-30帧/秒(NTSC) 压缩比：40-180M/C/H 分辨率：704*576，352*288/176*144 （PAL） 640*480，352*240/176*120 （NTSC） 支持CIF Video MPEG 4 Encorder 提供MPEG4压缩引擎，可对多路视频图像进行压缩。 支持压缩流/预览流叠加year/month/day/hour/min/sec,text的功能 提供动态AVI图像捕获。 可将动态图像捕获为JPG或BMP静态图象存盘。
数据采集卡主要参数
数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。 ●通道数：就是板卡可以采集几路的信号，分为单端和差分。常用的有单端32路/差分16路、单端16路/差分8路 ●采样频率：单位时间采集的数据点数，与AD芯片的转换一个点所需时间有关，例如：AD转换一个点需要T = 10uS，则其采样频率f = 1 / T为100K，即每秒钟AD芯片可以转换100K的数据点数。它用赫兹（Hz），常有100K、250K、500K、800K、1M、40M等 ●缓存的区别及它的作用：主要用来存储AD芯片转换后的数据。有缓存可以设置采样频率，没有则不可以。缓存有RAM和FIFO两种:FIFO应用在数据采集卡上，做数据缓冲，存储量不大，速度快。RAM是随机存取内存的简称。一般用于高速采集卡，存储量大，速度较慢。 ●分辨率：采样数据最低位所代表的模拟量的值，常有12位、14位、16位等（12位分辨率，电压5000mV）12位所能表示的数据量为4096（2的12次方），即±5000 mV电压量程内可以表示4096个电压值，单位增量为（5000 mV）/ 4096=1.22 mV。分辨率与A/D 转换器的位数有确定的关系，可以表示成FS/2n。FS表示满量程输入值，n为A/D转换器的位数。位数越多，分辨率越高。 ●精度：测量值和真实值之间的误差，标称数据采集卡的测量准确程度，一般用满量程(FSR，full scale range)的百分比表示，常见的如0.05%FSR、0.1%FSR等，如满量程范围为0~10V，其精度为0.1%FSR，则代表测量所得到的数值和真实值之间的差距在10mv以内。 ●量程：输入信号的幅度，常用有±5V、±10V 、0~5V 、0~10V ，要求输入信号在量程内进行 ●增益：输入信号的放大倍数，分为程控增益和硬件增益，通过数据采集卡的电压放大芯片将AD转换后的数据进行固定倍数的放大。由两种型号PGA202 (1、10、100、1000) 和PGA203 (1、2、4、8)的增益芯片。 ●触发：可分为内触发和外触发两种，指定启动AD转换方式。
PCI采集卡原理和程序
PM-512 高精度模入接口卡技术说明书 1. 概述 PM-512高精度模入接口卡适用于提供了PC104 总线的嵌入式微机。其操作系统可选用经典的MS-DOS 或目前流行的 Windows 系列等多种操作系统。 PM-512高精度模入接口卡安装使用简便、功能齐全。其A/D 转换启动方式可以选用程控频率触发、程控单步触发、外部TTL信号触发以及外部时钟同步触发等多种方式。A/D转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由PC104总线读出。 为方便用户，本卡还提供了符合TTL电平的8路数字量输入和8路数字量输出信号通道。 2. 主要技术参数 2.1模入部分( 标*为出厂标准状态，下同 ) 2.1.1输入通道数：单端16路* / 双端8路 2.1.2 输入信号范围：0～10V*；0～5V；±5V；±10V 2.1.3 输入阻抗：≥10MΩ 2.1.4 输入通道选择方式：单通道程序指定/多通道自动扫描 2.1.5 A/D转换分辩率：16位 2.1.6 A/D最高转换速率：100KHz 2.1.7 A/D采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/50KHz/100KHz/外部时钟 2.1.8 A/D启动方式：程控频率触发/程控单步触发/外部TTL信号触发 2.1.9 A/D转换输出码制：单极性原码*／双极性偏移码 2.1.10 FIFO存储器容量：8K×16bit（全满）/4K×16bit（半满） 2.1.11 数据读取识别方式：FIFO半满查询/FIFO非空查询/FIFO半满中断 2.1.12 系统综合误差：≤0.02％ F.S 2.2 开关量部分 2.2.1 输入路数：8路TTL电平 2.2.2 输出路数：8路TTL电平 2.3 电源功耗： +5V(±10％)≤500mA 2.4环境要求：工作温度：10℃～40℃ 相对湿度： 40％～80％ 存贮温度：-55℃～+85℃ 2.5 外型尺寸：长×高＝90mm×96mm 3. 工作原理 工作原理简介 PM-512高精度模入接口卡主要由高速多路模拟开关选通电路、高速高精度放大电路、高精度模数转换电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路等部分组成。 3.1 高速多路模拟开关选通电路 本电路由2片ADG408高速多路模拟开关（或同类产品）及跨接选择器KJ1、KJ2组成，用以从16路单端信号或8路双端信号中选择其中一路，送入后端的放大器电路处理。 3.2 高速高精度放大电路 本电路由4个高速高精度放大器、基准源、阻容件及跨接选择器KJ3组成，用以对通道开关选中的模拟信号进行变换处理，以提供模数转换电路所需要的信号。
V7系列视频采集卡使用说明书
V7系列视频采集卡 使用说明书 第一章产品说明 SHX700卡是专门针对系统开发商进行多路视频开发的PCI视频卡。它具有低CPU占用率、多路实时显示等特点。针对系统开发商，提供完整的二次开发包，通过该SDK，系统开发商可以使用VB，VC等编程软件进行系统设计，选择存储成为AVI或使用软件MPEG-4压缩引擎进行压缩，提供对图象的对比度色度亮度灰度进行调整，可以捕获图象通道中的动态图象存储成为JPG或者BMP静态图象。同时它提供完整的系统监控程序。它可以实现数字录像、网络传输、动态检测、云台控制、回放文件和系统管理等功能，且支持网页浏览。它采用实时并行处理技术，真正实现了１-１６路的实时压缩处理,最高可支持到一机24路显示与录像。每路视频信号均采用MPEG4算法压缩，在标准CIF（３２０＊２４０ＮＴＳＣ／３５２＊２８８ＰＡＬ）图像格式下。每个通道均可独立操作互不干扰。 SHX700采用用超强Philips 7130芯片。Philips 7130芯片是一颗9bitADC,相对于8bit ADCBT878芯片来说不管是图像质量还是颜色的饱和度方面都要强很多。它独具的4线3D梳状滤波器能自动消除噪点使它的图像监视质量能比BT878提高35％左右。
第二章产品特性 PNP支持，支持Windows 2000/XP 支持一机多卡，目前有一卡四路与一卡八路两种类型的卡，可混插，支持PAL/NTSC，各通道同时工作互不干扰。 支持Overlay多路同时预览，CPU占用率极低。 软编码: 支持MPEG 4 advanced sample profile codec 压缩位率：64K-2Mbps 帧率1-30帧/秒可选 支持CIF Video MPEG 4 Encorder 提供MPEG4压缩引擎，可对多路视频图像进行压缩。 支持压缩流/预览流叠加year/month/day/hour/min/sec,text的功能 提供动态AVI图像捕获。 可将动态图像捕获为JPG或BMP静态图象存盘。 提供功能全面的二次开发包，可应用于保安监控，医疗，交通，银行等方面的系统的开发。 第三章系统配置要求 CPU:赛扬2.0G以上（16路以下）；奔腾4 2.4以上（16路以上） 主板：华硕、技嘉等商用主板； 主板芯片：intel845或更高（请不要使用VIA、SIS芯片组的主板，有可能出现兼 容性的问题）
控制系统选型
定日镜跟踪控制系统 一、控制实现的功能 根据系统要求，控制系统实现如下功能： （1）模拟量采集：定位光电传感器输出电压差动信号； （2）电机控制：M1电动机控制（(方位角方向的控制)，M2电动机的控制(高度角方向的控制）； （3）开关量输入：手动开关输入和接近开关输入。 二、控制信号 （1）3路模拟量输入：定位光电池电压总和信号，方位角方向电压差信号，高度角方向电压差信号 （2）4路PWM输出：分别控制高度角和方位角电机的运行方向和速度； （3）开关量输入：手动开关输入量用于调试电机，接近开关输入量用于防止电机运行超过机械结构的极限位置； （4）3行通信接口：上位监控计算机、方位角编码器、高度角编码器； （5）人机界面装置，采用触摸屏； 其处理电路接口原理图如下： 三、DSP外围器件接口
（1）DSP主芯片选择 根据上述要求，选择TMS320C2812 DSP芯片，主要技术参数为： 指令周期：150MHz 6.67ns；4M字线性程序地址；4M字数据地址；具有外部存储器接口；看门狗定时模块；TM320C2812 DSP是32位定点DSP，速度可达150MPS，是电动机控制专用DSP的高端产品。 具体引脚功能如下： XA[0]~ XA[18]：19位地址总线 XD[0]~ XA[15]：16位数据总线 ADCINA0~ ADCINA7：采样/保持A的8通道模拟输入 ADCINB0~ ADCINB7：采样/保持B的8通道模拟输入 GPIOA0~ GPIOA5：PWM输出引脚#1~#6 GPIOB0~ GPIOB5：PWM输出引脚#7~#12 TMS320LF2407 DSP芯片，高性能、低价位16位定点，单指令周期25ns（40MHz），40MIPS。32K程序存储器，8个16位PWM 或者使用STC12系列单片机 STC12C5410AD系列及STC12C2052AD系列是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容8051，但速度快8~12倍。 STC12C5410AD：4路PWM，8路高速10位AD转换，具有10KFlash程序存储器，针对电机控制，强干扰场合。 STC12C2052AD：2路PWM，8路高速8位AD转换，具有5KFlash程序存储器；
第六章模拟量输入输出与数据采集卡
第六章模拟量输入输出与数据采集卡 通过本章的学习，使考生掌握D/A，A/D转换的原理和典型芯片，在此基础上了解工业控制计算机常用模板的组成和应用。 要求： (1)了解D/A转换的工作原理和8位，12位D/A转换芯片；D／A转换器与总线的连接和应用方法。 (2)了解A/D转换器的工作原理和指标，熟悉A/D转换的典型芯片和多路转换器，采样保持器的工作原理。 (3)了解数据采集卡的组成和指标及其应用方法，了解工控机配套模板的概况。 一、重点提示 本章重点是D/A，A/D转换器的工作原理，与总线的连接方法。 二、难点提示 本章难点是利用这些芯片和多路开关、采样保持器组成数据采集卡的应用方法。 考核目的：考核学生对微型计算机的模拟通道的构成及工作原理的掌握。 1．数模转换器D/A (1)D/A转换的指标和工作原理 / (2)典型D/A转换器芯片 (3)D/A转换器与总线的连接 2．模数转换器A/D (1)A/D转换器的工作原理（双积分和逐次逼近型A/D转换），A/D转换器主要指标 (2)典型A/D转换器芯片（ADC0809及．12位A/D芯片）的功能和组成，与总线的连接 3．多路开关 (1)数据采集系统对多路开关的要求 (2)几种多路开关芯片 (3)几种多路开关的主要技术参数 4．采样保持器 (1)采样保持器的工作原理 (2)常用的采样保持器芯片 5．数据采集卡的组成及其应用 本章知识结构如下： （一）D／A转换接口 D/A转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量。D/A转换器的主要部件是电阻开关网络，其主要网络形式有权电阻网络和R-2R梯形电阻网络。 集成D/A芯片类型很多，按生产工艺分有双极型、MOS型等；按字长分有8位、10位、
数据采集卡USB-DMP609使用手册
USB-DMP609 使用手册 ?USB2.0总线AD数据采集控制模块 ?32位ARM内核主控系统 ?16路单端16位AD,内部时钟触发连续采样 ?内置程控增益控制，三档在程可控变档 ?板载FIFO存储系统，存储深度42K ?二路12位DA输出 ?开关量：16路可程控输入、输出I/O ?一路16位计数器、频率计 ?一路程控脉冲发生器 ?模拟正弦波、三角波、锯齿波发生器 ?二路基频可程控脉宽调制(PWM)发生器 Sdjn3k济南三科 2011/8 V1.0
注意：请在开始使用模块前仔细阅读本使用手册 检查 打开包装请查验如下： ?USB-DMP609数据采集卡 ?光盘。 ?USB电缆。 ?DB25插头， 2６Pin排线插头。 安装 关掉PC机电源，将采集卡USB电缆插入主机的任何一个USB插槽中并将外部的输入、输出线连好。如果主机有多套USB采集卡，请每次只安装一个采集卡。软件启动安装请参看第3章说明。 保修 本产品自售出之日起一年内，用户遵守储存、运输和使用要求，而产品质量不合要求，免费维修。因违反操作规定和要求而造成损坏的，需缴纳器件费和维修费及相应的运输费用，如果板卡有明显烧毁、烧糊情况原则上不予维修。 注意： 1、如使用外接电源，请一定先检查确认电源极性及电压符合技术要求，并使用合格电源（如某些电源在开关时易产生强感应电压而击穿板卡）。 2、所有与板卡连接的输入、输出信号端都不能超过技术要求的电压幅度及包含有强感应脉冲电压，以免造成板卡损坏。 3、不可带电焊接板卡任何接线端及带电插拔接线接口器。
目录一、模块说明 ◆USB-DMP609采集卡简介 ◆主要特点及性能 二、原理 ◆简介 ◆模拟输入及ＡＤ数据计算 １、模块输入 ２、ＡＤ转换数据的计算 ◆ＤＡ部分原理及数据计算 ◆开关量输入／输出部分的原理 ◆计数器、频率计 ◆脉冲及模拟波形发生器 ◆PWM 三、安装与连接 ◆安装 ◆信号连接注意事项 ◆连接器插座的定义 １、Ｊ１的定义 ２、Ｊ２的定义 ３、电源插口
NI-9234说明书
Sound and Vibration Data Acquisition Overview NI 9233 and 9234 are 4-channel dynamic signal acquisition (DSA)modules for making high-accuracy measurements from IEPE sensors.These C Series analog input modules deliver 102 dB of dynamic range and incorporate IEPE (2 mA constant current) signal conditioning for accelerometers and microphones. The four input channels simultaneously acquire at rates from 2 to 50 kHz or, with the NI 9234, up to 51.2 kS/s.In addition, the modules include built-in antialiasing filters that automatically adjust to your sampling rate. NI 9233/9234 modules are ideal for a wide variety of mobile/portable applications such as industrial machine condition monitoring and in-vehicle noise, vibration,and harshness testing. Hardware Each simultaneous signal is buffered, analog prefiltered, and sampled by a 24-bit delta-sigma analog-to-digital converter (ADC) that performs digital filtering with a cutoff frequency that automatically adjusts to your data rate. NI 9233/9234 modules feature a voltage range of ±5 V and a dynamic range of more than 100 dB. In addition, the modules include the capability to read and write to transducer electronic data sheet (TEDS)Class 1 smart sensors. NI 9233/9234 modules provide ±30 V of overvoltage protection (with respect to chassis ground) for IEPE sensor connections.The NI 9234 has three software-selectable modes of measurement operation: IEPE-on with AC coupling, IEPE-off with AC coupling, and IEPE-off with DC coupling. IEPE excitation and AC coupling are not software-selectable and are always enabled for the NI 9233. NI 9233/9234 modules use a method of A/D conversion known as delta-sigma modulation. If, for example, the data rate is 25 kS/s, then each ADC actually samples its input signal at 3.2 MS/s (128 times the data rate) and produces samples that are applied to a digital filter.This filter then expands the data to 24 bits, rejects signal components greater than 12.5 kHz (the Nyquist frequency), and digitally resamples the data at the chosen data rate of 25 kS/s. This combination of analog and digital filtering provides an accurate representation of desirable signals while rejecting out-of-band signals. The built-in antialiasing filters automatically adjust themselves to discriminate between signals based on the frequency range, or bandwidth, of the signal. ?24-bit resolution ?102 dB dynamic range ?4 simultaneous analog inputs ?±5 V input range ?Antialiasing filters ? TEDS read/write Recommended Software ?LabVIEW ?Sound and Vibration Toolkit ?Sound and Vibration Measurement Suite Supported Hardware Platforms ?NI CompactDAQ ?CompactRIO ?Hi-Speed USB carrier ? Wi-Fi/Ethernet carrier NI 9233, NI 9234 NEW! Analysis Capabilities Power spectra Zoom FFTs Fractional-octave analysis Vibration level measurements
PCI8360V PCI总线数据采集卡简明手册
PCI8360V简明手册 ！警告： ×接触本采集卡前请确保释放掉身体上的静电，否则静电有可能造成板卡永久性的损坏。特性 ?模入部分： 输入通道数：单端32路，双端16路 输入信号范围：0～10V，-5V～+5V 输入精度：12Bit 最大采样频率：75KHz 启动转换方式：软件启动 ?开关量部分： 电平方式：TTL 输入通道数：16路 输出通道数：16路 ?计数器部分： 使用芯片：82C54兼容器件 输入通道数：3路 输出通道数：3路 ?电源功耗:+5V@500mA ?使用环境要求: 工作温度:0℃～50℃ 相对湿度:40%～80% 存贮温度:-40℃～+120℃ 外形尺寸:长×高=175.6mm X98.3mm 布局图（阴影部分是跳线出厂设置）
出厂设置 AD输入范围(JP1,JP3,JP4,JP5)单极性0～10V AD输入方式(JP2,JP6)单端 计数器控制（JP8）三个计数器全部外接 J1（模拟量输入和计数器输出接口）D型头 插座引脚号信号定义插座引脚号信号定义 1AD0（AD0+）20AD16（AD0-） 2AD1（AD1+）21AD17（AD1-） 3AD2（AD2+）22AD18（AD2-） 4AD3（AD3+）23AD19（AD3-） 5AD4（AD4+）24AD20（AD4-） 6AD5（AD5+）25AD21（AD5-） 7AD6（AD6+）26AD22（AD6-） 8AD7（AD7+）27AD23（AD7-） 9AD8（AD8+）28AD24（AD8-） 10AD9（AD9+）29AD25（AD9-） 11AD10（AD10+）30AD26（AD10-） 12AD11（AD11+）31AD27（AD11-） 13AD12（AD12+）32AD28（AD12-） 14AD13（AD13+）33AD29（AD13-） 15AD14（AD14+）34AD30（AD14-） 16AD15（AD15+）35AD31（AD15-） 17AGND36DGND 18OUT237OUT1 19OUT0 注：ADx表示模拟量输入的第x通道，括号外的为单端定义，括号内的是双端定义AGND指模拟地，单端使用时为信号地 为防止引入现场干扰，不应该使信号引脚悬空，可以将不使用的信号引脚与模拟地短路 OUTx表示计数器输出的第x个通道 DGND为数字地，注意模拟地和数字地不要接到一起
数据采集板卡指标
NI632x Specifications Specifications listed below are typical at 25°C unless otherwise noted. Refer to the X Series User Manual for more information about NI PCIe-6320/6321/6323 devices. Analog Input Number of channels NI 6320/6321..............................8 differential or 16single ended NI 6323.......................................16 differential or 32single ended ADC resolution...............................16 bits DNL................................................No missing codes guaranteed INL..................................................Refer to the AI Absolute Accuracy Table Sampling rate Maximum...................................250 kS/s single channel, 250 kS/s multi-channel (aggregate) Minimum....................................No minimum Timing accuracy.........................50 ppm of sample rate Timing resolution.......................10 ns Input coupling.................................DC Input range......................................±10V, ±5V, ±1V,±0.2V Maximum working voltage for analog inputs (signal + common mode)................±11 V of AI GND CMRR (DC to 60 Hz).....................100 dB Input impedance Device on AI+ to AI GND......................>10 GΩ in parallel with100 pF AI– to AI GND......................>10 GΩ in parallel with100 pF Device off AI+ to AI GND......................1200 Ω AI– to AI GND.......................1200 Ω Input bias current.............................±100 pA Crosstalk (at 100 kHz) Adjacent channels.......................–75 dB Non-adjacent channels................–90 dB Small signal bandwidth (–3 dB)......700 kHz Input FIFO size................................4,095 samples Scan list memory.............................4,095 entries Data transfers...................................DMA (scatter-gather), programmed I/O Overvoltage protection (AI <0..31>, AI SENSE, AI SENSE2) Device on....................................±25 V for up to two AI pins Device off...................................±15 V for up to two AI pins Input current during overvoltage condition......................±20 mA max/AI pin Settling Time for Multichannel Measurements Accuracy, full scale step, all ranges ±90 ppm of step (±6 LSB)..........4 μs convert interval ±30 ppm of step (±2 LSB)..........5 μs convert interval ±15 ppm of step (±1 LSB)..........7 μs convert interval Analog triggers................................None
数据采集和控制系统设备选型问答
数据采集和控制系统设备选型问答 1
数据采集和控制(DA&C)系统设备选型问答ss ----PC-BASED篇 一、DA&C系统一般有哪几种形式?各有何优点?未来趋势是什么? 二、为什么说PC-BASED系统开放性好? 三、基于PC-BASED的DA&C系统有几种形式 四、数据采集卡的分类? 五、模拟量输入为何分单端和差分? 六、数据采集卡如何与端子搭配 七、A/D转换后数据传输共有几种形式? 八、数据采集卡软硬件件如何整合? 九、采用分布式数据采集系统有何好处? 十、现场总线的分类及特点 一、DA&C系统一般有哪几种形式?各有何优点?未来趋势是什么? 粗略的讲,DA&C能够采用三种形式来构成: (1) 基于PLC的顺序逻辑控制系统。 (2) 基于DCS的大型控制系统 (3) 基于PC-BASED的DA&C系统。 优缺点见下表。 比较项目PLC DCS PC- BASED 实时性高。可用于严格场 合,如锅炉、电梯、 机车等控制高。可用于大型严格 场合,如化工、钢 铁、石油等场合 中。 价格中高低 开放性差。属于专属系统差。属于专属系统强。 2
随着PC及网络技术的迅猛发展,未来的趋势是PLC及DCS逐渐向PC-BASED靠拢,如采用PC的CPU、流行的Ethernet、通讯协议;同时PC-BASED逐渐向PLC及DCS渗透,如采用遵循IEC-1131的软PLC。三者会取长补短,即PLC和DCS的开放 讯能力逐渐加强,同时PC-BASED的实时性进一步提高。 二、为什么说PC-BASED系统开放性好? PC-BASED系统采用INTEL或兼容的硬件及微软或兼容的软件,俗称WINTEL架构。由于WINTEL架构已经成为商业PC机的其标准公开、结构公开、软件及开发工具公开,因此具有很好的开放性。且硬件成本和开发成本相比较均很低。因此,PC 的DA&C架构受到广大用户的欢迎。 三、基于PC-BASED的DA&C系统有几种形式 (1) 基于板卡的集中式数据采集系统。基本方式是采用数据采集卡进行数据采集。具有代表性的厂家如Advantech、NI 利。主要做法是将一块基于IAS或PCI的板卡插入工业计算机或商用机(非严格场合)上,将外部信号经过导线引至计算机上然后接入数据采集卡,经过定制的软件就能够进行采集。优点是成本较低,速度块,如1MHZ数据采集,缺点是可靠性一 布线费用高 (2) 基于分布式的数据采集系统。基本方式是采用基于现场总线的数据采集智能模块,流行的现场总线如RS-485(非严格BUS、Profibus等。代表性的厂家如ADVANTECH ADAM系列等。基本做法是经过现场总线将智能模块引入计算机,上位机制的软件和智能模块通讯。优点是易维护、布线简单、可靠性高,缺点是采样速度低、成本较高。 四、数据采集卡的分类? 1.按照采集信号的类型分:模拟量输入输出、数字量输入输出、定时/计数等三种; 2.按照采样速度可分成高速和低速; 3
超高速同步采集卡说明书PCIE8511H
PCIE8511 同步采集卡硬件使用说明书 阿尔泰科技发展有限公司 产品研发部修订
阿尔泰科技发展有限公司 目录 目录 (1) 第一章概述 (2) 第一节、产品应用 (2) 第二节、AD模拟量输入功能 (2) 第三节、产品安装核对表 (3) 第四节、安装指导 (3) 第二章元件布局图及简要说明 (4) 第一节、主要元件布局图 (4) 第二节、主要元件功能说明 (4) 第三章信号输入输出连接器 (5) 第四章各种信号的连接方法 (7) 第一节、AD模拟量输入的信号连接方法 (7) 第二节、时钟输入输出和触发信号连接方法 (7) 第三节、多卡同步的实现方法 (7) 第五章数据格式、排放顺序及换算关系 (10) 第一节、AD模拟量输入数据格式及码值换算 (10) 第二节、AD多通道采集时的数据排放顺序 (10) 第六章各种功能的使用方法 (12) 第一节、AD触发功能的使用方法 (12) 第二节、AD内时钟与外时钟功能的使用方法 (15) 第三节、软件自动校准 (16) 第七章产品的应用注意事项、校准、保修 (17) 第一节、注意事项 (17) 第二节、AD模拟量输入的校准 (17) 第三节、保修 (17)
PCIE8511同步采集卡硬件使用说明书版本：V6.00.00 第一章概述 信息社会的发展，在很大程度上取决于信息与信号处理技术的先进性。数字信号处理技术的出现改变了信息与信号处理技术的整个面貌，而数据采集作为数字信号处理的必不可少的前期工作在整个数字系统中起到关键性、乃至决定性的作用，其应用已经深入到信号处理的各个领域中。实时信号处理、数字图像处理等领域对高速度、高精度数据采集卡的需求越来越大。ISA总线由于其传输速度的限制而逐渐被淘汰。我公司推出的PCIE8511数据采集卡综合了国内外众多同类产品的优点，以其使用的便捷、稳定的性能、极高的性价比，获得多家试用客户的一致好评，是一款真正具有可比性的产品，也是您理想的选择。 第一节、产品应用 PCIE8511卡是一种基于USB总线的数据采集卡，可直接和计算机的USB接口相连，构成实验室、产品质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。也可构成工业生产过程监控系统。它的主要应用场合为： ◆ 电子产品质量检测 ◆ 信号采集 ◆ 过程控制 ◆ 伺服控制 第二节、AD模拟量输入功能 注：括号中的单词为软件中的AD参数 ◆ 转换精度：16位(Bit) ◆ 输入量程：±10V、±5V、±2.5V、0～10V、0～5V ◆ 采样频率(Frequency)：1MS/s 注释：各通道实际采样速率 =采样速率（同步采集） ◆ 物理通道数：16通道同步 ◆ 存诸器深度：64K字（点）FIFO存储器 ◆ 每通道存储深度：4KB ◆ 支持多卡同步 ◆ 转换器类型：AD7671 ◆ 模拟量输入方式：差分模拟输入 ◆ 通道切换方式：16通道16芯片独立工作 ◆ 数据读取方式：DMA ◆ 触发模式(TriggerMode)：中间触发、后触发、预触发、硬件延时触发 ◆ 触发源(TriggerSource)：软件触发、ATR触发、DTR触发 ◆ 触发方向(TriggerDir)：下降沿触发、上升沿触发、上下边沿均触发 ◆ 触发电平(TrigLevelV olt)：-10V～10V ◆ 模拟量触发源（ATR）输入范围：-10V～10V ◆ 触发源DTR输入范围：标准TTL电平 ◆ 软件自动校准 ◆ 支持多卡同步 ◆ 程控放大器类型：默认为AD8251，兼容AD8250、AD8253 ◆ 程控增益：1、2、4、8倍(AD8251)或1、2、5、10倍(AD8250)或1、10、100、1000倍(AD8253) ◆ 模拟输入阻抗：10M? ◆ AD转换时间：≤1.25us
数据采集卡选型
基于虚拟仪器技术的柴油发动机测控系统 2007-03-09 19:03:27 作者：吴伟斌洪添胜来源:互联网 摘要： 介绍了采用NI公司的DAQ卡、SCXI信号调理模块及PC机构成的一个基于虚拟仪器技术的柴油发动机制测控系统。它通过LabVIEW的编程，使用户界面直观地显示在显示器上，方便了调试。该系统已应用在柴油发动机燃用柴油和十六种植物油的稳态性能测试试验上，运行情况良好，且各测量参数的误差与发送机试验图家标准对比，都满足了要求。 关键词： 虚拟仪器数据采集卡信号调理模块测功器LabVIEW 发动机测试仪器经历了模拟仪器、数字化仪器和智能仪器三个阶段。模拟仪器的基本结构是由磁机械式的，采用模拟器件组成各种电路，精度低、速度慢、适应性差；而数字化仪器如数字转速表等，主要由数字电路来实现，在测试精度、速度和仪器寿命等方面都比模拟仪器有较大的提高。随着数字信号处理技术及大规模集成电路的发展，出现了以微机为核心的智能仪器，但由于其是以功能模拟的形式存在的，无论开发还是应用，都缺乏灵活性。20世纪80年代后期，微机性能是得到极大提高，而向测试分析的通用软件开发平台的成功应用，使得虚拟仪器应运而生。利用虚拟仪器技术，用户可以自定认义仪器的功能，创建32位编译程序，从而提高了常规数据采集和测试等任务的运行速度。W40型电涡流测功器是华南农业大学从德国进口的测功设备。该测试设备的数字化水平较低，控制台均采用机械式按钮，且经过近二十年的连续运转，设备已严重老化，出现明显的零点漂移，部分测试电路板已出现故障，经多次修理仍不正常，严重影响了测试工作的正常进行。为此，在确保数据采集的精度和实时性、改善数据处理功能、提高易操作性和整个测试设备数字化水平的原理下，充分利用虚拟仪器的优势，对原有设备进行了更新和扩充，形成了一个测控系统。 1 系统硬件设计1．1 系统硬件组成测试系统的硬件组成主要包括NI公司的PCI-6024E 型DAQ卡和SCXI信号调理模块。SCXI信号调理模块包括机座模块SCXI-1000、热电偶模块组SCXI-1125和SCXI-1328、应力应变模块组SCXI-1520和SCXI-1314等。系统结构图
工业相机的选型规则
工业相机的选型规则 工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。 在机器视觉系统应用中，工业相机、工业镜头、图像采集卡、机器视觉光源、机器视觉系统平台软件，在选择过程中存在很多问题，那么今天就工业相机、工业CCD摄像头的选择，给大家介绍一些经验。 1、选择工业相机的信号类型 工业相机从大的方面来分有模拟信号和数字信号两种类型。 模拟相机必须有图像采集卡，标准的模拟相机分辨率很低，一般为768*576，另外帧率也是固定的，25帧每秒。另外还有一些非标准的信号，多为进口产品，那么成本就是比较高了，性价比很低。所以这个要根据实际需求来选择。另外模拟相机采集到的是模拟信号，经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。模拟信号可能会由于工厂内其他设备（比如电动机或高压电缆）的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高，模拟相机的动态范围（原始信号与噪声之比）会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。工业数字相机采集到的是数字信号，数字信号不受电噪声影响，因此，数字相机的动态范围更高，能够向计算机传输更精确的信号。 2、工业相机的分辨率需要多大。 根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，下面以一个应用案例来分析。
应用案例：假设检测一个物体的表面划痕，要求拍摄的物体大小为 10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)* (10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少于120万像素，但市面上常见的是130万像素的相机，因此一般而言是选用130万像素的相机。但实际问题是，如果一个像素对应一个缺陷的话，那么这样的系统一定会极不稳定，因为随便的一个干扰像素点都可能被误认为缺陷，所以我们为了提高系统的精准度和稳定性，最好取缺陷的面积在3到4个像素以上，这样我们选择的相机也就在130万乘3以上，即最低不能少于300万像素，通常采用300万像素的相机为最佳(我见过最多的人抱着亚像素不放说要做到零点几的亚像素，那么就不用这么高分辨率的相机了。比如他们说如果做到0.1个像素，就是一个缺陷对应0.1个像素，缺陷的大小是由像素点个数来计算的，试问0.1个像素的面积怎么来表示？这些人以亚像素来忽悠人，往往说明了他们的没有常识性)。换言之，我们仅仅是用来做测量用，那么采用亚像素算法，130万像素的相机也能基本上满足需求，但有时因为边缘清晰度的影响，在提取边缘的时候，随便偏移一个像素，那么精度就受到了极大的影响。故我们选择300万的相机的话，还可以允许提取的边缘偏离3个像素左右，这就很好的保证了测量的精度。 3、选择工业相机的芯片。 工业相机从芯片上分，有CCD和CMOS两种。 如果要求拍摄的物体是运动的，要处理的对象也是实时运动的物体，那么当然选择CCD芯片的相机为最适宜。但有的厂商生产的CMOS相机如果采用帧曝光(全局曝光)的方式的话，也可以，虽然是CMOS芯片，但在拍摄运动物体时绝不比CCD的差，又假如物体运动的