機(jī)械工程測試技術(shù)—— 計算機(jī)測試技術(shù)(5);內(nèi)容 ;重點 ;1、概述 ;1、概述 ;組成硬件

信號調(diào)理：隔離、放大、濾波數(shù)據(jù)采集：采集板/卡/器 模擬開關(guān)、采樣保持、AD轉(zhuǎn)換計算機(jī)：PC、IPC、CPCI、VXI;組成 軟件采集/監(jiān)測軟件分析軟件數(shù)據(jù)庫管理軟件 特點成本優(yōu)勢：PC資源功能優(yōu)勢：數(shù)據(jù)處理量大、快速，分析手段豐富、靈活發(fā)展優(yōu)勢：具有通用性和發(fā)展前景;典型框圖;數(shù)據(jù)采集 具有N個采樣區(qū)間為⊿t的量化過程 采集樣本：T=N.⊿t

⊿t內(nèi)的量化過程： 啟動轉(zhuǎn)換→轉(zhuǎn)換結(jié)束→輸出數(shù)字量A/D轉(zhuǎn)換開始到結(jié)束時保持輸入信號的電平不變保證轉(zhuǎn)換精度保持電路A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后又能跟蹤輸入信號的變化采樣電路;基本單元

多路開關(guān)程控放大采樣保持DA轉(zhuǎn)換AD轉(zhuǎn)換;多路開關(guān)功能 將多路被測信號分別傳送到所共用的一路A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換——以低成本實現(xiàn)多通道參數(shù)的采集類型多路開關(guān)(多到一)： 多路輸入到一路AD反多路開關(guān)(一到多)：一路DA到多路輸出

單向多路開關(guān)：輸入?輸出，如地址總線雙向多路開關(guān)：輸入??輸出，如數(shù)據(jù)總線;多路開關(guān)基本電路：多對一 ;多路開關(guān)基本電路：一對多 ;多路開關(guān)基本電路 ;多路開關(guān)指標(biāo) 導(dǎo)通與斷開電阻 接通電阻為零(實際<100?) 斷開電阻無窮大(實際>109? )切換速度：一般 1us~1ns隔離：各通過之間的串?dāng)_，80db實例集成電路模擬開關(guān) ：結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)部有譯碼器、使用方面、轉(zhuǎn)換速度快、壽命長等干簧繼電器：結(jié)構(gòu)簡單、閉合接觸電阻小而斷開時阻抗高、不受環(huán)境溫度影響等;采樣保持功能：對被測信號的實時跟蹤、精確取值

采集過程的兩個基本狀態(tài)：采集前的信號跟蹤采集時刻的信號凍結(jié)——對固定信號進(jìn)行量化;采樣保持功能 ;采樣保持指標(biāo)：捕捉時間TAC S?輸入值 ，取決于CH孔徑時間TAP H?開關(guān)斷開——斷開速度保持建立時間THS 開關(guān)斷開?穩(wěn)定衰減率 H內(nèi)VC的下降速率，漏電，負(fù)載;數(shù)—模換技術(shù)D/A轉(zhuǎn)換器(簡稱DAC)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號用途：數(shù)字控制數(shù)字合成模擬信號逐次逼近式ADC中的反饋環(huán)節(jié)(逐次比較、逼近)

;數(shù)—模換技術(shù)D/A轉(zhuǎn)換器(簡稱DAC)性能參數(shù) 分辨率：輸入量單位數(shù)碼(一個LSB)變化時，對應(yīng)的模擬輸出量的變化量，也用數(shù)模轉(zhuǎn)換器的位數(shù)表示(最高位符號)

標(biāo)稱滿量程N(yùn)FS：數(shù)字量2n－1對應(yīng)的模擬輸出量 ±5V、 ±10V

精度：主要是分辨率，零點、增益誤差，非線性度和噪聲響應(yīng)時間：輸出量穩(wěn)定到相應(yīng)數(shù)值范圍所用的時間;數(shù)—模換技術(shù)A/D轉(zhuǎn)換器(簡稱ADC)定義：將模擬量轉(zhuǎn)換為一定碼制的數(shù)字量的器件或裝置分類：跟蹤比較、逐次比較、并行比較、雙積分;數(shù)—模換技術(shù)A/D轉(zhuǎn)換器(簡稱ADC)性能參數(shù)AD位數(shù)：二進(jìn)制或BCD碼的位數(shù)，如12位、16位分辨力: 最低有效位數(shù)LSB，也稱量化階 如：12位A/D轉(zhuǎn)換器、量程±5V，則分辨率為：

量化誤差：最大為±1/2LSB，分布為均勻分布

轉(zhuǎn)換時間：完成一次A/D轉(zhuǎn)換的時間，倒數(shù)為轉(zhuǎn)換速度/通過率;數(shù)—模換技術(shù)A/D轉(zhuǎn)換器(簡稱ADC)示例鐵康銅熱電偶進(jìn)行溫度測量，在0-450℃的溫度范圍內(nèi)輸出的電壓值是0-25mV，若要求設(shè)計的測量裝置達(dá)到0.1 ℃的測溫分辨率，如何選A/D轉(zhuǎn)換器？分析 0-450℃的溫度范圍對應(yīng)測量范圍0-25mV，即M=25mV 最小分辨率：分辨0.1 ℃，對應(yīng)電壓為q＝5.5 μV解題 M=25000μV、 q＝5.5 μV， 所以，A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)應(yīng)該大于13位?16位? q＝0.76 ?V;數(shù)—模換技術(shù)A/D轉(zhuǎn)換器(簡稱ADC)選擇原則AD位數(shù) 位數(shù)：12位、16位、24位 精度： 成本轉(zhuǎn)換時間 實際采樣間隔：采樣定理、采集方式 成本;數(shù)據(jù)采集硬件(采集卡/器)指標(biāo)A/D位數(shù)(也可表示分辨率):位數(shù)越多，量化誤差越小，分辨力越高。常用有8位、10位、12位、16位等最高采樣頻率：夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的最高速度，即每秒完成信號轉(zhuǎn)換的最高次數(shù)，對應(yīng)的為A/D最小采樣間隔。一般可編程控制。如最高采樣頻率333KHz，則A/DC最小采樣間隔為3 μs，可在3μs-500ms之間可控 量程(輸入范圍)：A/D轉(zhuǎn)換器所能轉(zhuǎn)換模擬信號的電壓范圍。一般有 ±5V、±10 V精度:反映輸出數(shù)碼的實際模擬輸入電壓與理想模擬輸入電壓之差，定義滿

總結(jié)

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