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一般来说，采集系统的灵敏度和精确度是来年两个非常重要的指标，他们直接用想到多通道数据采集以及数据分析功能的性能。因此，首先必须要选择合适的传感器来满足系统对灵敏度和精确度的要求，然后还需要对采集到的信号进行实时处理，这要通过数字信号处理算法来实现。信号采集发展到今天这个阶段，要求要有很高的采集速度，这就必然带来了很多数据处理和分析上的困难，尤其还需要进行实时处理。而数据采集系统的这种情况可以通过虚拟仪器的应用得到有效地改善，同时采集系统的实时信号处理能力也因为计算机技术的高效性得以大幅增强。

在现在的生产工艺中，传感器、信号调理器、数据采集卡和控制软件等是构成一个数据采集系统的关键组成部分。其中数据采集卡是核心部件，它的主要技术指标包括位数(即采样分辨率)、转换速度等。这些主要指标也会直接决定其采集到的信号质量。在实际的工程试验中，采用的采集板基本都是规格化的商用板，这些采集板基本技术指标一般规定为：12为的采样精度、200kHz的采集频率、8路采样通道，这些规格基本能够完成大多数的工程试验项目，但其昂贵的价格使得其功能失去实用性。

2  数据采集系统的硬件组成

计算机技术以及渗透到现在社会的各个领域，几乎所有生产工艺都离不开计算机技术。尤其以电脑为主要支持的测试控制系统，已经在现存的所有领域中发挥出不可替代的效果。

2.1  数据采集的过程

一般情况下，数据采集需要分几步进行。首先要对脉冲采样模拟信号，然后对量化采样值，再将量化值进行编码，最后原始信号的离散化数字信号。如图2.1所示：

图2.1 数据采集步骤

在实践中，根据信号的特征和测试目的，模拟信号可以分为两类[4]：

1．随时间变化较缓慢的信号。如湖面的水位，室内的温度等。对于这一类变换过程比较缓慢的信号，其采样的频率不需要设置过高。

2．随时间变化较快的信号。对于这一类信号，如果需要知道它的波形，应该把它作为一个时域信号来处理，选择相对较高的采样频率。比如，在检测一个脉冲信号的时候，就要求采样周期必须小于脉冲周期。在研究脉冲信号的上升时间的时候，就应该选择更高的采样频率。如果需要知道它的频率成分，可以把它当成一个频域信号。这样，根据奈奎斯特采样定理，只要采样频率大于信号中最高频率的2倍，那么采样之后的信号就可以比较完整地保留了被采样信号中的信息。也就是说相对于最高频率的信号成分，必须对每一个周期采样至少两个数据点，在理论上才可以重新恢复出原始信号。在具体应用中，如果每个周期只对最高频率的成分采样两个数据点，那么样本数量是不足以准确地描述信号的波形的。在实际的工程中，一般选择使用最高频率成分的4~10倍进行采样。

2.2  数据采集系统的组成论文网

典型的数据采集系统硬件结构为：传感器+信号调理电路+数据采集设备+计算机[5][6]。在上述结构中，传感器的作用在于将被测量的非电物理量如位移、速度、水位、温度等转换为模拟信号，或者将各类电参数按需要进行相应的变换，如电流转换成电压，以满足采集设备的需求。信号调理电路的作用在于对传感器输出的或可以直接采集的电信号进行处理，如放大/衰减、匹配、滤波等。数据采集设备的作用则是将模拟信号转换成计算机可以识别的数字信号。图2.2为典型的数据采集系统的硬件结构组成。

图2.2数据采集系统一般结构 (责任编辑：qin)