为您的测量选择合适的数据采集硬件

　　概览

　　面对市场上众多的数据采集(DAQ)设备，如何为您的应用选择最合适的一款?本白皮书概述了在为测量应用选择数据采集硬件时所需要考虑的5个问题。

　　1. 需要测量或者生成的信号是什么类型?

　　对于不同类型的信号需要使用不同的测量或生成方式。传感器能够将物理现象转化为可测量的电信号，如电压或电流。同样，您可以生成一个可测量的电信号给传感器，从而产生一个物理现象。因此，了解不同类型的信号和相应的属性非常重要。只有了解了您的具体应用中的信号类型，才能够着手选择DAQ设备。

　　DAQ设备的功能

　　模拟输入，用于测量模拟信号

　　模拟输出，用于输出模拟信号

　　数字输入/输出，用于测量和生成数字信号

　　计数器/定时器，用于对数字事件进行计数或产生数字脉冲/信号

　　有些DAQ设备仅拥有上述功能中的一种，而多功能DAQ设备则可以实现所有上述功能。一般来讲，DAQ设备通常对于某一功能只提供固定数量的通道，比如模拟输入、模拟输出、数字输入/输出以及计数器等;因此，在考虑购买设备时，您需要在当前所需的通道数的基础上再预留一些，这样您可在必要时进行更多通道的数据采集。而如果您所购买的设备的通道数仅够满足当前需要，则可能在未来新测量应用面前捉襟见肘。

　　多功能DAQ设备同样也仅有固定数量的通道，但是其功能涵盖模拟输入、模拟输出、数字输入/输出和计数器。多功能DAQ设备可以支持不同类型的I/O，以适应多种应用的需要，这是单一功能的DAQ设备所不具备的。

　　您还可以选择一种模块化的平台，自定义您的具体要求。模块化系统通常包括一个机箱，用于控制定时和同步信号，并控制各种I/O模块。模块化系统的优点是，您可以选择不同的模块，每个模块实现其独特的功能，从而可以实现更灵活的配置方式。使用这种方式所构建的系统，其中某个单一功能模块的精度可以相对于多功能DAQ模块更高。另一个优点是，您可以根据需要选择插槽数量合适的机箱。一个机箱的插槽数量是固定的，因此您在购买机箱时，可以在当前所需插槽数的基础上再预留一些，以备未来扩展。

　　2. 需要信号调理吗?

　　一个典型的通用DAQ设备可以测量或生成+/-5V或+/-10V的信号。而对于某些传感器所产生的信号，若直接使用DAQ设备进行测量或生成，则可能比较困难或会有危险。因此，大多数传感器需要对信号进行诸如放大或滤波之类的调理措施，才能使得DAQ设备有效、准确地测量信号。

　　例如，热电偶的输出信号通常需要放大，才能够使得模数转换器(ADC)的量程得到充分利用。此外，热电偶所测得的信号还可以通过低通滤波消除高频噪声，从而改善信号质量。信号调理所带来的好处是单纯的DAQ系统无法比拟的，它提高了DAQ系统本身的性能和测量精度。

　　表1总结了针对不同类型的传感器和测量应用所需的常见信号调理措施。

　　表1. 针对各种传感器和测量应用的信号调理措施

　　如果您所使用的传感器已在表1中列出，那么您应该考虑使用相应的信号调理措施。您可以选择添加外部信号调理措施，或选择使用具有内置信号调理功能的DAQ设备。许多DAQ设备还包括针对某些特定的传感器的内置接口，以方便传感器的集成。