虚拟仪器软件的结构框架

这是我最近看的一本书，前面倒是还行，后面居完全是软件了，不知道在说什么，直接打死。

LabVIEW的文章里有提到NI（美国国家仪器）公司的DAQ数据采集卡，没错，下面的图就是NI的一款便携式USB DAQ采集卡，价格在2000+，但它的主控芯片却是前面提到的增强型51内核的MCU C8051F320！

51核带个USB外设

大概就是这样

这个是上面使用的ADC

还发现了一个论文

上面论文的一个测量结构，随便了

激励 。信号调理也能够为某些传感器提供所需的激励信号 ， 比如应变传感器 、 热敏电阻等需要外界电源或电流激励信号 。很多信号调理模块都提供电流源和电压源 ， 以便给传感器提供激励 。

表示典型的信号调理器与数据采集器原理框图 。图中振荡器提供时钟信号 ；调理模块包括量程变换电路 、 滤波器 、 放大器等 。其中量程变换电路的作用是避免放大器饱和选择不同的测量范围 ；滤波器是将滤除干扰信号和不满足采样条件的信号 ， 提取代表被测物理量的有效信号 ；放大器将待采集的信号放大 （ 或衰减 ） 至采样环节的量程范围内 ， 通常 ，放大器的增益是可调或具有多种不同增益倍数 ， 用户可根据输入信号幅值的不同 ， 选择最佳的增益倍数 ；采样 / 保持器在时钟信号的作用下 ， 锁存某一瞬时的电压值并保持信号幅值不变直到下一个时钟信号 。采样 / 保持器主要用于多通道采集时各通道保持同步或相位差比较小 ；多路开关将各路被测信号轮流切换到信号调量和数据采据模块 ， 实现多路信号的采集 ；A / D 转换器将输入的模拟量转化为数字量输出 ， 并完成信号幅值的量化 。目前 ， 市场上有很多 A / D 转换芯片中集成了多路采样 / 保持器 。

RTD传感器，你看为什么需要激励，因为加了电压，电阻上面才出现了要计算的东西

都需要高精度的电压激励

数据采集系统框图

放大器用来放大和缓冲输入信号 。由于传感器输出的信号较小 ， 例如常用的热电偶输出变化往往在几毫伏到几十毫伏之间 ， 电阻应变片输出电压变化只在几个毫伏之间 ， 人体生物电信号仅是微伏量级 。因此 ， 输入信号需要加以放大 ， 以满足大多数 A / D 转换器的满量程输入的要求 。此外 ， 某些传感器内阻比较大 ， 输出功率较小 ， 这样放大器还起到了阻抗变换器的作用来缓冲输入信号 。由于各类传感器输出信号的情况各不相同 ， 所以放大器的种类也很繁杂 。

例如 ， 为了减少输入信号的共模分量 ， 就产生了各种差分放大器 、 仪器放大器和隔离放大器 ；为了使不同数量级的输入电压都具有最佳变换 ， 就有量程可以变换的程控放大器 ；为了减少放大器输出的漂移 ， 则有斩波稳零和激光修正的精密放大器 。在数据采集系统中 ， 往往要对多个物理量进行采集 ， 即所谓多路巡回检测 ， 这可通过多路模拟开关来实现 。多路模拟开关可以分时选通来自多个输入通道的某一信号 ， 因此 ， 在多路模拟开关后的单元电路 ， 如采样 / 保持电路 、 A / D 及处理器电路等 ， 只需一套即可 。这样 ， 节省成本和体积 ， 但仅在物理量变化比较缓慢 、 变化周期在数十至数百毫秒之间的情况下较合适 。因为这时可以使用普通的数十微秒 A / D 转换器从容地分时处理这些信号 。但当分时通道较多时 ， 必须注意泄漏及逻辑安排等问题 。当信号频率较高时 ， 使用多路模拟开关后 ， 对 A / D 的转换速率要求也随之上升 。采样速率超过 40 ～ 50kHz 时 ， 一般不再使用分时的多路模拟开关技术 。多路模拟开关有时也可以安排在放大器之前 ， 但当输入的信号电平较低时 ， 需注意选择多路模拟开关的类型 。若选用集成电路的模拟多路开关 ， 比干簧或继电器组成的多路开关导通电阻大 ， 泄漏电流大 ， 因而有较大的误差产生 。

信号如果为统一的标准信号 ， 则采用固定放大倍数放大器 ， 然而 ， 由于采集系统适用面广 ， 大多是支持多路模拟通道 ， 各通道之间电压范围可能有较大差异 ， 一般对各通道采用不同的放大倍数 ， 通道切换同时改变放大器的放大倍数 。

A / D 转换器完成一次转换需要一定的时间 ， 在这段时间里 ， 希望 A / D 转换器的输入端电压保持不变 ， 可以由采样 / 保持单元完成 。采样 / 保持单元的加入 ， 提高了采集系统的有效采集频率 。

审核编辑：汤梓红