论文部分内容阅读
摘要： 数据采集是指计算机处理的对象是数字量，而外部世界的大部分信息是连续变化的物理量，例如温度、压力、位移、速度，要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先把这些连续的物理量离散化，即进行量化编码，变成数字量才能实现。
关键词： 数据采集；信号发生器；示波器；USB数据采集卡
中图分类号：TM60 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710138－01
0 引言
本文介绍了数据采集的基本实现方法。数据采集是仪器设计中的关键环节，数据采集也为工程方面的运用打下了基础。本文中的数据采集是利用FG-273A函数信号发生器、BIOPAC数据采集器、USB2828数据采集卡、TDS3000C数字荧光示波器、PC机系统。
1 采集系统构成
1.1 示波器采集系统
数字示波器信号采集系统由FG-273A型函數信号发生器和TDS3000C系列数字荧光示波器组成。该采集系统的功能是将信号发生器产生的信号输出显示到数字示波器上，以此波形作为标准输出信号，与后续采集系统的输出波形进行对比观察和校正。
1.1.1 函数信号发生器
采用FG-275A型函数信号发生器。
1.1.2 数字示波器
本文采用TDS3000C系列数字荧光示波器进行了信号的采集，其主要功能是将电信号以波形的形式进行显示，并且波形的幅度、分辨率等可以自行设定，该款示波器具有信号采集功能、信号处理功能、显示功能、测量功能和触发功能等。
以下采集的部分波形显示：
结果分析：从以上结果可以看出：用示波器显示出来的波形虽然也是经过ADDA转换后显示出来的，但因其比较平滑，与真实的函数器所产生的信号比较接近，可以作标准为参考信号，对相应的其他信号进行分析比较。
1.2 USB2828数据采集卡系统
本文采用的USB2828数据采集卡也是用于对所产生的信号进行数据采集的，该仪器也是用于将函数信号采集后显示和处理。
其工作过程大致为：以AD采集为例，可以均调用API函数完成：首先是创建一个设备对象，然后初始化AD，不断读取AD采集结果，并进行数据处理，最后停止、释放AD，释放设备对象。在AD数据采集的过程中主要用到了双缓冲以及多线程技术。当然，还可以自行对DA、DIO的进行编程。
以这种仪器采集的实验结果如下所示：
结果分析：从以上结果可以看出，用USB2828采集的信号经过输出之后出现了严重的失真，这点在正弦波、方波和三角波中表现得均很明显。说明采样频率和采集仪器（采样方法）对信号的恢复和重建影响很大。
1.3 BIOPAC生理参数采集仪采集系统
BIOPAC生理参数采集仪采集系统由函数信号发生器、BIOPAC生理参数采集仪、PC机等构成。该系统的功能是用BIOPAC生理参数采集仪采集信号发生器的信号，并利用AcqKnowledge软件进行信号波形的显示和处理。
以下为采集的集中代表性信号示例：
2 结果分析
从以上结果可以看出，由BIOPAC生理参数采集仪采集的信号经过显示之后，出现了一定程度的失真，这与采样频率和采样方法有关系，采样频率的频率采样的多少对于信号的恢复和重建意义重大，采样频率越大，信号的失真度越小；越接近真实信号的波形。
3 结论
数据采集就是将被测对象的各种参量通过传感器做适当转换后，由非电量变换成电量，再经过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，输入计算机进行处理或存储记录的过程。用于数据采集的成套设备称为数据采集系统，计算机是数据采集系统的核心，完成对整个采集过程的控制、对采集的数据进行处理的任务。
参考文献：
[1]肖忠祥主编，《数据采集原理》，西北工业大学出版社.
关键词： 数据采集；信号发生器；示波器；USB数据采集卡
中图分类号：TM60 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710138－01
0 引言
本文介绍了数据采集的基本实现方法。数据采集是仪器设计中的关键环节，数据采集也为工程方面的运用打下了基础。本文中的数据采集是利用FG-273A函数信号发生器、BIOPAC数据采集器、USB2828数据采集卡、TDS3000C数字荧光示波器、PC机系统。
1 采集系统构成
1.1 示波器采集系统
数字示波器信号采集系统由FG-273A型函數信号发生器和TDS3000C系列数字荧光示波器组成。该采集系统的功能是将信号发生器产生的信号输出显示到数字示波器上，以此波形作为标准输出信号，与后续采集系统的输出波形进行对比观察和校正。
1.1.1 函数信号发生器
采用FG-275A型函数信号发生器。
1.1.2 数字示波器
本文采用TDS3000C系列数字荧光示波器进行了信号的采集，其主要功能是将电信号以波形的形式进行显示，并且波形的幅度、分辨率等可以自行设定，该款示波器具有信号采集功能、信号处理功能、显示功能、测量功能和触发功能等。
以下采集的部分波形显示：
结果分析：从以上结果可以看出：用示波器显示出来的波形虽然也是经过ADDA转换后显示出来的，但因其比较平滑，与真实的函数器所产生的信号比较接近，可以作标准为参考信号，对相应的其他信号进行分析比较。
1.2 USB2828数据采集卡系统
本文采用的USB2828数据采集卡也是用于对所产生的信号进行数据采集的，该仪器也是用于将函数信号采集后显示和处理。
其工作过程大致为：以AD采集为例，可以均调用API函数完成：首先是创建一个设备对象，然后初始化AD，不断读取AD采集结果，并进行数据处理，最后停止、释放AD，释放设备对象。在AD数据采集的过程中主要用到了双缓冲以及多线程技术。当然，还可以自行对DA、DIO的进行编程。
以这种仪器采集的实验结果如下所示：
结果分析：从以上结果可以看出，用USB2828采集的信号经过输出之后出现了严重的失真，这点在正弦波、方波和三角波中表现得均很明显。说明采样频率和采集仪器（采样方法）对信号的恢复和重建影响很大。
1.3 BIOPAC生理参数采集仪采集系统
BIOPAC生理参数采集仪采集系统由函数信号发生器、BIOPAC生理参数采集仪、PC机等构成。该系统的功能是用BIOPAC生理参数采集仪采集信号发生器的信号，并利用AcqKnowledge软件进行信号波形的显示和处理。
以下为采集的集中代表性信号示例：
2 结果分析
从以上结果可以看出，由BIOPAC生理参数采集仪采集的信号经过显示之后，出现了一定程度的失真，这与采样频率和采样方法有关系，采样频率的频率采样的多少对于信号的恢复和重建意义重大，采样频率越大，信号的失真度越小；越接近真实信号的波形。
3 结论
数据采集就是将被测对象的各种参量通过传感器做适当转换后，由非电量变换成电量，再经过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，输入计算机进行处理或存储记录的过程。用于数据采集的成套设备称为数据采集系统，计算机是数据采集系统的核心，完成对整个采集过程的控制、对采集的数据进行处理的任务。
参考文献：
[1]肖忠祥主编，《数据采集原理》，西北工业大学出版社.