为了满足IBM-PC机及其兼容机用于数据采集与控制的需要,国内外许多厂商生产了各种各样的数据采集板卡(或I/O板卡)。这类板卡均参照IBM-PC机的总线技术标准设计和生产,用户只要把这类板卡插入IBM-PC机主板上相应的I/O扩展槽中,就可以*方便地构成一个数据采集与处理系统,从而大大节省了硬件的研制时间和投资,又可以充分利用IBM-PC机的软硬件资源,还可以使用户集中精力对数据采集与处理中的理论和方法进行研究、进行系统设计以及程序的编制等。
**测试与仿真:提供完整解决方案,用于*产品测试系统、航空航天测控系统、*通讯指挥系统、*模拟
训练系统等,产品具有抗震、宽温、防水设计,支持多卡同步采集、热插拔和加固设计,并提供
Vxworks等实时操作系统支持,实现实时仿真与测试功能。
应用时,数据采集系统置于被监控的设备处,通过传感器对设备的电压或者电流信号进行采样、保持,并送入A/D转换器变成数字信号,然后将该信号送到FIFO中。当FIFO中存放的数据到了一定数目时,由ARM7从FIFO中读出,然后通过ARM7的以太网接口或者RS232送给上位机。考虑到要监控的设备可能会很多,所以设计了多路采集通道,他们经过模拟开关后再进入A/D转换器。CPLD是整个系统的控制核心,他控制采集通道的切换、A/D转换器的启/停、转换后的数据在FIFO中的存放地址发生器、产生中断请求以通知ARM7读取存放在FIFO中的数据等。
数据采集(DAQ),是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析,处理。
数据采集卡,绝大多数集中在采集模拟量、数字量、热电阻、热电偶,其中热电阻可以认为是非电量(其实本质上还是要用电流驱动来采集)其中模拟量采集卡和数字量采集卡用得是较广泛的。市场上新出一种二合一采集卡。二合一,指的是数字模拟采集卡,AV+DV采集卡,数字、模拟二合一,数字输入输出,模拟接口输入(DV/AV/S-video)。
缓存的区别及它的作用:主要用来存储AD芯片转换后的数据。有缓存可以设置采样频率,没有则不可以。缓存有RAM和FIFO两种:FIFO应用在数据采集卡上,做数据缓冲,存储量不大,速度快。RAM是随机存取内存的简称。一般用于高速采集卡,存储量大,速度较慢。
数据采集
运行时的数据并送给PC机,通过运行在PC机上的特定软件对这些数据进行分析,以此判断当前运行设备的状况,进而采取相应措施。当前常用的数据采集装置,在其系统软件设计中,多采用单任务顺序机制。这样就存在系统安全性差的问题。这对于稳定性、实时性要求很高的数据采集装置来说是不允许的,因此有必要引入嵌入式操作系统。下面以μC/OSII为操作系统平台,基于ARM7系列处理器,对一种高性能的数据采集系统开发进行探索。
增益:输入信号的放大倍数,分为程控增益和硬件增益,通过数据采集卡的电压放大芯片将AD转换后的数据进行固定倍数的放大。由两种型号PGA202 (1、10、100、1000) 和PGA203 (1、2、4、8)的增益芯片。
在工业现场,我们会安装很多的各种类型的传感器,如压力的、温度的、流量的、声音的、电参数的等等,受现场环境的限制传感器信号如压力传感器输出的电压或者电流信号不能远传或者因为传感器太多布线复杂,我们就会选用分布式或者远程的采集卡(模块)在现场把信号较高精度地转换成数字量,然后通过各种远传通信技术(如485、232、以太网、各种无线网络)把数据传到计算机或者其他控制器中进行处理。这种也算作数据采集卡的一种,只是它对环境的适应能力更强,可以应对各种恶劣的工业环境。
基于PC总线的板卡种类很多,其分类方法也有很多种。按照板卡处理信号的不同可以分为模拟量输入板卡(A/D卡)、模拟量输出板卡(D/A卡)、开关量输入板卡、开关量输出板卡、脉冲量输入板卡、多功能板卡等。其中多功能板卡可以集成多个功能,如数字量输入/输出板卡将模拟量输入和数字量输入/输出集成在同一张卡上。根据总线的不同,可分为PXI/CPCI板卡和PCI板卡。