机械工程测试技术—— 计算机测试技术(5);内容 ;重点 ;1、概述 ;1、概述 ;组成硬件

信号调理：隔离、放大、滤波数据采集：采集板/卡/器 模拟开关、采样保持、AD转换计算机：PC、IPC、CPCI、VXI;组成 软件采集/监测软件分析软件数据库管理软件 特点成本优势：PC资源功能优势：数据处理量大、快速，分析手段丰富、灵活发展优势：具有通用性和发展前景;典型框图;数据采集 具有N个采样区间为⊿t的量化过程 采集样本：T=N.⊿t

⊿t内的量化过程： 启动转换→转换结束→输出数字量A/D转换开始到结束时保持输入信号的电平不变保证转换精度保持电路A/D转换结束后又能跟踪输入信号的变化采样电路;基本单元

多路开关程控放大采样保持DA转换AD转换;多路开关功能 将多路被测信号分别传送到所共用的一路A/D转换器进行转换——以低成本实现多通道参数的采集类型多路开关(多到一)： 多路输入到一路AD反多路开关(一到多)：一路DA到多路输出

单向多路开关：输入?输出，如地址总线双向多路开关：输入??输出，如数据总线;多路开关基本电路：多对一 ;多路开关基本电路：一对多 ;多路开关基本电路 ;多路开关指标 导通与断开电阻 接通电阻为零(实际<100?) 断开电阻无穷大(实际>109? )切换速度：一般 1us~1ns隔离：各通过之间的串扰，80db实例集成电路模拟开关 ：结构紧凑、内部有译码器、使用方面、转换速度快、寿命长等干簧继电器：结构简单、闭合接触电阻小而断开时阻抗高、不受环境温度影响等;采样保持功能：对被测信号的实时跟踪、精确取值

采集过程的两个基本状态：采集前的信号跟踪采集时刻的信号冻结——对固定信号进行量化;采样保持功能 ;采样保持指标：捕捉时间TAC S?输入值 ，取决于CH孔径时间TAP H?开关断开——断开速度保持建立时间THS 开关断开?稳定衰减率 H内VC的下降速率，漏电，负载;数—模换技术D/A转换器(简称DAC)将数字信号转换为电压或电流信号用途：数字控制数字合成模拟信号逐次逼近式ADC中的反馈环节(逐次比较、逼近)

;数—模换技术D/A转换器(简称DAC)性能参数 分辨率：输入量单位数码(一个LSB)变化时，对应的模拟输出量的变化量，也用数模转换器的位数表示(最高位符号)

标称满量程NFS：数字量2n－1对应的模拟输出量 ±5V、 ±10V

精度：主要是分辨率，零点、增益误差，非线性度和噪声响应时间：输出量稳定到相应数值范围所用的时间;数—模换技术A/D转换器(简称ADC)定义：将模拟量转换为一定码制的数字量的器件或装置分类：跟踪比较、逐次比较、并行比较、双积分;数—模换技术A/D转换器(简称ADC)性能参数AD位数：二进制或BCD码的位数，如12位、16位分辨力: 最低有效位数LSB，也称量化阶 如：12位A/D转换器、量程±5V，则分辨率为：

量化误差：最大为±1/2LSB，分布为均匀分布

转换时间：完成一次A/D转换的时间，倒数为转换速度/通过率;数—模换技术A/D转换器(简称ADC)示例铁康铜热电偶进行温度测量，在0-450℃的温度范围内输出的电压值是0-25mV，若要求设计的测量装置达到0.1 ℃的测温分辨率，如何选A/D转换器？分析 0-450℃的温度范围对应测量范围0-25mV，即M=25mV 最小分辨率：分辨0.1 ℃，对应电压为q＝5.5 μV解题 M=25000μV、 q＝5.5 μV， 所以，A/D转换器的位数应该大于13位?16位? q＝0.76 ?V;数—模换技术A/D转换器(简称ADC)选择原则AD位数 位数：12位、16位、24位 精度： 成本转换时间 实际采样间隔：采样定理、采集方式 成本;数据采集硬件(采集卡/器)指标A/D位数(也可表示分辨率):位数越多，量化误差越小，分辨力越高。常用有8位、10位、12位、16位等最高采样频率：够重复进行数据转换的最高速度，即每秒完成信号转换的最高次数，对应的为A/D最小采样间隔。一般可编程控制。如最高采样频率333KHz，则A/DC最小采样间隔为3 μs，可在3μs-500ms之间可控 量程(输入范围)：A/D转换器所能转换模拟信号的电压范围。一般有 ±5V、±10 V精度:反映输出数码的实际模拟输入电压与理想模拟输入电压之差，定义满