智能仪器的数据采集技术补充.pptx

智能仪器的数据采集技术是实现从真实世界测量各类物理量并将其转换为计算机能够处理的数据的关键技术。数据采集系统（Data Acquisition System, DAS）是智能仪器的核心组成部分，其主要作用是将传感器收集到的温度、压力、流量、位移等模拟量转换为数字量，以便后续进行存储、处理、显示或打印。 数据采集系统的组成结构主要包括传感器、模拟信号调理、数据采集电路和微机系统四个部分。传感器负责将非电量转换为电量，例如将温度转换为电压或电流。模拟信号调理则涉及到小信号放大、滤波、零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些功能都是通过信号调理电路来实现的。数据采集电路用于对调理后的模拟信号进行采样和保持，并通过模数转换器（A/D转换器）将模拟信号转换为数字信号。微机系统主要负责控制整个数据采集过程，以及后续的数据处理工作。 根据系统中数据采集电路是共用还是独立，多路模拟输入通道可被分为集中采集式和分散采集式两大类型。集中采集式通常采用单个控制器进行多路同步采集，而分散采集式则将数据采集任务分散到各个独立的采集站，然后再进行集中处理。这两种类型各有优势，集中采集式结构紧凑、成本较低，而分散采集式则更能适应复杂和恶劣的环境条件。 模拟信号调理是保证测量精度的重要环节，其内容包括信号的放大、滤波、校正等。传感器的选择对测量结果具有决定性影响，常见的传感器类型包括热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体PN结、IC温度传感器、光纤温度传感器等。根据应用需求选择合适的传感器是确保数据采集准确性的重要因素。 信号调理通道中的放大器类型选择同样至关重要。常见的放大器包括仪用放大器、程控增益放大器以及隔离放大器等。仪用放大器因其高精度和稳定性被广泛应用于信号调理电路中，其闭环增益可通过外部电阻进行调整。程控增益放大器能够通过程序控制来改变增益，适用于需要动态增益调整的场景。隔离放大器能够保护系统元件免受高共模电压损害，并且泄漏电流低，对测量放大器的输入端具有保护作用。 智能仪器在数据采集过程中，还需考虑到数据采集系统的稳定性和可靠性，以及如何有效地处理和传输数据。上位机通信接口的设计需要满足与外部设备通信的需求，以便实现数据的远程传输和控制。 综合以上内容，智能仪器的数据采集技术强调了模拟信号到数字信号的转换，系统稳定性和精确性。通过合理的设计和选用高精度传感器和信号调理电路，以及采用适合的信号放大器，智能仪器能够高效准确地完成数据采集任务，为后续的数据处理和分析提供坚实基础。