掌握資料擷取主要效能指標DAQ系統模組化輕鬆打造 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
![掌握資料擷取主要效能指標DAQ系統模組化輕鬆打造](https://i.imgur.com/DERULla.jpg)
2022年6月2日—從設計確認和驗證,一直到加快產品壽命和生產的測試等,資料擷取(DAQ)都是各種研究和工程活動的關鍵功能。雖然DAQ系統的組成要件很簡單,僅包含感測 ...
![掌握資料擷取主要效能指標DAQ系統模組化輕鬆打造](https://i.imgur.com/DERULla.jpg)
從設計確認和驗證,一直到加快產品壽命和生產的測試等,資料擷取(DAQ)都是各種研究和工程活動的關鍵功能。雖然DAQ系統的組成要件很簡單,僅包含感測器、量測硬體和軟體,但後續作業可能相當複雜。
由於系統可能需要測量各種物理現象,因此必須具備靈活性和可擴充性,同時還要堅固耐用,而且成本也是必要的考量因素之一。有鑑於此,DAQ系統的挑選與建構作業相當複雜。如果系統規格過高,成本就會很高,使用起來可能會很麻煩。如果系統規格過低,則無法勝任目前或未來的任務。為了解決此難題,設計人員可以採用模組化作法,也就是一開始先用帶有多個插槽的耐用型高效能機箱,然後隨著時間的推移,添加所需的處理效能、功能和連接選項。
本文將檢視挑選時必須瞭解的DAQ系統效能指標,包括類比訊號的數位化、奈奎斯特取樣定理和交疊、輸入範圍、取樣率,以及多工與同步取樣。然後會介紹一種模組化作法,如廠商NI(National Instruments)的CompactDAQ機箱為基礎,搭配類比和數位I/O模組,以及多種軟體要件,包括開發環境選項、驅動程式和分析/報告工具等。
DAQ的要求和效能指標
如前所述,基本程度的DAQ含有感測器、訊號調整、類比數位轉換器(ADC)、處理器和相關軟體(圖1)。設計人員的任務是讓系統元件與受量測和分析的項目互相匹配,同時也要控制成本和架設時間。
圖1 DAQ系統由感測器、提供訊號調整和數據轉換功能的DAQ量測裝置,以及包含驅動程式和應用軟體在內的運算資源所組成 圖片來源:NI為了匹配這些要件,務必了解精確度、訊號振幅和訊號頻率,皆屬於DAQ系統的基礎參數。這些參數可分別轉換成量測解析度、範圍和速率。在許多應用中,解析度是最重要的考量因素。解析度會界定可用的測量值數量。舉例來說,一個3位元解析度的裝置可以測量8個可能的數值(2³) ,而6位元解析度的裝置則可測量64個(2⁶)可能的數值,當解析度越高,轉換後的測量值就能更精確地反映訊號(圖2)。
圖2 DAQ裝置的精...多通道資料擷取(DAQ)系統效能較佳化 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
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