更新时间:2022-08-25 12:47
计算机采集是指利用计算机来采集各种数据的技术。要对被控或被测对象的位置、速度、压力、温度、声音、图像、质量、流量、振动、应力、应变等物理量进行准确测量,离开计算机是很难实现的。现在全世界各公司生产的智能测量系统或高级测量仪器,全部是以计算机为核心组成的。
对物理量进行测量.首先要通过传感器将物理量转换为电信号.再对这些电信号进行阻抗变换、滤波、放大、分压等处理,将反映物理量特征的信号分离出来,这一过程称为信号调理;然后对这些信号进行采样,所谓采样,就是按特定的频率获取信号在不同时间点上的量值,并将这些量值(通常为模拟量)转换为数字量;将模拟量转换为数字量的过程称为模/数转换,将转换所得到的数据进行数字滤波后,用来进行计算分析。对于单纯的测量系统或仪器,将计算分析的结果存入数据库中。对于控制系统,要根据计算分析结果,确定控制输出的方式和控制量的大小。
计算机数据采集的主要技术包括信号调理与采样技术、A/D转换技术等,其中主要包括下面三个方面:
(1)模数转换(A/D转换)技术。
(2)数据采集方法与程序设计。
(3)信号处理与分析。
计算机的A/D和DI功能为计算机数据采集提供了可能。原来使用胶片或光线示波器的记录方式、磁带机采集回放的方式,完全被计算机采集存储所代替。初始人们采用瞬时示波器,可以高速采集多路信息,但一般示波器缺少计算处理。普通计算机采集很适应多通道数据轮流采集或同步采集的要求,特别是采集的调零、标定、滤波都可以在采集时自动完成,数据后处理如整理压缩、相关分析、功率谱分析等也能顺利在计算机内完成。由于使用较为庞大的采集装置与台式微机,带到现场或野外还很不方便。于是各种模式的便携采集仪逐渐涌现,笔记本电脑上配置PICMIA的A/D转换卡,外接合适的信号调理电路就可以完成采集任务。另外无纸记录仪也可以完成这些功能,应变片、热敏电阻、热电偶等传感器信号经过放大就可以配接到记录仪端口,组成超小体积的计算机采集系统。
(一)数据采样
所谓数据采样就是按照预先设定的时间间隔(称为采样周期),对需要检测的模拟信号进行测量(有时还要对数字信号、开关信号进行采样),并将其转换成计算机能够接受的数字量传送给计算机。
(二)采样信号处理
采样信号处理是指利用计算机对输入的数字量进行数据正确性判断、零点漂移修正、数字滤波、标度变换、线性化等处理。
(三)二次数据计算
直接由传感器采集到的数据称为一次数据,对其进行某种数学运算而获得的数据称为二次数据。二次数据计算主要有求平均值、累计值、变化率、差值、最大值和最小值等。
(四)数据显示
将各种数据以便于操作者观察的方式在显示器上显示出来,常见的显示方式有相关图、趋势图、模拟图、一览表等。
(五)数据存储
数据存储就是按照一定的时间间隔,定期将某些重要数据存储在外部存储器上。
(六)打印输出
(七)人机交互
是指操作人员通过键盘或鼠标与数据采集系统对话,完成对系统的运行方式、采样周期等参数的设置。此外,通过人机交互还可以进行系统功能、输出画面等的选择。