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[導(dǎo)讀]   精度、分辨率和測量速度是一些重要因素,是工程師在決定如何收集和測量數(shù)據(jù)時(shí)必須考慮的。另一個(gè)重要因素是環(huán)境。測量是在電噪聲很大的廠區(qū)中進(jìn)行,還是在電噪聲微小的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。另外,傳感器的

  精度、分辨率和測量速度是一些重要因素,是工程師在決定如何收集和測量數(shù)據(jù)時(shí)必須考慮的。另一個(gè)重要因素是環(huán)境。測量是在電噪聲很大的廠區(qū)中進(jìn)行,還是在電噪聲微小的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。另外,傳感器的位置是否離得很遠(yuǎn),難以接近。在許多應(yīng)用中,環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)可能起決定作用。

  測量要求

  1. 靈敏度:可以檢測到的被測信號的最小變化;

  2. 精度:測量值與一級標(biāo)準(zhǔn)間的一致程度;

  3. 分辨率:被觀察信號的最小部分;

  4. 測量速度:最大采樣率;

  5. 帶寬:被采樣信號的最高頻率信號分量;

  6. 數(shù)據(jù)存儲需求; 所要測量的通道數(shù);

  7. I/O數(shù):模擬和數(shù)字;

  8. 觸發(fā):定時(shí)控制和開關(guān)控制;

  9. 抗干擾度:正常噪聲抑制比和其模擬抑制比;

  10. 信號調(diào)節(jié); 隔離;

  11. 網(wǎng)絡(luò)/總線協(xié)議的需求,例如以太網(wǎng)和IEEE—488(GPIB);

  12. 顯示; 容易調(diào)定和使用;

  13. 所收集數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析;

  14. 大小、重量和可攜帶性;

  15. 電源需求; 系統(tǒng)集成問題;

  16. 系統(tǒng)成本和每個(gè)通道的成本。

  考慮這些因素并標(biāo)明你的需求以后,你就可以為你的應(yīng)用考慮正確的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

儀器結(jié)構(gòu)的選擇

  測試設(shè)備結(jié)構(gòu)有四種主要類型:

  1、獨(dú)立儀器。最精度最靈敏的獨(dú)立儀器是臺式儀器。它們是傳統(tǒng)的儀器加上許多新的改進(jìn)的性能,例如圖形顯示、按鍵選擇功能、菜單編程等。帶自備電源的可攜帶式數(shù)字多用表供現(xiàn)場測量,但一般來說,它沒有臺式儀器那樣的性能、靈敏度和精度。

  2、計(jì)算機(jī)連接的儀器。它是獨(dú)立儀器的一個(gè)子集。當(dāng)測量的數(shù)量貨類型超過獨(dú)立儀器所能承受的能力時(shí),需要一個(gè)終端顯示器或者希望有靈活的軟件控制時(shí),就使用這類儀器。很多儀器提供獨(dú)立工作能力,也提供計(jì)算機(jī)控制模式,供復(fù)雜的測式和測量系統(tǒng)使用。將儀器與PC控制器連接起來的外部數(shù)據(jù)通信總線可以使用若干種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中的一種。

  3、分布式儀器。 當(dāng)前由一些生產(chǎn)廠商提供。這類測試系統(tǒng)包含一些獨(dú)立儀器,通過通信網(wǎng)絡(luò)將它們連在一起。這種結(jié)構(gòu)由一些小型化儀器組成,原則上可以放在廠區(qū)中的任何地方,通過通信網(wǎng)絡(luò)將完全處理后的信號傳送給計(jì)算機(jī)。很多儀器做到實(shí)驗(yàn)室測量等級的要求。因?yàn)樗鼈兾挥跍y試信號附近,電纜感應(yīng)噪聲減到最小,因而降低了測量誤差。分布式儀器網(wǎng)絡(luò)布局最大的優(yōu)點(diǎn)是消除了每一測試點(diǎn)到PC的電纜連接,簡化了安裝。

  在儀器的附近可以有一個(gè)小的本地顯示器,可以用來讀出數(shù)據(jù),查找故障。你也可以完全依靠控制計(jì)算機(jī)上的顯示器。分布式儀器使用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議類似于計(jì)算機(jī)連接的儀器所使用的協(xié)議。

  4、基于PC的測試儀器。這里最主要的屬性是測量速度和獲取大量數(shù)據(jù)的能力。有兩種基本配置。最常見的是模擬測試信號被連到一個(gè)PC插入板上,該板位于一個(gè)計(jì)算機(jī)總線插槽上,或者位于PC并行口上。另一種配置由許多裝在機(jī)箱中的板組成,裝在機(jī)架上的機(jī)箱與PC有相當(dāng)距離.機(jī)箱含有測量板多路復(fù)用板A/D變換板和信號調(diào)節(jié)板等,將完全處理后的數(shù)字信號與PC聯(lián)網(wǎng).機(jī)箱系統(tǒng)有效地將測量系統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)大,其通道數(shù)要比使用PC內(nèi)提供數(shù)個(gè)可用用的板插槽的規(guī)模大得多。

  檢查參數(shù)

  決定數(shù)字化儀器靈敏度的一個(gè)重要參數(shù)是分辯率和靈敏度,其中靈敏度等于量程被分辯率除.因此,對一個(gè)特定的儀器測量量程來說,分辯率愈大,靈敏度愈好。

  采樣率(或測量速度)是另一個(gè)參數(shù),但這要以犧牲靈敏度為代價(jià)。

  還要考慮所期望的儀器精度(被測值與一級標(biāo)準(zhǔn)的接近程度)。精度以幾種方式來表示,這決定于特定的儀器。但有代表性的是以百分比、PPM或位數(shù)來表示。臺式獨(dú)立儀器提供最高的精度、靈敏度和分辯率。它們適合作為校準(zhǔn)源用來傳遞標(biāo)準(zhǔn)。

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