數(shù)據(jù)采集，通?？s寫為DAQ，有時縮寫為DAS，廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)采集用于在計算機控制下從傳感器和其他來源獲取數(shù)據(jù)，以將數(shù)據(jù)匯集在一起，存儲數(shù)據(jù)，然后對其進行操作。

鑒于可以采樣和存儲的信號和參數(shù)種類繁多，數(shù)據(jù)采集涉及許多技術(shù)和技能。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以采取多種形式，從非常簡單的DAQ系統(tǒng)到高度復(fù)雜的計算機控制系統(tǒng)。它們還可以采用多種形式，從大型機架DAQ系統(tǒng)到緊湊型DAQ系統(tǒng)，有時USB DAQ系統(tǒng)可以提供理想的解決方案。

事實上，數(shù)據(jù)采集可以根據(jù)需要進行擴展。事實上，有許多不同的DAQ設(shè)備可以滿足所有可能出現(xiàn)的各種要求。

可以測量許多參數(shù) - 從溫度到電壓，從應(yīng)變到流量等等。不同的DAQ傳感器可用于測量不同類型的參數(shù)，并且根據(jù)特定情況的需要，可以在一個整體系統(tǒng)中使用幾種不同類型的傳感器。

數(shù)據(jù)采集通常用于測量制造過程中需要監(jiān)控的不同參數(shù)，或者它們可用于監(jiān)控用于地質(zhì)監(jiān)控的大量傳感器，或者用于任何需要在中心位置或計算機中監(jiān)控大量傳感器的應(yīng)用。

與傳統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)不同，傳統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)使用示波器、頻譜分析儀、電壓表等進行持續(xù)測量，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對各種參數(shù)進行測量，定期從各種來源返回這些樣本，以查看趨勢，并確保制造工廠等過程正常運行。

數(shù)據(jù)采集定義

在談?wù)摂?shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有一個基本的了解會有所幫助，而定義可能會有所幫助。

數(shù)據(jù)采集定義：

數(shù)據(jù)采集是對測量真實世界物理現(xiàn)象的信號進行采樣的過程，隨后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，由計算機及其相關(guān)軟件進行處理。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的概念，DAQ
請注意，對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，許多輸入可能會同時接收到計算機中

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有許多不同的組件。不同的DAQ設(shè)備可以包括：傳感器、通信鏈路、DAQ模塊和卡、計算機、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集軟件等。所有這些不同的DAQ設(shè)備必須協(xié)同工作，才能構(gòu)成一個成功的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)記錄儀

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄器在許多方面非常相似，但它們有一些細微的區(qū)別。

在研究數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，能夠理解它們之間的術(shù)語差異以及更適合其中一種而不是另一種應(yīng)用是很有幫助的。

對于不同類型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，沒有實際的硬性定義，但這里描述了一些已經(jīng)看到的定義。值得一提的是，不同的人和公司可能會有不同的看法。但是，了解不同類型的DAQ系統(tǒng)以及所使用的不同描述會有所幫助。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：DAQ系統(tǒng)往往用于要求更高的情況?？梢赃M行動態(tài)和靜態(tài)測量，因此DAQ系統(tǒng)能夠進行高速和低速采樣。

由于對它們的要求，DAQ系統(tǒng)通常具有內(nèi)置或連接到它們的高性能計算機。通過這種方式，它們提供了最大的性能和靈活性，但需要額外的成本。盡管有許多緊湊型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可用，但這些系統(tǒng)可能位于較大的機架中。

數(shù)據(jù)采集設(shè)備：這種描述已被不止一個制造商使用，盡管它并不是特別普遍。為了完整起見，此處已將其包括在內(nèi)。

從本質(zhì)上講，這是一個比數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，但沒有基于機架的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的復(fù)雜性。它可能使用連接所有傳感器的單個設(shè)備 - 因此得名。這種類型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)比全機架系統(tǒng)成本更低，但比數(shù)據(jù)記錄器提供更多的功能。其中許多項目是USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)記錄儀：數(shù)據(jù)記錄器通常就是這樣 - 它們記錄數(shù)據(jù)。實際上，小型處理器甚至計算機的易用性意味著界限可能有點模糊，但數(shù)據(jù)記錄器往往更小，它們通常用于測量相對較慢的信號。許多旨在收集長期數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以在較小的計算機上收集并通過數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送，甚至可以存儲在可移動存儲設(shè)備（如閃存卡）中。

根據(jù)定義，數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)將具有一組更有限的輸入，這些輸入的格式往往更基本：電壓、電流、溫度，盡管也可以收集地質(zhì)數(shù)據(jù)以長期監(jiān)測許多項目。

雖然邊界和定義有點武斷，但它為可用的不同類型的數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了指南。

當(dāng)開始以一種或另一種形式獲取數(shù)據(jù)時，值得一看什么最能滿足需求。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和設(shè)備以及數(shù)據(jù)記錄器都有其一席之地。選擇正確的格式將實現(xiàn)最佳的投資回報，并使其更易于使用和獲取所需的數(shù)據(jù)。從大型機架系統(tǒng)到小型或緊湊型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備或數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，都有廣泛的選擇。

數(shù)據(jù)采集測量

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以進行任意數(shù)量的各種測量。這些測量通常測量模擬量。在將它們傳輸?shù)饺魏斡嬎銠C系統(tǒng)之前，它們需要采用數(shù)字格式。

使用DAQ系統(tǒng)可以測量大量不同的參數(shù) - 最常見的參數(shù)如下：

• 電壓
• 當(dāng)前
• 溫度
• 應(yīng)變
• 壓力
• 振動
• 距離/位移
• 角度、轉(zhuǎn)速等
• 重量
• 數(shù)字信號
• 頻率或時間間隔

盡管有許多多輸入通用DAQ設(shè)備可以連接到各種不同類型的傳感器，但可以使用單獨的模塊或傳感器進行不同的測量。

用于數(shù)據(jù)采集測量的傳感器通常返回電壓值，然后可以將其轉(zhuǎn)換為位移、溫度或任何被測量值。

通常，DAQ模塊和傳感器會使用某種形式的傳感器，并測量電壓等參數(shù)。這稱為主要測量值，然后將其轉(zhuǎn)換為所需的實際參數(shù)。通過這種方式，可以制造或獲得幾乎可以測量任何所需參數(shù)的DAQ模塊。

因此，可以獲得大量能夠測量幾乎任何東西的數(shù)據(jù)采集模塊。此外，還可以獲得可用于特殊傳感器設(shè)計的DAQ模塊。這樣，這些DAQ模塊可以針對特定傳感器的特定測量進行定制。它們能夠滿足非常具體的要求。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由多個元件組成，這些元件可以進行定制，以滿足任何給定情況的個性化要求。

雖然具有低傳感和數(shù)據(jù)速率的簡單系統(tǒng)可能最適合數(shù)據(jù)記錄器，但需要快速數(shù)據(jù)采集和收集更多數(shù)據(jù)的大型應(yīng)用將需要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傾向于使用一種形式的機架系統(tǒng)作為基本硬件。這使得它們更容易針對特定應(yīng)用進行定制，并在需要時重新配置。

為此，有幾家制造商制造了適合數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)采集的機架系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集卡和模塊

大多數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由一個機架模塊組成，該模塊裝滿了卡，以提供所需的各種測量功能。

這些卡顯然需要符合機械和電氣接口中使用的整個系統(tǒng)。

幸運的是，所使用的機架系統(tǒng)通常是標(biāo)準化的，并且模塊通?？蓮脑S多制造商處獲得，從而可以輕松選擇所需的模塊。

數(shù)據(jù)采集軟件

為了能夠以邏輯格式采集、存儲和處理數(shù)據(jù)，可以使用專門的數(shù)據(jù)采集軟件。該數(shù)據(jù)采集軟件可以用多種語言編寫，并且可以針對特定應(yīng)用進行編寫?；蛘?，有許多專有的數(shù)據(jù)采集軟件包可用，可以代替使用這些軟件包。

專有數(shù)據(jù)采集軟件包的優(yōu)點是已經(jīng)進行了所有開發(fā)并遇到了問題。雖然通常會收取軟件維護費用，但這將比嘗試維護類似的“本地”數(shù)據(jù)采集軟件包要少得多。因此，許多公司選擇購買他們的數(shù)據(jù)采集軟件，然后用它來為正在使用的特定系統(tǒng)開發(fā)測試。

數(shù)據(jù)采集是測試和測量行業(yè)的一個非常重要的領(lǐng)域。從電子制造到化學(xué)工程、機械制造以及更多樣化的應(yīng)用，例如監(jiān)測山脈和火山的地理數(shù)據(jù)以及許多其他有趣和多樣化的用途，都需要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

有鑒于此，市面上有許多數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品可能使用直接包含在PXI或VXI機箱或計算機中的數(shù)據(jù)采集卡。在某些情況下，總線系統(tǒng)可以并入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-GPIB、USB和RS232器皿的廣泛使用。一些公司有自己的數(shù)據(jù)采集平臺，如NI Compact DAQ系統(tǒng)，它提供了良好的靈活性，但格式緊湊。無線系統(tǒng)也用于許多應(yīng)用。憑借這種靈活性，可以創(chuàng)建可針對給定應(yīng)用進行定制的系統(tǒng)，以進行所需的測量。

審核編輯：黃飛