改善测量结果需要进行配置、校准以及优秀的软件开发技术。本文旨在使您了解优化测量结果的软、硬件技巧,内容包括:选择并配置数据采集设备、补偿测量误差以及采用优秀的软件技术。
当您将电子信号连接到数据采集设备时,您总是希望读数能匹配输入信号的电气数值。但我们知道没有一种测量硬件是完美的,所以为了改善测量结果我们必须采用最佳的硬件配置。根据应用需求,您必须首先要明确数据采集卡所需的模拟输入、输出通道以及数字i/o线的最少数目。其次还要考虑的重要因素有:采样率、输入范围、输入方式和精度。
第一个要考虑的问题是现场接线,根据您要采集的信号源类型,您可以使用差分、非参考单端、参考单端三种输入方式来配置数据采集卡。
总的说来,差分测量系统较为可取,因为它能消除接地环路感应误差并能在一定程度上削弱由环境引起的噪声。而另一方面,单端输入方式提供两倍数据采集通道数,可是仅适用于引入误差比数据所需精度小的情况。表1为选择合适的信号源模拟输入方式提供了指导
选择合适的增益系数也是非常重要的。保证数据采集产品进行精确采集和转换所设定的电压范围叫做输入信号范围。为得到最佳的测量精度,使模拟信号的最大最小值尽可能占满整个adc(+/-10v或0-10v)范围,这样就可使测量结果充分利用现有的数字位。
在数据采集系统中选择合适的增益
图1表示同在10v的输入范围下使用不同的增益系数,输入5v信号得到的采集结果。请注意:选取合适的增益系数能够充分利用adc并改善您的测试结果。
任何测量结果都只是您要测量的“真实值”的估计值,事实上您永远也无法完美地测量出真实值。这是因为您测量的准确性会受到物理因素的限制,而且测量的精度也取决于这种限制。
在特定的范围内,16位数据采集卡有216(65536)种数值,而12位数据采集卡有212(4096)