Bridge619

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1.绪论

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2022-09-07 / 0 评论 / 465 阅读 / 0 点赞

1.1 数据采集的意义与任务

1.1.1 数据采集的定义

数据采集: 指采集温度、压力、流量、位移等 模拟量 ,转换成 数字量 ,由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。

相应的系统称为数据采集系统。

  • 作用

    ①在生产过程中,对工艺参数进行采集、监测和记录,为提高质量,降低成本,提供信息。

    ②在科学研究中,用来获取微观、动静态信息。

  • 意义: 提高工作效率,取得较好的经济效益。

1.1.2 数据采集系统的任务

①采集传感器输出的模拟信号,并转换成数字信号,然后送入计算机。

②系统计算机对数字信号进行处理。

1.1.3 评价数据采集系统性能优劣的标准

①系统的 采样精度。

②系统的 采样速度。

1.1.4 构成数据采集系统的依据

保证系统具备 采样精度 的条件下,有尽可能高的 采样速度 ,以满足实时处理、控制的要求。

1.2 数据采集系统的基本功能

数据采集系统一般具有以下功能:

功能 解释
数据采集 按照采样周期,对 模拟信号 进行采样,对 数字、开关信号 进行采样。
模拟信号处理 模拟信号: 信号幅度随时间连续变化的信号。
特点: 在规定的一段时间内,其幅值为连续值。
优点: 便于传送。
缺点: 易受干扰。
信号类型:
①由传感器输出的电压信号
②由仪表输出的电流信号:0 ~ 10mA、4 ~ 20mA
信号处理:
①将采样信号→ 数字信号
②将转换的数字信号作标度变换等
数字信号处理 数字信号: 指在有限离散瞬时上取值间断的信号。
特点: 时间和幅值都不连续的信号。
优点: 抗干扰能力强。
缺点: 需要一套转换电路,增加成本。
传送方式:
①并行传送
②串行传送
信号处理: 将数字信号采入计算机后,进行码制转换。如 BCD→ASCII ,便于在屏幕上显示。
开关信号处理 开关信号: 由按钮、行程开关等器件触点产生的信号。
信号处理: 根据开关的状态执行相应的操作。
二次数据计算 一次数据: 从传感器采集的数据
二次数据: 对一次数据作计算得到的数据。
平均、累计
时频域变换
变化率、差值
最大值、最小值
屏幕显示 将数字、图形、图表等显示在屏幕上。
数据存储 按时间间隔,将数据存储在外部存储器。
打印输出 按时间间隔,打印输出数字、图形。
人机联系 操作人员用键盘或鼠标与系统对话,完成运行方式的设置。

1.3 数据采集系统的结构形式

1.3.1 微型计算机数据采集系统

系统的结构如图所示:

微型计算机数据采集系统
微型计算机数据采集系统

时序图如图所示:

数据采集系统工作时序
数据采集系统工作时序

1.3.2 集散型数据采集系统

系统结构如图所示:

集散型数据采集系统
集散型数据采集系统
  • 它由若干个“ 数据采集站 ”和 一台 上位机通信线路 组成。
  • 数据采集站 一般是由单片机数据采集装置组成,位于生产设备附近,可独立完成数据采集和预处理任务,还可将数据以数字信号的形式传送给上位机。
  • 数据采集站与上位机之间通常采用 异步串行传送数据 。数据通信通常采用主从方式,由上位机确定与哪一个数据采集站进行数据传送。

1.4 数据处理的类型和任务

1.4.1数据处理的类型

数据处理的类型
数据处理的类型

1.4.2 数据处理任务

处理任务 解释
对采集到的电信号作标度变换 将没有明确物理意义的电压信号,转换为原来对应的物理量。
消除数据中的干扰信号 消除在数据的采集、传送和转换过程中,由于系统内部和外部干扰而在数据中混入干扰信号,以保证采样精度。
分析计算数据的内在特征 对采集到的数据进行变换计算,以得到能表达采样数据内在特征的二次数据。
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