数据收集体系(首字母缩写为DAS或DAQ)首要对扩大、电平转化等原始信号履行相应的信号调理,然后再进行信号数字化和存储,然后完成对温度、压力和湿度等实际国际信号的丈量。数字信号一般被定时发送到另一个数字体系履行进一步处理。
数据收集体系的部分运用实例包括:气候监测以及对地震仪、压力、温度和风力风向的记载等。将这些信息馈送到计算机,用于猜测雨水以及地震和破坏性强风等自然现象及灾祸。DAS在医疗范畴的运用包括可盯梢心电图(ECG)或脑电图(EEG)信号等的患者监护体系。
典型的DAS体系包括如下组件:
●传感器:将实在国际现象转化成等效的电气模拟信号
● 信号调理电路:将来自传感器的信号改动为可履行数字化的方式
● 模数转化器:将已调理的模拟信号转化为数字表明方式
● 存储与转发存储器:用于存储在后期将被转发至另一体系的数字信号流
● 通讯接口:将数字流传输至其它体系的经由通道
● 微处理器体系或微操控器:排序并操控一切其它组件
图1显现了根本数据收集体系的方框图。这些内部模块的具体内容将在下一章节中进行论述。
图1:从单个传感器获取数据的数据收集体系。
数据收集体系的子体系
a) 传感器:
如前所述,数据收集体系可以盯梢温度、压力、湿度、流速等物理参数。因为在电子域中处理十分灵敏,因而需求运用恰当的传感器将这些参数转化成电阻、电流或电压改动等可丈量的电气量。例如,热敏电阻、电阻式温度检测器(RTD)等传感器会跟着温度的改动而相应改动其阻值,而应变计等压力传感器则会依据所施加的压力相应改动阻值。这些均可经过惠斯通电桥(wheatstones bridge)[1]转化成电气量(例如电压)。
表1列出了一些在DAQ中监控的通用物理参数以及所运用的恰当的传感器。
表1:常用的电子传感器。
b) 阻隔:
信号收集运用在处理超高电压信号时会形成体系毁损。强烈推荐运用变压器对高电压进行降压转化,也可运用光阻隔等其它维护电路[2]。
c) 信号调理:
虽然传感器在对所监控的信号进行电气解读方面具有十分名贵的价值,可是其可用的电信号幅值水平却十分低,一般仅为可计量信号的1/10^6或1/10^3。
除了电气信号丈量值的问题以外,一些不相干的外部搅扰也会被传感器拾取并加大噪声。假如事前知道这些信号的频率规模,就可以规划合适的滤波器来铲除噪声。关于特定方位的温度监控等运用而言,温度不会跟着时刻的推移产生明显改动,例如大部分都是改动缓慢且频率低。因而,在将输入信号提供给高增益扩大器之前有必要先将其馈送到低通滤波器(LPF)进行滤波。
数据收集体系一般会同步盯梢并行环境中的很多信号,并运用独自的传感器丈量每一种数量值。如图1所示,假如每种参数都选用独自的数据收集体系进行丈量,那么整体体系就会变得十分巨大。此外,因为丈量到的信号量改动十分缓慢,因而无需对这些信号进行继续监控,这样咱们就可以使用一致的通道多路复用不同的已调理信号输出,以完成进一步处理,如图2所示。