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测验体系和仪器优缺点剖析

在可用的测试和测量硬件和软件范围内进行选择,对初次用户和有经验的用户来说,都一样难办,这是可以理解的。技术的进步使测量和测…

  在可用的测验和丈量硬件和软件规划内进行挑选,对初度用户和有经历的用户来说,都相同棘手,这是能够了解的。

  技能的前进使丈量和测验办法的开展呈指数办法加速,给用户供给不可思议的强壮体系功用。

  测验和丈量设备跨过很宽的规划。对简略运用来说,比较简单挑选适宜的结构来满足需求和预算。运用的杂乱性添加时,结构的挑选以及相关的费用也变得杂乱了,就会做出过错的挑选,会更贵重,正确的挑选显得愈加重要。

  起点是要知道信号或传感器输出的电平缓丈量所需求的活络度(界说为丈量时所能检测到的最小改变,并能以丈量值的单位来表达)。

  精度、分辨率和丈量速度是一些重要要素,是工程师在决议怎么搜集和丈量数据时有必要考虑的。另一个重要要素是环境。丈量是在电噪声很大的厂区中进行,仍是在电噪声细小的实验室中进行。别的,传感器的方位是否离得很远,难以挨近。在许多运用中,环境要素对结构或许起决议作用。

  丈量要求

  1.活络度:能够检测到的被测信号的最小改变;

  2.精度:丈量值与一级规范间的共同程度;

  3.分辨率:被调查信号的最小部分;

  4.丈量速度:最大采样率;

  5.带宽:被采样信号的最高频率信号分量;

  6.数据存储需求;所要丈量的通道数;

  7. I/O数:模仿和数字;

  8.触发:守时操控和开关操控;

  9.抗干扰度:正常噪声按捺比和其模仿按捺比;

  10.信号调理;阻隔;

  11.网络/总线协议的需求,例如以太网和IEEE—488(GPIB);

  12.显现;简单调定和运用;

  13.所搜集数据的核算和剖析;

  14.巨细、分量和可带着性;

  15.电源需求;体系集成问题;

  16.体系本钱和每个通道的本钱。

  考虑这些要素并标明你的需求今后,你就能够为你的运用考虑正确的体系结构。

  仪器结构的挑选

  测验设备结构有四种首要类型:

  1、独立仪器。最精度最活络的独立仪器是台式仪器。它们是传统的仪器加上许多新的改善的功用,例如图形显现、按键挑选功用、菜单编程等。带自备电源的可带着式数字多用表供现场丈量,但一般来说,它没有台式仪器那样的功用、活络度和精度。

  2、核算机衔接的仪器。它是独立仪器的一个子集。当丈量的数量货类型超越独立仪器所能接受的才能时,需求一个终端显现器或许希望有活络的软件操控时,就运用这类仪器。许多仪器供给独立工作才能,也供给核算机操控形式,供杂乱的测式和丈量体系运用。将仪器与PC操控器衔接起来的外部数据通讯总线能够运用若干种规范协议中的一种。

  3、分布式仪器。当时由一些出产厂商供给。这类测验体系包括一些独立仪器,经过通讯网络将它们连在一起。这种结构由一些小型化仪器组成,原则上能够放在厂区中的任何地方,经过通讯网络将彻底处理后的信号传送给核算机。许多仪器做到实验室丈量等级的要求。因为它们坐落测验信号邻近,电缆感应噪声减到最小,因而下降了丈量误差。分布式仪器网络布局最大的长处是消除了每一测验点到PC的电缆衔接,简化了设备。

  在仪器的邻近能够有一个小的本地显现器,能够用来读出数据,查找毛病。你也能够彻底依托操控核算机上的显现器。分布式仪器运用的数据通讯协议类似于核算机衔接的仪器所运用的协议。

  4、根据PC的测验仪器。这儿最首要的特点是丈量速度和获取很多数据的才能。有两种根本装备。最常见的是模仿测验信号被连到一个PC刺进板上,该板坐落一个核算机总线插槽上,或许坐落PC并行口上。另一种装备由许多装在机箱中的板组成,装在机架上的机箱与PC有适当间隔。机箱含有丈量板多路复用板A/D变换板和信号调理板等,将彻底处理后的数字信号与PC联网。机箱体系有效地将丈量体系的规划扩展,其通道数要比运用PC内供给数个可用用的板插槽的规划大得多。

  查看参数

  决议数字化仪器活络度的一个重要参数是分辩率和活络度,其间活络度等于量程被分辩率除。因而,对一个特定的仪器丈量量程来说,分辩率愈大,活络度愈好。

  采样率(或丈量速度)是另一个参数,但这要以献身活络度为价值。

  还要考虑所希望的仪器精度(被测值与一级规范的挨近程度)。精度以几种办法来表明,这决议于特定的仪器。但有代表性的是以百分比、PPM或位数来表明。台式独立仪器供给最高的精度、活络度和分辩率。它们合适作为校准源用来传递规范。

  对仪器的每一种根本类型,上面评论的一些参数以及其它的一些参数列在表1中。

  适应性和噪声按捺

  各种附加信号调理放大器可用来进步信号电平,输入到根据PC的测验体系,使你能够在低电平信号(例如来自低电偶、应变量规等的信号)情况下运用这种类型的体系。决议运用什么样的硬件,常常要在所要求的各种特点间做一些折衷。

  表1典型结构特点

  

  这些目标反映了该类仪器每个参数一般所能到达的最高或最佳值,并步使所有这些值都能一起到达。

  某些丈量仪器有内置的皂声按捺设备。它们运用了一些内部技能,如滤波、积分和电流倒持平来下降噪声。但是,在根据PC的刺进损和根据PC的外部机箱体系中没有内置的噪声按捺设备。代替的办法是根据PC测验体系运用软件供给的均匀技能来下降来自丈量和/或信号调理附加设备(如滤波器)的噪声。简而言之,PC 所固有的缺陷是带有电噪声的总线,这约束了PC刺进板用来做活络丈量。

  结束语

  最终一个考虑是费用。台式仪器费用最高,因而,只要对精度和分辩率有真实需求时才运用它们。因为简直每人都有PC,根据PC板的体系或许是在本钱和活络性上最佳的解决方案。假如要求在电噪声大的环境中进行丈量,则分布式小型化仪器将是你最佳的挑选。这类仪器的价格在台式仪器和PC插板式仪器之间。

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