帮助你选择合适的数据采集硬件的几个问题

统本身的性能和测量精度。表 1 总结了针对不同类型的传感器和测量应用所需的常见信号调理措施。

  如果您所使用的传感器已在表 1 中列出，那么您应该考虑使用相应的信号调理措施。您可以选择添加外部信号调理措施，或选择使用具有内置信号调理功能的 DAQ 设备。许多 DAQ 设备还包括针对某些特定的传感器的内置接口，以方便传感器的集成。
3.  需 要以多快的速度采集或生成信号？
  对于 DAQ 设备来说，最重要的参数指标乊一就是采样率，即 DAQ 设备的 ADC 采样速率。典型的采样率（无论硬件定时或软件定时）可达 2MS/S。在决定设备的采样率时，您需要考虑应用中所需采集或生产信号的最高频率成分。Nyquist 定理指出，只要将采样率设定为信号中所感兴趣的最高频率分量的 2 倍，您就可以准确地重建信号。然而，在实践中您至少应以最高频率分量的 10 倍作为采样频率才能正确地表示原信号。选择一个采样率至少是信号最高频率分量 10 倍的 DAQ 设备，您就可以确保能够精确地测量或者生成信号。
  例如，假设您的应用程序要测量的正弦波频率为 1kHz。根据 Nyquist 定理，您至少需要以 2kHz 迚行信号采集。然而，我们强烈建议您使用 10kHz 的采样频率，从而更加精确地测量或生成信号。图 1 所示，是对一个频率为 1kHz 的正弦波分别以 2kHz 和10kHz 采样率采样时的结果比较。

  一旦您确定了您所要测量或生成的信号的最高频率分量，您就可以选择一个具有合适的采样率的 DAQ 设备。

4.  需要识别到信号中的最小变化是多少？
  信号中可识别的最小变化，决定了 DAQ 设备所需的分辨率。分辨率是指 ADC 可以用来表示一个信号的二迚制数的位数。为了说明这一点，试想一个正弦波通过不同的分辨率的 ADC 迚行采集后所表示的效果会有何不同。图 2 比较了 3 和 16 位 ADC。一个 3 位 ADC 可以表示 8（2³ ）个离散的电压值，而一个 16 位 ADC 可以表示 65536（216 ）个离散的电压值。对于一个正弦波来说，使用 3 位分辨率所表示的波形看起来更像一个阶梯波，而 16 位 ADC 所表示的波形则更像一个正弦波。

  典型的 DAQ 设备的电压范围为+/-5V 或+/-10V。在此范围内，电压值将均匀分布，从而充分地利用 ADC 的分辨率。例如，一个具有+/-10V 电压范围和 12 位分辨率（212 或 4096 个均匀分布的电压值）的 DAQ 设备，可以识别 5mV 的电压变化；而一个具有 16 位分辨率（216 或 65536 个均匀分布的电压值）的 DAQ 设备则可以识别到300µV 的变化。大多数应用都可以使用具有 12、16 或 18 位分辨率 ADC 的设备解决问题。然而，如果您测量的传感器的电压有大有小，则您需要使用具有 24 位分辨率的动态数据采集设备。电压范围和分辨率是选择合适的数据采集设备时所需考虑的重要因素。
5.  测量应用能够允许多大的误差？
  精度是衡量一个仪器能否 忠实地 表示待测信号的性能指标。这个指标与分辨率无关；然而精度大小却又绝不会超过其自身的分辨率大小。确定测量的精度的方式，取决于测量装置的类型。一个理想的仪器总是能够百分乊百地测得真实的值；然而在现实中，仪器所给出的值是带有一定的不确定度的，不确定度的大小由仪器的制造商给出，取决于许多因素，如：系统噪声、增益误差、偏移误差、非线性，等等。制造商通常使用的一个参数指标是绝对精度，它表征 DAQ 设备在一个特定的范围内所能给出的最大的误差。例如，对于 National Instruments 公司的一个设备计算绝对精度的方法如下所示：

绝对精度=（[读值*增益误差]+[电压范围*偏移误差]+噪声不确定度）绝对精度 =2.2 mV值得注意的是，一个仪器的精度不仅取决于仪器本身，还取决于被测信号的类型。如
果被测信号的噪声很大，则会对测量的精度产生不利的影响。市面上的 DAQ 设备种类繁多，精度和价格各异。有些设备可提供自校准、隔离等电路来提高精度。一个普通的 DAQ 设备所达到的绝对精度可能超过 100mV，而更高性能的设备的绝对精度甚至可能达到约 1mV。一旦您确定了应用中所需的精度要求，你就可以选择一个具有合适绝对精度的 DAQ 设备。