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即使是最有经验的测试和测量工程师和技术人员，选择正确的数据采集系统也是一项挑战。DAQ选择过程中必须考虑几个重要因素。本文将以逻辑的方式指导您完成该过程，然后向您介绍我们发明的一个软件工具，该工具可以自动执行选择过程。
选择数据采集硬件时的5个要点
在选择正确的数据采集硬件时，以下5个指标至关重要：
信号/传感器类型兼容性
我需要什么测量分辨率？
所需的最大采样率
所需最小测量分辨率
我的DAQ系统需要隔离吗？
进一步向下滚动，我们将分解您需要问自己的所有重要问题，以便为您选择最佳的数据采集系统。
数据采集系统方案
选择正确的数据采集系统时，您需要问自己哪些问题？
技术考虑和与应用程序的兼容性
我需要测量什么类型的模拟信号/传感器？
我需要记录哪些数字信号和总线数据？
我需要什么测量分辨率？
我需要多少动态范围？80 dB、100 dB、130 dB或160 dB？
我需要检测的测量信号的最小变化是什么？
我需要什么级别的准确度？
我需要什么样的噪音性能？
我的DAQ系统需要隔离吗？
我需要过滤功能吗？
我需要抗锯齿保护吗？
获取或采样信号需要多快？
我的DAQ系统应该是可升级的还是可扩展的，以满足未来的需求？
我需要便携式、台式或机架安装系统吗？
我需要一个独立的仪器，还是应该连接到电脑？
我需要一个坚固耐用的系统，能够承受水、灰尘、重击或振动吗？
我需要一个温度范围宽的系统还是一个防尘或防水的系统？
易用性、功能和支持
易用性、功能和支持
操作手册是否可用且易于阅读？
我可以获得哪些技术支持？
用户界面易于学习吗？
系统是否易于为不同的应用程序重新配置？
我可以保存应用程序的设置吗？
我可以在DAQ系统上分析我的数据吗？我还可以离线分析吗？
数据可以轻松导出到其他分析程序吗？
支持哪些分析程序？
投资成本和所有权成本考虑因素
是否包括数据采集软件或我需要额外付费？
软件更新是免费的，还是我必须付费？
有年度维护费吗？
校准费用是多少？包括什么？
保修期多长？
提供了哪些技术支持，费用是多少？
技术考虑和与应用程序的兼容性
我需要测量哪些模拟信号/传感器？
DAQ系统的基本功能是从各种传感器和电信号进行测量，例如测量某种物理现象。因此，首先要做的是列出需要测量的信号和传感器的类型和数量。这些信息将推动接下来的一切。
有许多传感器和传感器用于测量温度、振动、压力、应变、电压、电流、电阻等。
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了解更多信息：
使用应变计传感器进行应变测量
使用热电偶、RTD和热敏电阻传感器进行温度测量
振动测量
声压测量
声功率测量
交流和直流电压测量
电流测量
我需要记录哪些数字信号和总线数据？
如今的DAQ系统可以测量的信号远不止电压和温度等模拟信号。例如，编码器、转速传感器、轮齿和转速传感器都有数字信号，需要不同类型的输入。这些“计数器”输入的采样速度必须比模拟输入快得多。
还有可以从每辆汽车和卡车中的can总线显示和捕获的数字总线数据、通过RS232和以太网接口传输的数据、来自GPS传感器的位置数据、来自IMU（惯性测量单元）的3D方位数据、在无数工业和过程控制环境中发现的EtherCAT数据、，商用和军用飞机中发现的ARINC 429和MIL-STD-1553总线数据等。您需要从其中任何一个捕获数据吗？
有工业摄像机可以捕捉与其他数据同步的视频。这是对你的要求吗？它会在未来吗？
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了解更多信息：
什么是CAN总线，它与其他汽车接口相比如何
什么是EtherCAT
Dewesoft视频采集
角度测量
用数字计数器测量角度和频率
航空遥测（IRIG 106 PCM和第10章简介）
CAN总线和CAN FD数据采集与分析
GPS测量Dewesoft GNSS接收机和惯性测量单元
Dewesoft CAN接口
我需要什么测量分辨率？
目前最常见的测量分辨率是16位，但有提供24位分辨率的高端DAQ系统，尤其是在噪声和振动应用中被认为是必不可少的，还有12位分辨率系统用于低端数据记录器应用。
每一位使DAQ系统的可能分辨率加倍。这意味着24位分辨率不仅仅比16位分辨率高50%。事实上，24位ADC提供的可能分辨率是16位ADC的256倍。
基于比特分辨率的理论最大值：
位数最大值
12位
4,096
14位
16,384
16位
65,536
24位
16,777,216
我需要多少动态范围？80 dB、100 dB、130 dB或160 dB？
动态范围是信号的最小可观测部分和最大可观测部分之间的差异。具有更高动态范围的系统提供了更高的垂直轴分辨率。另一种看问题的方法是问下一个问题…
我需要检测的测量信号中最小的变化是什么？
这与动态范围密切相关。你应该知道你想要看到的信号中最小的变化。
具有最高动态范围的系统提供尽可能最佳的垂直轴测量分辨率。但你也必须考虑时间轴，因为如果振幅的变化落在样本之间，它们就无法测量。
具有大于100 dB动态范围和至少200 kS/s采样率的系统可以处理大多数应用。对于冲击、噪声和振动应用，120至甚至160 dB的动态范围是非常理想的。
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我们在SIRIUS数据采集系统中采用的DualCoreADC®技术可增强双24位Δ。这允许我们的DAQ模块在时域和频域中实现惊人的160 dB动态范围。除了每个通道高达200kS/s/ch的采样率，这些都是市场上独一无二的放大器。
我需要什么级别的准确度？
在理想的世界中，测量系统将100%准确，但完美并不可能。从传感器本身开始，测量链中总会引入一些误差。
导致任何测量系统不准确的最常见因素是模拟域中的增益误差、偏移误差和温度漂移误差以及ADC（模数转换器）和数字计数器的时基精度。
一个好的DAQ系统将以清晰一致的方式指定其准确性。例如，时基精度通常表示为“典型的5 ppm，最大值：12 ppm”，这意味着振荡器通常可能偏离其标称值高达百万分之5，但在本例中，最大偏差为12。
增益精度通常以百分比表示，如：“读数的±0.05%”。因此，如果系统读数为+1.000 V，增益误差可能高达±0.0005 V。也可以以满标度的百分比表示。
偏移精度被写为绝对值，如“±0.02 mV”，这很容易理解。
温度漂移会影响增益和偏移精度。例如，增益温度偏移写为“读数±200μV/K的±50 ppm/K”。这将误差直接与环境温度的变化联系在一起，单位为开尔文。
我需要什么样的噪声性能？
你可能在想“我不想要任何噪音！”当然不是，但在现实世界中，电和磁“噪音”不断轰炸DAQ系统。即使正确屏蔽，传感器电缆也像天线一样。此外，在大多数DAQ测量环境中，附近存在EMI和RFI源。
关键是找到具有最佳隔离和最佳接地实践的系统。有关隔离的更多详细信息，请参见下一个问题。
我的DAQ系统需要隔离吗？
电隔离对安全很重要，例如，当你处理高压时。但是，它还通过消除或减少噪声、串扰和接地环路来保持所有测量数据的完整性，而不管电压水平如何，这些噪声、串音和接地回路可能会模糊或完全破坏您的测量结果。
信道间隔离意味着所有信道之间的噪声或串扰被防止。
输入到输出隔离意味着无论传感器或测量线连接到外部世界，都与DAQ系统隔离。
具有通道到通道和输入到输出隔离的系统提供了最稳健的隔离。
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来自Dewesoft的SIRIUS DAQ系统提供通道对通道和通道对地隔离，如以下短视频所示：
了解更多信息：
数据采集系统中隔离的重要性
我需要过滤功能吗？
过滤是最重要的元素之一我需要过滤功能吗？
滤波是模拟信号调节的最重要的元素之一。过滤允许您减少或完全阻止高于或低于可选择频率分量的频率被录制。也有带通和带阻滤波器，允许您选择特定范围的频率以进行包含或排除。
常见模拟滤波器类型
常见模拟滤波器类型
有时需要进行滤波，以阻挡附近电力系统产生的50或60 Hz的噪声，或来自电动机、发电机、电源、荧光灯等的更高频率的噪声。有许多电气噪声源可能会干扰您的测量。
问问自己是否需要无损过滤。如果录制前使用的过滤器可以在录制后移除或完全更换，这会有帮助吗？Dewesoft系统具有这种能力。
我需要抗锯齿保护吗？
“别名”是当信号与采样率相比移动过快时产生的假信号。在进行测量之前必须防止混叠，否则，以后无法重新创建真实信号。
有两种方法可以防止混叠：
始终将采样率设置为所观察到的最高频率的至少两倍。（有时这是不可能的，因为无法预测最高频率。）
选择具有内置抗混叠滤波器（AAF）系统的DAQ系统。本质上，这是一个非常陡峭的低通滤波器，自动设置为选定采样率的百分比。该AAF滤波器阻止了对于所选采样率来说过高而无法再现的频率，从而防止产生混叠信号。
任何用于噪声、冲击和振动的DAQ系统，或涉及交流波形的应用，都应内置强大的、完全自动的抗混叠，以确保测量的完整性。
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了解更多信息：
什么是ADC（模数转换器）？
A/D转换器的类型
什么是信号调节器或信号调节器？
获取或采样信号需要多快？
DAQ系统的工作是尽可能逼真地再现信号的特性。一个很好的经验法则是选择一个能够比您需要捕获的最快信号至少快10倍采样的系统。
例如，如果您需要捕获具有20kHz内容的信号，您的系统应该能够以200kHz进行采样。您可能会读到，您只需要2倍的过采样，即奈奎斯特频率。只需注意，每个周期只有2个样本不能再现波形的外观。
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为SIRIUS XHS产品线开发的新HybridADC技术允许用户根据所选采集速率选择三种操作模式：
高带宽模式（滤波器关闭）：5 MHz带宽和15 Ms/s采样率，SIRIUS XHS可以完美地获取脉冲、阶跃和平方信号，而不会出现任何振铃或过冲。该模式非常适合瞬态记录和功率分析。这种行为类似于典型的SAR ADC，除了较高的采样率和带宽。
无别名、高动态模式：采样频率高达1.875 MHz，带宽高达1 Ms/s，动态范围150 dB。数据完全没有别名，因此所有更高的频率都被完全拒绝。这种带宽接近奈奎斯特准则的无混叠滤波器用于诸如声音和振动的信号的频域分析。方波和其他脉冲信号上存在一些振铃/过冲。这种行为类似于经典的Sigma-Delta ADC，只是具有更高的采样率和带宽。
无环滤波：此外，Dewesoft提供无环滤波器，在脉冲信号上没有过冲，同时仍保持无混叠采集。由于截止频率自动设置为采样频率的20%，因此测量保持无混叠。
了解更多信息：
Dewesoft数据采集技术说明
采用SIRIUS XHS的下一代功率分析仪
我的DAQ系统应该是可升级的还是可扩展的，以满足未来的需求？
大多数工程师每年的预算都是有限的，他们倾向于倾向于在明年以及以后的几年中易于升级或添加的系统。
围绕一个共同的“生态系统”构建的产品线很容易互连并共享模块化元素。它们可以很容易地同步在一起。它们共享一个通用的软件平台，将它们全部集成在一起，无需学习使用完全不同的系统。
在查看制造商的产品时，请了解它们是否围绕这样一个生态系统构建：您能否将它们互连，它们是否共享通用硬件和软件？
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Dewesoft数据采集系统在设计上是模块化的。输入通道数量和配置可以随着您的测试需求一起增长，因此您可以轻松地 |
