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昆明理工大学虚拟仪器实验指导书答案 ~ PAGE \* MERGEFORMAT7 ~ 虚拟仪器 实验指导书参考答案 (2013) 汤占军编 昆明理工大学信息工程及自动化学院 2013年3月 实验一 MAX配置与DAQ助手应用实验 六、实验分析及思考题： 1 数据采集卡中一般要汲及到哪些性能参数，各种参数的意义是什么？ 数据采集卡的主要性能指标数据采集系统的主要性能指标有两个：精度和速度。对任何量的测量都要有一定的精度要求，否则将失去测量的意义。提高数据采集的速度不仅仅提高了工作效率，更主要的是扩大数据采集系统的使用范围，便于实现动态测试。对数据采集系统的性能要求和具体应用目的及应用环境有密切关系，对应用不同情况往往有不同的要求。以下给出的是数据采集系统比较重要和常用的几个指标的含义。 1、分辨率（resoulution）、(或位数) 分辨率是指数据采集系统可以分辨输入信号的最小变化量。通常用最低有效值（leastsingificantbit，LSB）占系统满度的百分比来表示，或用系统可分辨的实际电压数值来表示，有时也用满度信号可以分的级数来表示。 数据采集系统的分辨率由模数转换器的位数来决定。因此，系统分辨率习惯上用数/模转换结果的位数表示。 2、精度（accuracy） 产生各输入代码所需模拟量（严格地说指该代码中心值）的实际值与理论值之差的最大值称为精度。精度是零位误差、增益误差、积分线性误差、微分线性误差、温度漂移等综合因素引起的总误差。 一般地说，分辨率高的采集系统的精度也比较高，但并非总是一致的。精度是指系统实际值与理论值之间的偏差，而分辨率是指对相邻数值加以区分的能力，这点需要注意。有时候对信号处理的精度要求并不高，但所处理的信号动态范围很宽，那么一种高分辨率，而精度并不很高的数据采集系统是十分合适的，因为它的价格比具有高分辨率和高精度的数据采集系统低得多。 3、量程（fullscalerange，满度范围） 量程是指数据采集系统嗦能采集的模拟输入信号的范围，如0~5V、0~10V、—5~+5V和—10~+10V等，采集系统的量程主要由模数转换器的输入范围决定。 4、采??速率 数据输出速率是指单位时间内采集系统通过速率、吞吐率等，是指在满足系统精度指标的前提下，系统对输入模拟信号在单位时间内所完成的采集次数；或者说是系统每个通道、每秒钟可采集的采样数目。这里所说的“采集”包括对被测物理量进行采样、量化、编码、传输、储存等的全部过程。在时间领域上，与采集速率对应的指标是采集周期，它是采集速率的倒数，它表征了系统每采一个有效数据所需的时间。 5、?数据输入速率（output data rate） 数据输入速率是指单位时间内采集系统的模数转换器输出转换结果（数字输入信号）的次数。数据输出速率也被称为输出更新率（outputdata rate）或通过率（throughput rate）。 6、?动态范围 动态范围是指某个物理量的变化范围。信号的动态范围是指信号的最大幅值和最小幅值之比的分贝数。数据采集系统的动态范围通常定义为所允许输入的最大幅值和最小幅值之比的百分数。最大允许输入幅值是指使数据采集系统的放大器发生饱和和或者是使模数转换器发生溢出的最小幅值。最小允许输入幅值一般用等效输入噪声电平来代替。 对具有最大动态范围特性的信号进行高精度采集时，还要用到瞬时动态范围的概念。所谓瞬时动态范围是指某一刻系统所能采集到的信号的不同频率分量幅值之比的最大值，即幅度最大频率分量的幅值与幅度最小频率分量的幅值之比的分贝数。 7、?非线性失真 非线性失真也称谐波失真（harmonicdistortion）。当给系统输入一个频率为f的正弦波时，其输出中出现很多频率为kf的频率分量现象。称为非线性失真。谐波失真系数用来衡量系统产生非线性失真的程度。 此外，还有ＡＩ、ＡＯ、ＤＩ、ＤＯ数也是性能指标之一。 2 写出开发一个数据采集系统完整的过程 　　提示：开发一个数据采集系统，首先要选择硬件设备，搭建硬件平台，硬件设备要根据采集对象的类型、数据采集的精度要求、数据采集的通道数要求等进行选择，选好数据采集卡后，再选择合适的传感器，传感器的选择也要满足性能指标的基础上，考虑性价比。传感器选好后，再选信号调理设备，也要满足性能要求的基础上，考虑性性价比。其次选择合适的上位机开发软件平台编写数据采集上位机ＨＭＩ，包括软硬件的通读接口与协议，上位机采集数据的标度变换等。在硬件平台搭建完和上位机数据采集软件编写完成后，要进行软硬件的联合调试。调试过程中不断进行修改，直到软硬件联合工作稳定，达到数据采集的要求。 3 在M