很多客戶在選擇德維創(chuàng)Dewetron數(shù)采的時候,經(jīng)常在精度和分辨率(位數(shù))上糾結(jié),有的更把分辨率和精度混為一談,認(rèn)為高的分辨率就一定代表高的精度,在選擇一塊德維創(chuàng)數(shù)據(jù)采集板卡的時候,您可以很容易地決定自己需要的模擬 輸入/輸出和數(shù)字信號的通道數(shù)。但要確定模擬輸入通道的分辨率,就不是那么容易了。 一些Dewetron 12 位的板卡可以達到更高采樣率,或是具有比同類 16 位板卡低廉的價格。如何確定哪款卡才是自己真 正需要的呢?想要作出正確的決定,您需要考慮系統(tǒng)和板卡要求的整體精度。
首先考慮精度而非分辨率
工程師們在決定選用 德維創(chuàng)12 位 還是 16 位的數(shù)采設(shè)備時,經(jīng)常是靠“猜測”。實際上,通過很多方法,都可以由給 定的系統(tǒng)精度指標(biāo)衡量出數(shù)采卡需要的整體精度。在一個給定范圍內(nèi),一塊德維創(chuàng) 16 位 數(shù)采卡的測量結(jié)果有 2 的 16 次方,即 65536 種可能,而 12 位的 數(shù)采 卡則有 2 的 12 次方,即 4096 種可能。在理想狀態(tài)下,這些可能的值在 整個測量范圍內(nèi)均勻分布,測量硬件將實際值歸入接近的可能結(jié)果,并將此結(jié)果返回到計算機的內(nèi)存。如果計 算精度只考慮這一點的話,那么 16 位測量則永遠比 12 位測量精確 16(=2 的 4 次方)倍。而實際上,人們僅將 這種誤差視為影響精度的因素之一,由于這種誤差是由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的過程中引入的,所以我們稱之為數(shù) 字量化誤差。 數(shù)字量化誤差在 12 位 數(shù)采 板卡的總體測量誤差中占 35%,但在 16 位 數(shù)采 板卡的測量誤差中,所占比例可忽 略不計。特別是在 16 位測量中,您除了測量誤差外,還必須考慮其他誤差因素。 所謂的其他誤差包括噪音,非線性轉(zhuǎn)換函數(shù),溫度漂移誤差及更多。所有這些誤差都會受到處理模擬信號的 電子線路的設(shè)計質(zhì)量影響,是 16 位產(chǎn)品的總體誤差中的重要因素。這意味著 16 位板卡的模擬設(shè)計比 12 位的更 加嚴(yán)格,尤其在高增益時。不同的測量硬件廠商對構(gòu)成誤差的定義各異,術(shù)語也不盡相同。因此,您必須核對多 個供應(yīng)商的技術(shù)規(guī)范列表,以確認(rèn)廠商沒有遺漏任何影響精度的重要信息。
調(diào)理和采樣模塊對精度的影響
計算機或工作臺上的儀器設(shè)備溫度會不斷波動,高品質(zhì)德維創(chuàng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備能在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi)確保測量精 度。通常 55℃是 PCI 設(shè)備的工作范圍。定制的電阻網(wǎng)絡(luò)和高檔元件能將溫度漂移限定在 6 ppm/℃內(nèi)。另一個要 注重的設(shè)計是分辨率改良技術(shù)。德維創(chuàng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)計應(yīng)將噪聲小化,并按高斯法則均勻分布其他誤差。因此, 通過將采樣結(jié)果取平均也能大幅增加這類設(shè)備的測量精度。計算 100 個或更多采樣結(jié)果的平均值后,12 位板卡 能有 14 位板的效果,16 位能達到 18 位的效果。這種做法的弊端在于使用現(xiàn)有硬件提高精度的同時,損失了系 統(tǒng)的實時性。因此,對于實時性要求嚴(yán)格的測試場合,不能采用此類方法提高精度。 帶多功能 I/O 的數(shù)采設(shè)備應(yīng)該具有校準(zhǔn)電路,來矯正模擬輸入和輸出產(chǎn)生的增益和漂移誤差。您可利用OXYGEN軟件來消除運行時的時間漂移和溫度漂移。無需外部電路,板卡上高度穩(wěn)定的內(nèi)部參考電壓即可確保其在時間和溫度變 化下保持原有的精度和穩(wěn)定性。工廠校準(zhǔn)常量被地保存在板上的 EEPROM 里,不能修改。在 EEPROM 中可被 修改部分保存了用戶可調(diào)性常量。您可以通過取出不可修改常量,將設(shè)備恢復(fù)到出廠時的初始校準(zhǔn)狀態(tài)。
軟件重要性
配置和驅(qū)動軟件的質(zhì)量好壞與測量硬件的質(zhì)量同樣重要。一定要耐心仔細地為您的數(shù)據(jù)采集和信號調(diào)理系統(tǒng) 選擇一個穩(wěn)固、經(jīng)過長時間考驗的驅(qū)動軟件。德維創(chuàng)OXYGEN軟件能夠幫助您快速完成設(shè)備安裝,開始測量數(shù)據(jù)。購買之前,先參考一些測量范例能讓您的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)有一個高的起點。為了確保投入的資金,驅(qū)動軟件應(yīng)能在多種不同開發(fā) 環(huán)境、操作系統(tǒng)和計算機總線下保持同樣的高性能與易用性。 花時間在評估和選擇正確的數(shù)據(jù)采集設(shè)備是成功測量任何信號和傳感器的關(guān)鍵。盡管您可能有許多選擇,但由于每種數(shù)采卡均有設(shè)計獨特之處,所以選擇只有一種。向技術(shù)支持工程師咨詢,了解設(shè)備在不同溫度下的 工作狀態(tài),抗噪性如何,軟件是否提供快捷配置工具等,能讓您對產(chǎn)品質(zhì)量乃至項目的成功更有把握.。