智能仪器的数据采集系统设计
图4.1 数据采集系统的基本组成 实际的数据采集系统往往需要同时测量多种物理量或同一种物 理量的多个测量点。因此，多路模拟输入通道更具有普遍性。 按照系统中数据采集电路是各路共用一个还是每路各用一个，
多路模拟输入通道可分为集中采集式和分散采集式两大类型。
一、集中采集式
多通道一般数据采集系统，通过多路转换器MUX将各路
采样与保持器是指在输入逻辑电平控制下处于“采样”或“保 持”两种工作状态的电路。在“采样”状态下电路的输出跟踪 输入模拟信号，在“保持”状态下电路的输出保持着前一次采 样结束时刻的瞬时输入模拟信号，直至进入下一次采样状态为 止。通常，采样保持器用作锁存某一时刻的模拟信号，以便进 行数据处理（量化）或模拟控制。
由控制电路进行控制。他的灵活性强，可满足不同精度，不同速度数据
采集的要求。
在智能仪器的信号调理通道中，针对被放大信号的特点，并结合
数据采集电路的现场要求，目前使用较多的放大器有仪用放大器、 程控增益放大器以及隔离放大器等。
二、 仪用放大器
仪用放大器又称为测量放大器，是一种带有精密差动电压增 益的器件，由于他具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模
隔离放大器是利用光、电容和变压器的耦合技术，实现放大器 输入和输出的欧姆隔离。
4.4 模拟多路开关及接口
多路开关的主要用途是把模拟信号分时的送入A/D转换器，或者 把经计算机处理后的数据由D/A转换器转换成的模拟信号，按一 定的顺序输出到不同的控制回路中。
前者称为多路开关，完成多到一的转换（多路调制器）。后者 称为反多路开关或多路分配器，完成一到多的转换（多路解调 器）。
VIN VOUT
采样
保持 t 工作方式
采样/保持器输入输出特性
采样保持电路的技术指标
1. 孔径时间（tAP）
2. 捕捉时间（tAC）
孔径时间是指发出保持指令到开关真正打开所需要的时间。
捕捉时间是指从开始采样到采样保持器输出达到当前输入信 号的值所需要的时间。显然A/D转换的采样时间必须大于捕 捉时间，才能保证采样阶段充分的采集到输入模拟信号。
八通道双向多路开关CD4051
CD4051的真值表
输入状态 INH C B 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 接通通道号 CD4051 0 1 2 3 4 5 6 7
多路开关的扩展
4.5 采样保持电路
3. 保持电压的下降
4.馈通
4.6 A/D转换器及接口设计
4.6.1 A/D转换器概述
A/D转换器——ADC(Analog-Digital Converter) A/D转换器：是指将模拟量转换为数字量的器件， 这个模拟量泛指电压、电阻、电流、 时间等参量，但在一般情况下，模拟 量是指电压。 A/D转换器常用的几项技术指标： A/D转换器的分类：
图5.10 程控放大器原理框图
四、隔离放大器
实际应用中，经常遇到信号源(传感器)和系统间不允
许有直接的电信号连接。
原因之一是因为被测量信号为弱信号，实际现场干 扰非常大，又存在很高的共模电压。 原因之二是避免意外的高压浪涌通过地对仪表放大 器造成损坏。 原因之三是传感器和系统必须电隔离，如心电图、脑 电图等，此类仪器必须杜绝因漏电流可能对病人的电击。
由第一级放大器A1和A2可得：
U i1 U i 2 I G RG
U 3 U i1 I G R1
(U 3 U 4 ) R1 R2 1 (U i1 U i 2 ) RG
2R 1 1 RG
U 4 U i 2 I G R2
差动输入输出级放大器A1、A2对差动信号输入的增益为 1+2R1/RG。由于结构对称，且允许被放大信号直接加到输入 端，因而保证了很强的共模抑制能力。
干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳定增益等特点，使其
在检测微弱信号的的系统中被广泛用作前置放大器。
仪用放大器上下对称，即图中R1=R2，R4＝R3，R5＝R6。
Ui1
+
IG RG
-
A1 R1 R2 A2
U3
R3 U5 + R4
R5
A3
UO
结构
仪用放大器的增益可按下式确定： U0 (U 3 U 4 )U 0 K U i1 U i 2 (U i1 U i 2 )(U 3 U 4 )
多路开关有机械触点式开关（最常用的是干簧继电器）和半导 体模拟开关。 前者主要用于大电流、高电压、低速切换场所； 后者主要用于小电流、低电压、高速切换场所。半导体多路开关 由于是一种集成化无触点开关，不仅寿命长、体积小，而且对系 统的干扰小，因而目前智能仪器多采用这种开关，下面以CD4051 为例说明多路开关在数据采集系统中的使用方法。
模拟量轮流送给SHA和ADC进行模数转换。
多通道同步型数据采集系统，它在每个通道上都加一个SHA，并受同一 触发信号控制，这样可以做到同一时刻内将采集信号暂存在各自的保持 电容上，以后由微型机逐一取走并经ADC送入存储器中。
二、分散采集式(分布式)
多通道并行数据采集系统，它是许多单通道数据采集系统的组合，共同
第4章 智能仪器数据采集系统设计
智能仪器的数据采集系统简称DAS（Data Acquisition System），是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进 行采集、量化转换成数字量后，以便由主机电路进行存储、 处理、显示或打印的装置。
4.1 数据采集系统的组成
传感器 模拟信号调理 数据采集电路 微机系统
AD620 是AD公司的一款仪用放大器，他是一个低成本, 高精度
的单片仪器放大器, 8 脚，有双列直插封装和SOIC 贴片封装，
AD620的管脚如图5-4所示。 AD620 的两个内部增益电阻为24.7K欧, 因而增益方程式为：
49.4k G 1 RG
对于所需的增益, 则外部控制电阻值为：
49.4 RG k G 1
表5-1 AD620参数
三、 程控增益放大器
信号采集系统中，信号变化的幅度
比较大，那么放大以后的信号幅值
有可能超过A/D转换的量程，所以 必须根据信号的变化相应调整放大
器的增益。
在智能仪器中，可变增益放大器的 增益由仪器内置计算机的程序控制。 这种由程序控制增益的放大器，称 为程控放大器。。
3章 数据采集技术解读
第三章 数据采集技术
测量放大器
模拟多路转换器
采样保持电路
A/D转换器(ADC)及其接口设计 数据采集系统设计及举例
数据采集技术
将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成 数字量后，再收集到微机进一步进行显示、处理、记录和传 输的过程。
智能仪器的数据采集系统
简称DAS（Data Acquisition System），是指将温度、压
力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后， 以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的系统或装置。
第一节 数据采集系统的组成结构
传感器
模拟信号调理
数据采集电路
微机系统
图3.1 数据采集系统的基本组成
一、数据采集系统的结构框图
输入信号有各自独立的 参考电压，或者信号长 传输引起严重共模干扰。 发挥共模抑制能力，通 道数一半
图3-12 模拟多路转换器的配置
伪差动式
3.3.3
常用的半导体多路转换器芯片
图 图3-13 3-13 AD7501(AD7503) AD7501(AD7503)和 和AD7502 AD7502的功能框图 的功能框图
00:02:48
图3-15 多路切换系统的等效电路 a)低频等效电路 b)高频等效电路
N-1通道被关断的信号在负载上产生的泄漏电压总和：
Ri+Ron<<RL<<(Ri+Roff)/(N-2) 2Ri+Ron<<Roff
1)减小Ri，为此前级应采用电压跟随器。 2)选用Ron极小、Roff极大的开关管。 3)减少输出端并联的开关数N。
对称结构使得具有很高的共模抑制能力 电路参数应对称以保证共模抑制能力 R1=R2,R3=R3, R5=R6
智能仪器实验指导书
智能仪器实验指导书Revised on November 25, 2020《智能仪器》实验报告实验项目实验时间同组同学班级学号姓名2014年4月实验一多路巡回数据数据采集系统一、实验目的1．学习模/数（A/D）转换的工作原理。
2．掌握芯片ADC0809与微控制器接口电路的设计方法。
3．掌握芯片ADC0809的程序设计方法。
二、实验设备1．实验用到的模块有“SMP-201 8051模块”、“SMP-204 译码模块”、“SMP-101 8位A/D模块”、“SMP-401 静态显示模块”。
2．短的20P、40P数据线各一根。
3．长的一号导线3根，转接线一根。
三、实验原理ADC0809芯片是一种8位采用逐次逼近式工作的转换器件。
它带有8路模拟开关，可进行8路模/数转换，通过内部3-8译码电路进行选通。
启动ADC0809的工作过程：先送信道号地址到A、B、C三端，由ALE信号锁存信道号地址，选中的信道的模拟量送到A/D转换器，执行语句 MOVX ＠DPTR，A产生写信号，启动A/D转换。
当A/D转换结束时，ADC0809的EOC端将上升为高电平，执行语句MOVX A，＠DPTR产生读信号，使OE有效，打开锁存器三态门，8位数据就读到CPU中，A/D转换结果送显示单元。
编程时可以把EOC信号作为中断请求信号，对它进行测试，用中断请求或查询法读取转换结果。
实验原理参考图1-1。
图1-1 多路巡回数据数据采集系统实验原理图本实验中ADC0809的8位模拟开关译码地址为：IN0= 8800H IN1= 8801HIN2= 8802H IN3= 8803HIN4= 8804H IN5= 8805HIN6= 8806H IN7= 8807H四、实验内容步骤1．将“SMP-201 8051模块”和“SMP-204 译码模块”分别插放到“SMP-2 主控制器单元”挂箱的CPU模块接口和译码模块接口上，将“SMP-101 8位并行AD模块”插放到“SMP-1 信号转换单元”挂箱的A/D转换模块接口上，将“SMP-401 静态显示模块”插放到“SMP-4键盘与显示单元”的显示模块接口上。
仪器设备检测数据自动采集项目设计方案
仪器设备检测数据自动采集项目( 汇报材料 )2017年 2月1项目实施背景近年来，随着“中国制造2025”以及“互联网＋”的提出，信息化、智能化、网络化将成为实验室信息化建设的主流方向。
目前，公司在互联网技术、产业以及跨界融合等方面取得了积极进展，已具备加快推进实验室与互联网融合发展的坚实基础，食品/环保/化学作为公司的核心检测业务，也必须走“互联网+检测”的信息化改革，通过信息技术来改造业务流程，实现公司食品/环保/化学中心实验室的全面信息化、智能化、网络化。
2项目目标本项目计划通过将公司分布在全国的食品/环保/化学业务实验室的仪器设备进行网络通讯改造，实现全部仪器设备互联互通，构成仪器设备一张内部网络，在此基础上，实现仪器设备检测数据的自动化采集和分析，将检测结果自动填充到电子化的原始记录模板上，大大提高实验室的生产效率，节省人力资源投入。
通过仪器设备检测数据的自动化采集和分析，可以进一步提高检测数据的准确性，避免人为抄录引起数据的缺漏导致的错误；同时，可以实现数据来源的可追溯，数据来之于哪个实验室、哪个仪器设备、哪个时间点产生的，一目了然。
通过该项目的实施，可以进一步提升公司在实验室管理的信息化、自动化、智能化水平，打造出公司在“中国制造2025”以及“互联网＋”的应用标杆，为公司在对外宣传上树立品牌影响力。
3解决思路3.1全国食品/环保/化学实验室现状3.1.1全国食品/环保/化学实验室分布目前，食品、环保、化学实验室共有22个，其中食品检测中心实验室数量占比达41%，且食品检测中心各实验室中郑州实验室业务量最大。
化学分析中心，各实验室设备数量广州本部居首位。
下面是实验室的详细分布情况：3.1.2全国食品/环保/化学实验室设备分析经过筛查，各中心可进行数据自动采集改造的设备如下图所示（其中，“其他”类包括大型仪器的检测器、采样设备、现场检测设备等）。
各类型设备品牌数目一览仪器类型品牌数量数量示意ICP-MS安捷伦 1赛默飞 1ICP-OES安捷伦 3Perkin Elmer 1X射线衍射仪日本理学 2X射线荧光光谱仪岛津7 赛默飞 1 斯派克 1红外测油仪华夏科创（国产） 4 离子色谱赛默飞7电子天平梅特勒-托利多31 双杰（国产） 5 沈阳天平（国产） 4岛津 1气相色谱安捷伦17 天美（国产） 3岛津 1 武汉恒信（国产） 1气质联用安捷伦21 岛津 4 赛默飞 2液相色谱Waters 8 岛津 4 赛默飞 1液质联用Waters 3 AB Sciex 1 安捷伦 1荧光分光光度计岛津 1原子吸收安捷伦13 Perkin Elmer 4 赛默飞 2原子荧光吉天（国产）11紫外分光岛津11赛默飞 2安捷伦 1 普析（国产） 1由统计结果可知：1、大化学板块三大中心实验室主要设备类型与品牌很大比例是一致的。
智能仪器第7章 数据采集系统
20nA
20nA 20nA
40ns
40ns\ 40ns
40us
40us 40us
双向三路 单选一
双向单十 六选一 双向双八 选一
±7.5V
±7.5V ±7.5V
≤30mA
≤30mA ≤30mA
7.4 数据采集系统设计
1 系统设计考虑的因素 数据采集系统设计要根据测试对象及系统的技术指标，主要考虑下列因素。 1.1 输入信号的特征 在输入信号的特性方面主要考虑：信号的数量，信号的特点，是模拟量还是数字 量，信号的强弱及动态范围，信号的输入方式，信号的频带宽度，信号是周期信号还 是瞬态信号，信号中的噪声及其共模电压大小，信号源的阻抗等等。 1.2 对数据采集系统性能的要求 1.2.1 系统的通过速率 系统的通过速率通常又称为系统速度、传输速率、采样速率或吞吐率，是指单位 时间内系统对模拟信号的采集次数。 1.2.2 系统的分辨力 系统的分辨力是指数据采集系统可以分辨的输入信号最小变化量。 1.2.3 系统的准确度 系统准确度是指当系统工作在额定通过速率下，系统采集的数值和实际值之间的 接近程度，它表明系统误差的总和。 1.3 接口特性 接口特性包括采样数据的输出形式，数据的编码格式，与什么数据总线相接等。
2 模拟电路的误差
2.1 模拟开关导通电阻RON的误差 模拟开关存在一定的导通电阻，信号经过模拟开关会产生压降。模拟开关 的负载一般是采样/保持器或放大器。显然，开关的导通电阻越大，信号在开 关上的压降越大，产生的误差也越大。 2.2 多路模拟开关泄漏电流IS引起的误差 如果信号源的内阻小，泄漏电流影响不大，有时可以忽略。如果信号源内 阻很大，而且信号源输出的信号电平较低，就需要考虑模拟开关的泄漏电流的 影响。一般希望泄漏电流越小越好。 2.3 采样保持器衰减率引起的误差 如果衰减率大，在A/D转换期间保持电压减小，影响测量准确度。一般选 择漏电流小的聚四氟乙烯等优质电容，可以使衰减率引起的误差忽略不计。 2.4 放大器的误差 数据采集系统往往需要是用放大器对信号进行放大并规一化。放大器是 系统的主要误差来源之一。其中有放大器的非线性误差、增益误差，零位误差 等。在计算系统误差时必须把它们考虑进去。
第12章_智能测量仪器与自动测试系统1
国际标准
§12-5 数据采集系统
一、数据采集系统的组成 传感器 ….. 传感器 多 路 开 关 放 大 隔 离 采 样 保 持 计 算 机
A/D
1. 模拟开关 通道数 泄漏电流——通道断路，电阻不为无穷大 通道断路， 泄漏电流 通道断路 导通电阻——通道短路电阻不为零 导通电阻 通道短路电阻不为零 切换速度 电压范围 光电隔离 2. 隔离运放 隔离运放 电磁隔离
§12-1 概述
一、智能仪器 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物。 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物。由于它 拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能， 拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，因 而称之为智能仪器 智能仪器。 而称之为智能仪器。 经典的 测量理论 现代的 测量理论 计算机 + 技术 测量 技术 测量的三要素 标准量，被测量， 标准量，被测量，比较仪器 • 提取被测量的信息特征； 提取被测量的信息特征； • 作为测控系统的一部分； 作为测控系统的一部分； 现代测量 理论与技术 智能仪器
二、智能仪器的特点 1. 测量过程的软件控制 自动量程切换； 自动量程切换； •用软件实现早期由硬件实现的功能 自动极性判断； 用软件实现早期由硬件实现的功能 自动极性判断； 自动巡回检测； 自动巡回检测；... • 人机对话；自检；自诊；显示及打印；... 人机对话；自检；自诊；显示及打印； 2. 数据处理 • 数据存储； 数据存储； • 数据处理——误差处理；数字滤波；时域/频域分析；... 误差处理； 数据处理 误差处理 数字滤波；时域/频域分析； 3. 多功能化 有功、 例：智能化电力分析仪——有功、无功、电压、电流、… 智能化电力分析仪 有功 无功、电压、电流、 峰谷记录、打印报警、 峰谷记录、打印报警、...
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。
温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一，对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。
ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术，凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点，已成为无线传感器网络的主流技术之一。
本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。
该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据，通过数据传输和处理，实现对温度信息的实时监测和分析。
系统设计注重实用性和可靠性，力求在保证数据准确性的同时，降低成本和提高效率。
本论文的主要内容包括：对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述，分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构，包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨，如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性，并对实验结果进行分析和讨论。
本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考，对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。
1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。
作为WSN的关键技术之一，ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点，成为实现WSN的重要手段。
温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用，通过对环境温度的实时监测，为生产生活提供准确的数据支持，对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。
传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式，存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。
为了解决这些问题，基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。
智能仪器设计要点总结
1、什么是智能仪器？它有什么特点?以微处理器为核心，将计算机技术与测量仪器相结合的仪器.拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,具有一定的智能作用。
测量范围宽、精度高、稳定性好.智能仪器一般均配有GP—IB（或RS—232C、RS—485）等通信接口，可跟另外的智能仪器组成智能仪器系统。
2、按智能仪器的结构可将智能仪器分为哪两类？微机内嵌（内藏）式微机扩展式3、什么叫做微机内嵌式智能仪器？什么叫做微机扩展式智能仪器？将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中，仪器包含一个或多个微机,属于嵌入式系统。
利用微机强大的功能完成信号调理、A/D转换、数字处理、数据存储、显示、打印、通信等各项任务。
将原智能仪器中测量部分配以相应的接口电路制成各种仪器卡，插入到PC机的总线插槽或扩展槽内，而原有智能仪器所需的键盘、显示器以及存储卡等均能借助于PC机资源（也就是利用微机的硬件、软件资源完成数据分析和显示)给使用者的感觉是一个微机系统。
4、什么叫做个人仪器？其组成方式怎样?个人仪器(Personal Computer Instrumen t，PCI)亦称PC仪器，是以个人计算机为基础的仪器，其组成方法是，将原独立式智能仪器中的测量部分制作成仪器卡，插入PC的总线插槽，而原独立式智能仪器所需的键盘、显示器及存储器等均借助于PC的资源。
5、什么是虚拟仪器？它能实现什么功能?虚拟仪器是指在计算机为核心的硬件平台上，由用户定义功能，具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统.虚拟仪器的三大功能为数据采集、数据分析处理、显示结果6、虚拟仪器的三大功能模块分别是什么？计算机、仪器模块和软件7、LabVIEW的基本程序单位是什么？它包括哪几部分？8、什么是网络化仪器?在智能仪器中将TCP/IP协议等作为一种嵌入式应用，使测量过程中的控制指令和测量数据以TCP/IP方式传送，使智能仪器可以接入Internet，构成分布式远程测控系统。
基于NI-myDAQ的数据采集系统的设计
江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院电子信息学院专业电子信息工程学生姓名赵越班级学号1140302124指导教师张贞凯二零一五年六月江苏科技大学本科毕业论文基于NI myDAQ的数据采集系统的设计Design of data acquisition system based on myDAQ摘要在从前，各种数据采集都是通过人工的方式进行的，所以一直存在很大的局限性，即无法做到对大量的实验数据的分析处理。
随着电子科技的发展,人们可以同时采集大量的信号数据并且通过计算机处理分析这些数据。
虚拟仪器仅是一个程序化的仪器，这种仪器和计算机结合使用，使得人们可以在事先编好的程序下完成对数据的一系列处理分析工作。
本文着重研究了几种典型的基于NI myDAQ的数据采集系统，设计了很多实用的虚拟仪器。
如虚拟数字电压表，它代替了传统的电压表，提高了测量效率和精准度。
连续脉冲序列产生VI，它能够产生任意占空比，任意频率的方波。
在脉冲宽度测量中，可以通过设置计数方式等方便快捷地测量出脉冲序列的宽度。
连续信号采集则是通过DAQmx API 采集信号，执行连续的硬件定时信号采集。
简单的边沿计数VI可以选择计数的方式，方便快捷地统计出一个方波的波峰个数。
同时本文在原有数据采集系统的基础上对部分系统进行升级改进，实现了更加丰富的功能。
关键词：虚拟仪器；LabVIEW；NI myDAQAbstractIn the past, a variety of data acquisition is performed by artificial means, it has a lot of limitations, which can not be done on a large number of experimental data .With the development of electronic technology, people can collect and processing large amounts of signal data and analyze the data through computers .Virtual instrument is only a procedural instrument. It is possible to complete a series of data processing and analysis work in the pre-programmed procedures with the combination of virtual instrument and computers.This paper focuses on some typical data acquisition system based on NI myDAQ and designs many useful virtual instrument. Such as Virtual digital voltmeter, which replaced the traditional voltmeter and improved the efficiency and accuracy. Continuous pulse sequence VI, it can generate a any duty and any frequency square wave. Pulse width measurement can measure the width of the pulse sequence quickly and easily by setting the counting methods. Continuous signal acquisition is to acquire signals by using DAQmx API. Simple Edge Count VI can choose the way of counting, it can count the number of a square wave crest quickly and easily. Meanwhile, based on the original data acquisition system .This paper upgrade part of the system to achieve a richer function.Keywords: Virtual instrument; LabVIEW,; NI myDAQ目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 虚拟仪器 (2)1.3.1 虚拟仪器产生的背景 (2)1.3.2 虚拟仪器的概念 (3)1.3.3 虚拟仪器的开发语言 (3)1.4 本文的主要结构 (4)第二章 DAQ简介 (5)2.1 数据采集卡的硬件简介 (5)2.2 数据采集卡的软件简介 (6)2.3 设置NI myDAQ设备 (6)2.4 本章小结 (10)第三章 LabVIEW简介 (11)3.1 LabVIEW和G语言的概述 (11)3.2 LabVIEW编程环境 (12)3.2.1 启动界面 (13)3.2.2 前面板 (13)3.2.3 程序框图 (14)3.3 浅谈G语言 (16)3.3.1 G 语言简介 (16)3.3.2 G 语言的特色——数据流 (18)3.3.3 G 语言的基本结构 (20)3.4 LabVIEW界面设计 (23)3.5 本章小结 (23)第四章基于NI myDAQ的数据采集系统 (24)4.1 虚拟数字电压表 (24)4.1.1 电压表的前面板布置 (24)4.1.2 电压表的程序框图 (24)4.1.3 测试过程 (25)4.1.4 测试结果 (25)4.2 连续信号采集 (26)4.2.1 程序框图的设计 (26)4.2.2 系统前面板的布置 (26)4.2.3 测试过程 (27)4.2.4 测试结果 (27)4.3 简单的边沿计数 (27)4.3.1 程序框图的设计 (27)4.3.2 系统前面板的布置 (28)4.3.3 测试过程 (28)4.3.4 测试结果 (29)4.4 脉冲宽度测量 (29)4.4.1 程序框图的设计 (29)4.4.2 系统前面板布置 (30)4.4.3 测试过程 (30)4.4.4 测试结果 (31)4.5 连续脉冲序列产生 (31)4.5.1 程序框图的设计 (31)4.5.2 系统前面板的布置 (32)4.5.3 测试过程 (32)4.5.4 测试结果 (33)4.6 本章小结 (33)本文总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论本章主要讲述了基于NI MyDAQ的数据采集系统设计的背景和意义，国内外所设计的数据采集系统的开发现状以及尚未解决的问题，随后简要提及了虚拟仪器的基本知识，最后列出本文的主要结构。
基于AD7609的高精度数据采集系统
2023年 / 第9期 物联网技术710 引 言作为一种将模拟量转化为数字量的手段，数据采集在自动控制、自动检测、电子测量等自动化、智能化系统中被广泛应用，它是基于计算机实现不同工作过程的基础[1]。
在目前的发展阶段，各个产业的发展都涉及到大量的数据处理，新的发展要求不能仅仅依靠传统的数据采集系统来满足，还要将先进的数据采集设备和技术运用到实际工作中，这对于优化数据采集结果、提高工作效率、促进行业更好地发展等众多方面都具有重要意义[2]。
韩宾等人[3]设计了以FPGA 和STM32架构为数据处理和控制核心的数据采集系统，实现了16路高精度数据的实时处理和采集功能，采样频率可调，满足了精密产品所需的多通道、高精度和实时数据采集功能。
但是使用FPGA 控制模块的成本过高，不能满足更多的使用场景。
寇剑菊等人[4]设计了基于AT89S52和AD7865构成的四通道并行数据采集系统，但是AD7865是14位四路采集芯片，其精度和通道数量都有所限制，所以适用范围较小。
徐国明等人[5]利用AD7606设计了一种数字多功能表，信号采集部分使用了高性能ADC ，为了保证整个测量段的数据精度，电流线路使用了有源补偿方式，确保系统能够以最高30 MHz 的时钟速率工作。
司云朴等人[6]使用STM32配合AD7609芯片设计了组合称重装置，AD7609的8个通道可以同时采样，且均使用差分输入，每个通道的采样速率为 20 KSPS 。
整个系统运行速度快、精度高。
常见的数据采集系统大多以DSP 或者FPGA 配合12位的AD 芯片进行数据采集，已经可以满足大多数行业的使用，对于一些要求速度高、精度高的行业，常见的采集系统显然不能满足其要求[7]。
本文设计了一种以STM32F407ZET6和AD7609为核心，包含8个18位采集通道的数据采集系统，在配备电池模块和存储模块的同时，将控制部分和采集部分采用模块化设计，让用户轻松离线使用，不用固定电源，丰富使用场景。
浅析测控仪器实时数据采集与存储设计
Ｉ Ｅ 口基于寄 存器结构 ，所有 的输 入输 出均通 Ｄ 接 过对相应的寄存器 进行操作来实现。
Ｉ 接 口的操 作 时 序 为 ： ＤＥ （ 等 待驱动 器将状 态寄 存器 中的Ｂｔ （ ＵＳ １） ｉ Ｂ Ｙ ７ 位） 零。 清
展Ｉ ／ 片、电子盘、Ｊ 接 口以及 串行接 口电路等组 Ｏ芯 ＤＥ 成 。它通 过 串口与外部设 备进行命令和 数据 的传输 ， 通 过Ｉ Ｅ 口实现对 电子盘 的操作 ，由微处理芯 片来 Ｄ 接 协调和控 制各部分 的工作 ，这样 便构成 了基于 单片机 系统的超 量存储 系统 。
的 关键 技 术之 一 。
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Ｎ Ｔ Ｅ
Ｃ Ｈ Ｎ
Ｏ Байду номын сангаас
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信 息 化 建
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关键词 ：数据采集 ；数 据存储 ；存储模块
一
、
引 言
在精 密 仪器 中 ，经 常需 要进 行 大量 的 实时数 据 采集和存储 操作。采样 点有成千上万个 ，产生了大量 的数据 ，保证这些 实时数据 的可靠采集 与存储 是测控 仪器设计 中的关键 问题 之一。为此设计 了一种 超量存 储模块 ，它的存储单 元采 用大容量 电子盘（４ 或更 ６ ＭＢ 高） ， 也称Ｃ （ ｏ ａ ｔＦａ ｈＣ ｒ） 。Ｃ 卡体积 小、 ＦＣ ｍｐ ｃ ｌ ａｄ卡 ｓ Ｆ 重 量轻 、功 耗 低 、容量 大 、读 写速度 快 、机械 性 能 优 、硬件 兼容性好 ，非常适合解 决野外 实时数据 采集 系统中数据传输 及大容量 存储 的问题 。
也 能 被 Ｐ 机 读 取 ，并 进 行 事 后 数 据 分 析 。 Ｃ
将在规 定时间 内等待 扇 区号 的输 入和数据 的输 入。如 果超 出规定时间 ，则 系统会加 到主程序 的等待 状态 ，