数据采集及分析试验指导书
数据采集实验报告
引言概述
数据采集是指收集并记录各种形式的数据以用于进一步分析和决策的过程。在现代社会,数据采集已经成为了许多领域中不可或缺的一部分,如科学研究、商业分析和市场调研等。本实验报告旨在介绍一个数据采集实验的过程和结果,以及对实验中遇到的挑战和解决方案的讨论。
正文内容
1.实验背景
1.1.引言
数据采集是科学研究中的重要环节。本实验旨在通过各种手段和方法采集有关消费者购物行为的数据,以便进一步分析和研究。
1.2.数据采集目的
我们的目标是了解消费者的购物习惯和偏好,以及他们在购物过程中面临的问题和需求。通过收集数据,我们可以得到一些有关市场趋势和消费行为的洞见,帮助企业制定更有效的营销策略。
1.3.数据采集方法
我们采用了多种数据采集方法,包括在线调查、观察和采访等。这些方法相互补充,可以提供更全面和准确的数据。
2.数据采集过程
2.1.在线调查
我们设计了一个在线调查问卷,针对消费者的购物行为和偏好进行了提问。通过社交媒体和电子邮件的方式,向目标受众发送了问卷,并鼓励他们分享给其他人。
2.2.观察
我们在几家商场和超市进行了观察实验。观察者注意到消费者在购物过程中的行为,观察并记录了他们的购物车内容、购买决策过程和顾客间的互动。
2.3.采访
我们选择了一些消费者进行了面对面的采访,了解他们的购物动机、偏好和体验。通过这种方式,我们可以更深入地了解消费者的心理需求和感受。
3.实验结果分析
3.1.在线调查结果
我们收集到了大量的在线调查数据,通过数据分析,我们得出了一些有关消费者购物行为和偏好的结论。例如,大多数消费者更喜欢在线购物,尤其是年轻人群体。价格和品质是他们购买产品的最重要考虑因素。
数据采集与分析工作方案范本
数据采集与分析工作方案范本
一、背景和目标
随着互联网和信息技术的发展,数据的规模和重要性日益增加。数据采集与分析成为企业决策和发展的重要工具。本工作方案旨在制定一套有效的数据采集与分析方案,帮助企业准确把握市场动态和用户需求,提供有力的参考依据。
二、数据采集计划
1. 数据采集目标
明确数据采集的目标和需求,例如市场调研、竞争分析、用户行为分析等。
2. 数据来源
明确数据的来源,包括但不限于公开数据、第三方数据、用户反馈、合作伙伴数据等。
3. 数据采集方式
基于数据来源的特点,确定相应的数据采集方式,包括网络爬虫、调查问卷、用户调研、数据采购等。
4. 数据采集频率
根据数据的时效性和业务需求,确定数据采集的频率,例如每日、每周、每月等。
三、数据采集流程
1. 数据采集准备
明确数据采集所需的工具和技术,例如爬虫软件、在线调查平台、数据清洗工具等。
2. 数据采集实施
按照预定的方式和频率进行数据采集,确保数据的完整性和准确性。
3. 数据验证和清洗
对采集到的数据进行验证和清洗,排除异常值和重复值,确保数据的可靠性。
4. 数据存储和备份
建立数据存储和备份机制,确保数据的安全性和可用性。
四、数据分析方案
1. 数据分析目标
根据业务需求和数据采集的目标,确定数据分析的目标和指标。
2. 数据分析方法
选择合适的数据分析方法,包括统计分析、数据挖掘、机器学习等,以充分发掘数据中的价值。
3. 数据可视化
将数据分析的结果可视化,通过图表、报表等方式将分析结果直观呈现,方便决策者理解和应用。
4. 数据分析报告
编制数据分析报告,结合数据分析的结果和业务需求,提出相应的建议和决策参考。
实验指导书
实验指导书
一、引言
在科学研究和实验中,实验指导书是非常重要的文档。它提供了执行实验所需的详细步骤和相关信息,可以帮助研究者更好地规划和实施实验。实验指导书不仅包括实验的目的、原理和方法,还包括必要的安全注意事项和实验结果的分析。本文将详细探讨实验指导书的结构和编写要点。
二、实验指导书的结构
一份好的实验指导书应具有清晰的结构,便于读者理解和操作。以下是一份典型的实验指导书的结构:
2.1 实验目的
实验目的是实验的出发点和目标,它描述了研究者希望通过实验达到的具体目的。实验目的应该明确、具体,并与研究领域的重要问题紧密相关。
2.2 实验原理
实验原理介绍了实验所基于的理论基础和科学原理。通过清晰地解释理论基础,读者可以更好地理解实验的背景和意义。
2.3 实验材料和设备
实验材料和设备一览表列出了进行实验所需的各种材料和设备。这些材料和设备应在实验开始之前准备好,并符合相关的安全要求。
2.4 实验步骤
实验步骤提供了执行实验所需的详细步骤和操作。每个步骤都应具体明确,包括所需材料、操作流程和注意事项。
2.5 安全注意事项
安全是实验中必须关注的重要方面。在实验指导书中,应详细列出实验中可能存在的安全风险,并提供相应的防护措施和应急处理方法。
2.6 数据处理和结果分析
数据处理和结果分析是实验的核心内容,需要详细说明数据的采集、处理和分析方法。此部分还应讨论实验结果的可靠性和合理性,并与实验目的进行比较。
三、实验指导书的编写要点
3.1 清晰明了
实验指导书应使用简洁明了的语言,尽量避免使用复杂或难以理解的术语。每个步骤应简洁明了,尽量用简短的语句描述操作方法。
数据采集及分析方法
A采集部分
1 将仪器与电脑连接
2 运行采集软件
3 选择数据保存路径
4 参数设置(一般默认)
5 选择读取弹出窗口“节点数据”
节点编号为仪器上编号,选择单条读取,不定长数据,选中需要读取的日期,点击确定,开始读取。
软件开始接受读取数据,读取时间根据采集的时间或长或短。
采集完成后,窗口会变成如下情形,点击“退出”,完成采集。
可到保存的文件夹路径查看是否采集到相关数据。
B 数据分析
1 运行数据分析软件,打开工作窗口。
2截取数据,依次点击工具,原始数据截取。出现如下对话框后,先选择原始数据文件夹,即之前采集到的数据文件夹,点确定。
出现原始数据列表,选择第一通道数据,浏览数据量选择最大值100,000,一般需要截取的数据在最后几页中出现,用鼠标左键控制绿色条线确定开始截取的时间,用鼠标右键控制蓝色条线确定结束截取时间,然后依次点击截取和保存按钮,系统会自动保存到之前的文件夹里面。第二通道和第三通道也是如此截取和保存。
3 测点标定
数据截取之后才能开始标定测点,点击“工具”中的“测点标定”,出现如下对话框,点击“选择原始数据文件获取节点通道信息”,此时选择的文件应该是之前所截取的数据,而不是原始数据。
选择文件之后,出现如下对话框,输入相关信息,标定系数设置为“280.00”,全部设定时候,点击“设定”,再点击导出标定文件,另存为在之前数据的文件夹即可。
4 生成TIM文件
在生成TIM文件之前,需要新建一个工程信息文件,为方便,可将之前的工程信息文件直接复制到本次数据分析的文件夹内。
在“工具”下面选择生成TIM文件,然后依次将之前保存的文件选中,其中原始数据文件夹应为截取的数据文件。全部完成后,点击生成Tim。
数据采集使用说明书
G01通用数据采集仪和分析系统
使用说明书
中国地震局工程力学研究所
目录
一.功能和用途说明--------------------------------------------------------------3 二.软件安装步骤说明----------------------------------------------------------3 三.软件使用说明-----------------------------------------------------------------4 四.采集仪使用说明------------------------------------------------------------24
一、功能和用途说明
本系统包括采集仪和软件两个部分。采集仪为16位、USB总线、最高采样率可达到400KHz的16通道的数据采集仪器。软件有数据采集、数据触发采集、时域滤波、波形编辑、数据微分、积分和统计、频域分析、自动判断结构固有频率、结构振型分析、多通道信号失真度测量、虚拟电压表和示波器共11个模块组成。提供了多种采集方式、丰富的数据时域分析、频率分析等功能。可用于地脉动、结构脉动、爆破、桥梁、大坝和结构等建筑物的健康诊断和分析、环境振动影响分析、结构振型分析等。
二、安装步骤
1. 先安装驱动程序。解压缩“数据采集驱动程序”文件,解压缩后选择“USB2080”文件里面的“app”文件,打开“app”文件,点击setup。如果已经安装了波速测量软件、挠度测量软件、振动台标定软件中的任何一个驱动程序,在这不需要再安装驱动程序,直接安装应用程序。
数据采集与处理实验报告
数据采集与处理实验报告
本次实验主要涉及数据采集和处理领域,旨在通过实验练习,学习并掌握数据采集和
处理的基本原理、方法和技巧。
一、实验过程
1. 数据采集
本次实验使用的是Python编程语言进行数据采集。首先,我们需要了解一下Python
中的一些库和工具。在本次实验中,我们使用的是requests、BeautifulSoup以及pandas 库。requests库用于发送网络请求,BeautifulSoup库用于解析网页内容,pandas库用于数据分析和处理。
我们选取的数据源是某网站的文章内容,通过requests库发起网络请求,获取到HTML文件,然后使用BeautifulSoup库解析HTML文件,获取我们需要的信息,最终将数据保存为CSV文件。
2. 数据处理
数据处理采用了pandas库。首先,我们读取CSV文件,并将其转换为DataFrame对象。然后,根据我们的需求对数据进行处理和统计。本次实验主要运用了一些常用的数据处理
方法,如数据清洗、数据筛选、数据排序等方法。
二、实验结果
最终,我们成功地采集了指定网站的文章内容,将其保存为CSV文件,并且使用pandas库对数据进行了处理和分析。下面是我们得到的一些结果:
1. 文章数量统计
我们对采集到的数据进行统计,获得了文章的数量和发布时间分布。通过分析,我们
发现文章数量最多的月份是3月,共有89篇文章。
2. 词频统计
为了更好地分析文章内容,我们对文章进行词频统计。我们选取了频率较高的10个词汇,分别为:好看、漂亮、特别、好吃、好评、推荐、喜欢、值得、性价比、优惠。其中,好看是出现最频繁的词汇,共出现了111次。
地震数据采集实验指导书
实验二地震数据采集实验
一实验目的和要求
通过实验了解地震数据的采集方法和观测系统的设计方法。
二实验内容
1 了解地震数据的采集方法。
2 地震观测系统的设计。
3 实验观测结果的分析。
三实验仪器设备
Suumit数字地震仪、100hz地震检波器12串、锤击震源1个、地震采集站6个,皮尺1个。
四实验步骤
1 画出合适的观测系统(单边激发,每炮12道接收,每炮12道接收,共12炮,道间距为2m),合理设置仪器参数。
2 将检波器、采集站、击发锤、炮线和仪器连接,检查仪器的相关参数。
3 用击发锤多次敲击地面,产生地震波,由检波器接收并转化为电信号,通过电缆传输到仪器中,进行重复叠加后记录到磁盘上,获得一张地震记录。
4 打印地震记录。
5 根据直达波时距曲线为直线、反射波时距曲线近似为双曲线的特点,在地震记录中识别出直达波和反射波。
6 向前移动检波器排列,并重复2、3、4和5步骤。
五实验结果
1 说明地震数据采集方法,并绘制地震观测系统的综合平面图。
(1)画出观测系统(非物探专业不用画)
(2)按照观测系统布置好检波器和震源,并用锤击的方式激发地震波。
(3)根据不同类型地震波的特点识别地震记录中的各种波。
六实验小结体会
数据采集实施方案书
数据采集实施方案书
一、背景
随着信息化时代的到来,数据已经成为企业经营管理的重要资源。通过对数据的采集、整理和分析,企业可以更好地了解市场需求、客户行为、竞争对手动态等信息,从而制定更加科学的经营决策。因此,数据采集成为了企业信息化建设中的重要环节。
二、目的
本数据采集实施方案书的目的是为了明确数据采集的具体步骤和方法,确保数据采集工作的顺利实施,为企业提供准确、及时、全面的数据支持。
三、实施方案
1. 确定数据采集的范围和目标
首先,需要明确数据采集的范围和目标,包括要采集的数据类型、数据来源、数据量等。根据企业的实际需求,确定需要采集的
数据内容,例如销售数据、客户信息、市场调研数据等。
2. 确定数据采集的方法和工具
根据数据采集的范围和目标,选择合适的数据采集方法和工具。常见的数据采集方法包括网络爬虫、数据抓取工具、调查问卷等,
根据实际情况选择合适的方法。同时,需要确定数据采集的频率和
时间节点,确保数据能够及时更新。
3. 确定数据采集的流程和责任人
制定数据采集的具体流程和责任人,明确每个环节的工作内容
和责任,确保数据采集工作的有序进行。例如,确定数据采集的负
责人、审核人、发布人等,明确其具体职责和权限。
4. 确保数据采集的质量和安全
在数据采集过程中,需要确保数据的质量和安全。对于数据的
来源进行严格筛选和验证,确保数据的准确性和完整性。同时,加
强数据的安全管理,采取技术和管理手段,防止数据泄露和损坏。
5. 完善数据采集的监控和评估机制
建立数据采集的监控和评估机制,定期对数据采集的效果进行评估和分析,及时发现问题并进行调整。同时,加强对数据采集过程的监控,确保数据采集工作的顺利进行。
实验指导书(DOE)
实验指导书(DOE)
试验设计(DOE)实验指导书
周娟编
中国计量学院质量与安全学院
二○○九年十月
学生实验守则
1 学生必须在规定时间内参加实验,不得迟到、早退。
2 学生进入实验室后,不准随地吐痰、抽烟和乱抛杂物,保持室内清洁和安静。
3 实验前应认真阅读实验指导书,复习有关理论并接受教师提问检
查,一切准备工作就绪后,须经指导教师同意后方可动用仪器设备进行实验。
4 实验中,认真执行操作规程,注意人身和设备安全。学生要以科学
的态度进行实验,细心观察实验现象、认真记录各种实验数据,不得马虎从事,不得抄袭他人实验数据。
5 如仪器发生故障,应立即报告教师进行处理,不得自行拆修。不得
动用和触摸与本次实验无关的仪器与设备。
6 凡损坏仪器设备、器皿、工具者,应主动说明原因,书写损坏情况
报告,根据具体情节进行处理。
7 实验完毕后,将计量器具和被测工件整理好,认真填写实验报告(包
括数据记录、分析与处理,以及绘制必要的图形)。
前言
本实验指导书是《试验设计(DOE)》课程的配套实验教材。
《试验设计(DOE)》是工程技术与统计学相结合的学科,主要
包括两部分内容,第一是对试验进行科学有效的设计,第二是对试验数据进行正确的统计分析,属于设计质量范畴。《试验设计(DOE)》在质量设计和质量改进的过程中扮演了非常重要的角色,它是我们产品质量提高,工艺流程改善的重要保证。实验设计技术已广泛被运用于从航天业到一般生产制造业的产品质量改善、工艺流程优化。本课程的目的是希望学生能较为透彻地理解各种方法的设计思想及其实践过程,并能熟练运用。
医学实验数据收集和分析报告范文
医学实验数据收集和分析报告范文
一. 简介
本报告旨在详细介绍医学实验数据的收集和分析方法,并提供一个范例报告,以展示如何正确运用这些方法并得出科学结论。
二. 数据收集
1. 实验设计
在数据收集阶段,我们使用了随机对照试验设计。实验组和对照组各包含100名患者,他们在治疗前的临床特征相似。
2. 数据录入
所有患者的相关数据被记录在电子数据表格中,包括年龄、性别、病史、实验组与对照组的分组信息等。
3. 数据收集过程
每个患者的数据收集包括几个主要步骤:
- 患者基本信息:包括姓名、年龄、性别等。
- 病史:包括疾病种类、持续时间等。
- 治疗过程:记录每位患者的详细治疗过程,包括药物剂量、用药频率等。
- 治疗结果:记录患者的治疗效果、药物副作用等。
三. 数据分析
1. 描述性统计分析
我们首先进行了描述性统计分析,以了解实验组和对照组在各方面的特征差异。例如,我们计算了两组患者的平均年龄、性别比例等。
2. 假设检验
为了评估实验组和对照组的治疗效果差异是否显著,我们使用了t 检验。本实验中,我们以对照组为基准比较两组患者的治疗效果。
3. 结果展示
根据假设检验的结果,我们将数据可视化展示,如制作柱状图或折线图。这有助于读者更直观地理解实验结果。
四. 结论
根据我们对医学实验数据的收集和分析,我们得出以下结论:
1. 实验组患者在治疗后的症状缓解程度明显优于对照组。
2. 药物对实验组患者的副作用较小,与对照组相比显著减少。
3. 本实验结果表明该药物具有潜在的治疗效果,值得进一步研究。
五. 讨论
1. 实验设计的合理性
实验数据采集与分析技术指南
实验数据采集与分析技术指南
现代科学研究的发展,离不开数据的采集与分析。实验数据的采集与分析质量
直接决定了研究结果的可信度和科学性。本文将介绍一些常用的实验数据采集与分析技术,帮助读者顺利完成实验工作并获得准确的结果。
一、实验数据采集技术
1. 选择合适的实验设备
实验设备的选择对于数据采集的准确性至关重要。根据实验的需求,选择具有
稳定性和准确性的设备。确保设备的标定与校准工作得到合理进行,以保证获得可靠的数据。
2. 规范的实验操作
实验过程中的操作要规范严谨,如掌握好实验操作的顺序、技术要求等。此外,对于反复实验需求的实验,要注意操作的一致性,以保证数据的可重复性。
3. 合理设置实验参数
在实验过程中,要合理设置实验参数,如温度、压力、浓度等。合理设置参数
能够提高采集数据的准确性,并避免系统误差的出现。
4. 数据记录及标注
在采集实验数据时,要及时记录数据,并进行详尽的标注。标注应包括实验时间、实验条件、样本编号等相关信息,以便后续数据分析时作为参考依据。
二、实验数据分析技术
1. 统计学分析
统计学分析是实验数据分析中最常用的方法之一。通过对数据的统计处理,可
以得到数据的中心趋势、离散程度、相关性等信息。在使用统计学方法分析数据时,应注意选择合适的统计指标,如平均值、标准差、相关系数等。
2. 傅里叶变换
对于频域数据分析,可以使用傅里叶变换方法。傅里叶变换可以将时域数据转
换为频域数据,帮助研究者分析信号的频谱特征。在使用傅里叶变换进行数据处理时,需要注意选择合适的采样频率和频谱窗口。
3. 图像处理
数据采集与处理技术实验报告
《数据采集与处理技术》实验报告书
实验名称:ADC量化与显示原理实验
实验时间:2014年11月24日得分:
一、实验目的
1.了解数据采集中ADC外围电路基本原理,重点:采样时钟、数据输出与数据同步时钟、参考电压等;
2.学习ADC量化数值和显示对应关系;
3.了解ADC输入电压与量化数字结果的关系。
二、实验内容
1.学习AD9481的基本原理,了解高速数据采集系统的基本设计原理。
2.了解8bit波形数据在320*240分辨率LCD上显示方法。
3.验证ADC输入电压与量化数字结果的对应关系。
三、实验步骤
1.ADC模拟输入与量化结果实验
调节位移旋钮,用DMM模块测量ADC的信号输入点VIN+,见图7中红圈1或者2,并观察液晶屏波形(无信号输入时为一条基线)显示位置,完成表1和表2。
1
2
图7 ADC采集模块实物照片
四、实验结果记录与分析
实验结果如下图所示:
说明:一大格(div)有25个点(像素),分为5个小格,每小格5个像素。
五、实验思考题
ADC将输入的模拟信号与参考电压进行比较,量化得到数字与模拟输入信号的幅度成比例关系,试分析,如果参考电压发生变化(变大或者变小),那么量化得到的数字结果是如何变化的?
答:当参考电压变大时,量化得到的数字结果变大;当参考电压变小时,量化得到的数
字结果变小。
数据分析实验指导书
数据分析实验指导书
⽬录
实验⼀描述性分析
实验⼆正态总体的均值检验
实验三⾮参数检验
实验四⽅差分析
实验五回归分析
实验六判别、聚类分析
实验七主成分分析
实验⼋因⼦分析
实验⼀描述性分析
【实验⽬的】
1.掌握数字特征的计算(A);
2. 掌握相关矩阵计算(A)。
【实验原理】
数据分析是指⽤适当的统计⽅法对收集来的⼤量第⼀⼿资料和第⼆⼿资料进⾏分析,以求最⼤化地开发数据资料的功能,发挥数据的作⽤;是为了提取有⽤信息和形成结论⽽对数据加以详细研究和概括总结的过程。
要对数据进⾏分析,当然要分析数据中包含的主要信息,即要分析数据的主要特征,也就是说,要研究数据的数字特征。对于数据的数字特征,要分析数据的集中位置、分散程度。数据的分布是正态的还是偏态等。对于多元数据,还要分析多元数据的各个分量之间的相关性等。
【实验项⽬设计】
1.给定⼀组单变量数据,分组计算均值、⽅差、Q1、Q3、偏度、峰度。
2.给定⼀组多变量数据,计算相关矩阵。
【实验内容】
⼀、单样本的数字特征计算
(习题1.4) 从某商店的营业⽇中随机抽取12天,得⽇营业额数据为(单位:万元):12.5, 17.2, 9.1, 25.4, 31.2, 20, 18.9, 22.8, 21.1, 17.8, 25.1, 27.7 试求样本均值、样本⽅差、样本变异系数、样本中位数、上样本四分位数、下样本四分位数、样本四分位数间距和极差。
1. 建数据集
Data d4;
Input x @@;
Cards;
12.5 17.2 9.1 25.4 31.2 20 18.9 22.8 21.1 17.8 25.1 27.7 ;
RVIS数据采集实验指导书2013
预备知识
DAQmx子选板常用节点简介
a. DAQmx创建虚拟通道——在多态VI 选择器中指定该VI 创建的虚拟通道类型为模拟输入>>电压;右击“DAQmx创建虚拟通道物理”的“通道输入”接线端,选择创建»输入控件,并将控件命名为“AI Channel”
b. DAQmx 开始任务—该VI 执行之后才能启动测量任务
c.While循环——将DAQmx 开始任务的错误输出接线端连接至While 循环的左侧,右击隧道,选择替换为移位寄存器,在While 循环的条件接线端创建停止输入控件
d. DAQmx读取——注意多态VI选择器应选择模拟»单通道»单采样»DBL, 该选项是从一条通道返回一个双精度浮点型的模拟采样。右击数据输出接线端,选择创建»显示控件
e. 等待下一个整数倍毫秒——用该函数控制循环每隔100 ms执行一次,该函数可从函数选板的编程>>定时中找到
f. DAQmx清除任务——在清除之前,VI 将停止该任务,并在必要情况下释放任务占用的资源
g. 简易错误处理器——程序出错时,该VI 显示出错信息和出错位置. 该函数可以从函数选板的编程>>对话框与用户界面中找到
使用NI-DAQmx API进行模拟数据采集实验
Lab 1 电压表——软件定时的单点模拟采集
目标:
使用DAQmx API 采集信号,执行连续的软件定时测量
硬件连线:
将ELVIS Prototyping Board上Variable Power Supplies的Supply+连接至Analog Input Signals中的AI 0+; 将Variable Power Supplies的Ground连接至AI 0-
数据采集及分析试验指导书
《数据采集及分析》实验指导书
实验一采样定理
一、实验目的
熟悉信号采样过程,并通过本实验观察欠采样时信号频谱的混迭现象,了解采样前后信号频谱的变化,加深对采样定理的理解,掌握采样频率的确定方法。
二、实验原理
模拟信号经过(A/D) 变换转换为数字信号的过程称之为采样,信号采样后其频谱产生了周期延拓,每隔一个采样频率fs,重复出现一次。为保证采样后信号的频谱形状不失真,采样频率必须大于信号中最高频率成份的两倍,这称之为采样定理。
a) 正常采样b)欠采样
图1.1 采样信号的频混现象
需要注意的是,在对信号进行采样时,满足了采样定理,只能保证不发生频率混叠,对信号的频谱作逆傅立叶变换时,可以完全变换为原时域采样信号,而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到5倍。
三、实验仪器和设备
1. 计算机 n台
2. 实验软件 1套
四、实验步骤及内容
1. 启动计算机。
2. 启动实验软件。
图1.2 采样定理实验
3. . 点击"采样定理"实验中的"正弦波"按钮,产生正弦波信号,然后选择不同的采样抽取率,分析和观察信号的时域波形与频谱的变化。
4. 点击"采样定理"实验中的"方波"按钮,产生方波信号,然后选择不同的采样抽取率,分析和观察信号的时域波形与频谱的变化。
5. 点击"采样定理"实验中的"三角波"按钮,产生三角波信号,然后选择不同的采样抽取率,分析和观察信号的时域波形与频谱的变化。
五、实验报告要求
1. 简述实验目的和原理。
2. 按实验步骤附上相应的信号波形和频谱曲线,说明采样频率的变化对信号时域和频域特性的影响,总结实验得出的主要结论。
数据采集实验
实验六 数据采集实验
一 实验目的
(1)了解模拟信号到数字信号的转换原理;
(2)熟悉DSP对数据的保存方法;
(3)熟悉CCS对数据的分析功能;
二 实验内容
本试验要求使用AD将模拟信号变换成数字信号,使用DSP对转换后的数字信号读取并保存,并利用CCS对这些采集到的数据进行分析。
三 实验原理
DSP的应用系统一般包括模数转换器(AD)、信号处理芯片(DSP)、数模转换器(DA)等主要器件,一个典型的数字信号处理系统如图2.1所示。该系统首先将模拟信号(实验时可以由信号发生器产生),经过一个或多个硬件滤波器,或其他的信号预处理,到达AD,结果AD转换成数字信号,传输到DSP,DSP对这个信号进行采集、处理、分析,如果有必要再经过DA,转换成模拟信号输出,实验中可以由示波器查看输出的信号波形。
图2.1 典型数字信号处理系统图
在DSP系统中,首要的就是数据采集。实验中,我们选择对一个确定的信号进行采样,然后将采样后的数据从DA输出,从DA的输出使用示波器查看输出后的波形。也可以使用CCS的画图功能查看采集到的数据。
关于AD转换器的采样频率必须对于信号频率的2倍,采样频率的确定方法将在下一个实验中介绍。
在DSP芯片中,数据的存储格式都是二进制的格式,实际中从AD读取的数据或者输出到DA的数据也必须是二进制的格式。而DSP仿真软件CCS可以显示多种的数据格式,分别有16进制数、16位有符号数、16位无符号数、二进制数、32位无符号数、32位有符号数等、浮点数等多种类型。不同的数据格式有不同的显示结果,所以在查看采集到的数据的时候一定需要明白采集到数据的格式,必须保持一致。一般从AD读取的数据都是二进制格式,但是位数不一定,从8位到32位不等,根据具体所选用的AD所决定。
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《数据采集及分析》实验指导书
实验一采样定理
一、实验目的
熟悉信号采样过程,并通过本实验观察欠采样时信号频谱的混迭现象,了解采样前后信号频谱的变化,加深对采样定理的理解,掌握采样频率的确定方法。
二、实验原理
模拟信号经过(A/D) 变换转换为数字信号的过程称之为采样,信号采样后其频谱产生了周期延拓,每隔一个采样频率fs,重复出现一次。为保证采样后信号的频谱形状不失真,采样频率必须大于信号中最高频率成份的两倍,这称之为采样定理。
a) 正常采样b)欠采样
图1.1 采样信号的频混现象
需要注意的是,在对信号进行采样时,满足了采样定理,只能保证不发生频率混叠,对信号的频谱作逆傅立叶变换时,可以完全变换为原时域采样信号,而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到5倍。
三、实验仪器和设备
1. 计算机 n台
2. 实验软件 1套
四、实验步骤及内容
1. 启动计算机。
2. 启动实验软件。
图1.2 采样定理实验
3. . 点击"采样定理"实验中的"正弦波"按钮,产生正弦波信号,然后选择不同的采样抽取率,分析和观察信号的时域波形与频谱的变化。
4. 点击"采样定理"实验中的"方波"按钮,产生方波信号,然后选择不同的采样抽取率,分析和观察信号的时域波形与频谱的变化。
5. 点击"采样定理"实验中的"三角波"按钮,产生三角波信号,然后选择不同的采样抽取率,分析和观察信号的时域波形与频谱的变化。
五、实验报告要求
1. 简述实验目的和原理。
2. 按实验步骤附上相应的信号波形和频谱曲线,说明采样频率的变化对信号时域和频域特性的影响,总结实验得出的主要结论。
六、思考题
1.为什么在实际测量中采样频率通常要大于信号中最高频率成分的3到5倍?
实验二典型信号频谱分析
一、实验目的
1. 在理论学习的基础上,通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特征,并能够从信号频谱中读取所需的信息。
2. 了解信号频谱分析的基本方法。
二、实验原理
1. 典型信号及其频谱分析的作用
正弦波、方波、三角波信号是实际工程测试中常见的典型信号,这些信号时域、频域之间的关系很明确,并且都具有一定的特性,通过对这些典型信号的频谱进行分析,对掌握信号的特性,熟悉信号的分析方法大有益处,并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参照资料。
2. 频谱分析的方法及设备
信号的频谱可分为幅值谱、相位谱、功率谱、对数谱等等。对信号作频谱分析的设备主要是频谱分析仪,它把信号按数学关系作为频率的函数显示出来,其工作方式有模拟式和数字式二种。模拟式频谱分析仪以模拟滤波器为基础,从信号中选出各个频率成分的量值;数字式频谱分析仪以数字滤波器或快速傅立叶变换为基础,实现信号的时-频关系转换分析。
傅立叶变换是信号频谱分析中常用的一个工具,它把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间具有一定关系的正弦信号之和,并通过对各个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅值。
信号频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。时域信号x(t)的傅氏变换为:
式中X(f)为信号的频域表示,x(t)为信号的时域表示,f为频率。用傅立叶变换将信号变换到频率域,其数学表达式为:
x(t)=a0/2 + a1*sin(2πf0t)+b1*cos(2πf0t) + a2*sin(4πf0t)+b2*cos(4πf0t) +.........
=C0+
用Cn画出信号的幅值谱曲线,从信号幅值谱判断信号特征。
本次实验利用信号频谱分析软件对信号进行频谱分析。由虚拟信号发生器产
生一个典型波形的电压信号,用频谱分析仪对该信号进行频谱分析,得到频谱特性数据。分析结果用图形在计算机上显示出来。
三、实验仪器和设备
1. 计算机 n台
2. 信号频谱分析软件 1套
四、实验步骤及内容
1. 启动计算机。
2. 启动信号频谱分析软件。
3. 点击"典型信号频谱分析"实验中的"正弦波"按钮,产生正弦波信号,分析和观察正弦波信号波形和幅值谱特性。
4. 点击"典型信号频谱分析"实验中的"方波"按钮,产生方波信号,分析和观察方波信号波形和幅值谱特性。
5. 点击"典型信号频谱分析"实验中的"三角波"按钮,产生三角波信号,分析和观察三角波信号波形和幅值谱特性。
五、实验报告要求
1. 简述实验目的和原理。
2. 按实验步骤整理出正弦波、方波、三角波的时域和幅值谱特性图形,说明各信号频谱的特点。
3. 将分析结果与理论分析进行对照,说明实际分析结果与理论分析之间的差异,并简要分析产生误差的原因。
实验三振动信号数据采集及分析
一、实验目的
通过本实验了解并掌握机械振动信号数据采集的基本方法。
二、实验原理
机械在运动时,由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素,总是伴随着各种振动。
机械振动在大多数情况下是有害的,振动往往会降低机器性能,破坏其正常工作,缩短使用寿命,甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声,恶化环境,危害健康。另一方面,振动也被利用来完成有益的工作,如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数,充分发挥振动机械的性能。
在现代企业管理制度中,除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外,还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断,对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能,有必要进行机械结构的振动分析和振动设计。这些都离不开振动测试。
振动测试包括两种方式:一是测量机械或结构在工作状态下的振动,如振动位移、速度、加速度、频率和相位等,了解被测对象的振动状态,评定等级和寻找振源,对设备进行监测、分析、诊断和预测。二是对机械设备或结构施加某种激励,测量其受迫振动,以便求得被测对象的振动力学参量或动态性能,如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和模态等。
振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数,称为振动三要素。
幅值:幅值是振动强度的标志,它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
频率:不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小,从而寻找振源,采取相应的措施。
相位:振动信号的相位信息十分重要,如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析,各谐波的相位关系是不可缺少的。
在振动测量时,应合理选择测量参数,如振动位移是研究强度和变形的重要依据;振动加速度与作用力或载荷成正比,是研究动力强度和疲劳的重要依据;振动速度决定了噪声的高低,人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关,并决定动量的大小。
三、实验仪器和设备
1. 计算机n台
2. 虚拟仪器软件1套
6. 振动数据一组
四、实验步骤及内容