数据采集卡的分类及应用
数据采集卡及基于板卡的测控系统
还有其它一些专用I/O板卡，如智能接口卡、虚拟存储板 （电子盘）、信号调理板、专用（接线）端子板等，这些种 类齐全、性能良好的I/O板卡与IPC配合使用，使系统的构成 十分容易。
PCI-5121智能CAN接口卡
常用的数据采集卡
1．模拟量输入卡（A/D卡）
在工业测控系统中，输入信号往往是模拟量，这就需要一个装置把 模拟量转换成数字量，各种A/D芯片就是用来完成此类转换的。在实际 的计算机测控系统中，不是以A/D芯片为基本单元，而是制成商品化的 A/D板卡。
大部分数据采集应用实例都使用了驱动软件。软 件层中的驱动软件可以直接对数据采集件的寄存器 编程，管理数据采集硬件的操作并把它和处理器中 断，DMA和内存这样的计算机资源结合在一起。驱 动软件隐藏了复杂的硬件底层编程细节，为用户提 供容易理解的接口。
系统特点
基于PC的DAQ系统（简称PCs）的基本特点 是，输入输出装置为板卡的形式，并将板卡直接 与个人计算机的系统总线相连，即直接插在计算 机主机的扩展槽上。这些输入输出板卡往往按照 某种标准由第三方批量生产，开发者或用户可以 直接在市场上购买，也可以由开发者自行制作。 一块板卡的点数（指测控信号的数量）少的有几 点，多的可达24点、32点甚至更多。
6．执行机构
它的作用是接受计算机发出的控制信号， 并把它转换成执行机构的动作，使被控对象 按预先规定的要求进行调整，保证其正常运 行。生产过程按预先规定的要求正常运行， 即控制生产过程。
7．外围设备
主要是为了扩大计算机主机的功能而配置 的。它用来显示、存储、打印、记录各种数 据。包括输入设备、输出设备和存储设备。
注意：在用手持板卡之前，请先释放手上 的静电（例如：通过触摸电脑机箱的金属 外壳释放静电），不要接触易带静电的材 料（如塑料材料），手持板卡时只能握它 的边沿，以免手上的静电损坏面板上的集 成电路或组件。
核心提示数据采集卡的定义数据采集卡就是把模拟信
核心提示：一、数据采集卡的定义：数据采集卡就是把模拟信号转换成数字信号的设备，其核心就是A/D芯片。
二、数据采集简介：在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。
它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。
各种类型信号采集的难易程度差别很大。
实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。
数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。
假设现在对一个模拟信号 x(t) 每隔Δ t 时间采样一次。
时一、数据采集卡的定义：数据采集卡就是把模拟信号转换成数字信号的设备，其核心就是A/D芯片。
二、数据采集简介：在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。
它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。
各种类型信号采集的难易程度差别很大。
实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。
数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。
假设现在对一个模拟信号 x(t) 每隔Δ t 时间采样一次。
时间间隔Δ t 被称为采样间隔或者采样周期。
它的倒数1/ Δ t 被称为采样频率，单位是采样数 / 每秒。
t=0, Δ t ,2 Δ t ,3 Δ t …… 等等， x(t) 的数值就被称为采样值。
所有x(0),x( Δ t),x(2 Δ t ) 都是采样值。
这样信号x(t) 可以用一组分散的采样值来表示：下图显示了一个模拟信号和它采样后的采样值。
采样间隔是Δ t ，注意，采样点在时域上是分散的。
图 1 模拟信号和采样显示如果对信号 x(t) 采集 N 个采样点，那么 x(t) 就可以用下面这个数列表示：这个数列被称为信号 x(t) 的数字化显示或者采样显示。
注意这个数列中仅仅用下标变量编制索引，而不含有任何关于采样率（或Δ t ）的信息。
所以如果只知道该信号的采样值，并不能知道它的采样率，缺少了时间尺度，也不可能知道信号 x(t) 的频率。
根据采样定理，最低采样频率必须是信号频率的两倍。
反过来说，如果给定了采样频率，那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率，它是采样频率的一半。
数据采集卡主要参数
数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。
数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
●通道数：就是板卡可以采集几路的信号，分为单端和差分。
常用的有单端32路/差分16路、单端16路/差分8路●采样频率：单位时间采集的数据点数，与AD芯片的转换一个点所需时间有关，例如：AD转换一个点需要T = 10uS，则其采样频率f = 1 / T为100K，即每秒钟AD芯片可以转换100K的数据点数。
它用赫兹（Hz），常有100K、250K、500K、800K、1M、40M等●缓存的区别及它的作用：主要用来存储AD芯片转换后的数据。
有缓存可以设置采样频率，没有则不可以。
缓存有RAM和FIFO两种:FIFO应用在数据采集卡上，做数据缓冲，存储量不大，速度快。
RAM是随机存取内存的简称。
一般用于高速采集卡，存储量大，速度较慢。
●分辨率：采样数据最低位所代表的模拟量的值，常有12位、14位、16位等（12位分辨率，电压5000mV）12位所能表示的数据量为4096（2的12次方），即±5000 mV电压量程内可以表示4096个电压值，单位增量为（5000 mV）/ 4096=1.22 mV。
分辨率与A/D 转换器的位数有确定的关系，可以表示成FS/2n。
FS表示满量程输入值，n为A/D转换器的位数。
位数越多，分辨率越高。
●精度：测量值和真实值之间的误差，标称数据采集卡的测量准确程度，一般用满量程(FSR，full scale range)的百分比表示，常见的如0.05%FSR、0.1%FSR等，如满量程范围为0~10V，其精度为0.1%FSR，则代表测量所得到的数值和真实值之间的差距在10mv以内。
●量程：输入信号的幅度，常用有±5V、±10V 、0~5V 、0~10V ，要求输入信号在量程内进行●增益：输入信号的放大倍数，分为程控增益和硬件增益，通过数据采集卡的电压放大芯片将AD转换后的数据进行固定倍数的放大。
信息采集技术-数据采集卡(精)
信息采集技术-数据采集卡
3 分类
基于PC总线的板卡种类很多，其分类方法也有很多种。按照板卡处理信号的不同 可以分为模拟量输入板卡(A/D卡)、模拟量输出板卡(D/A卡)、开关量输入板卡、开关 量输出板卡、脉冲量输入板卡、多功能板卡等。其中多功能板卡可以集成多个功能， 如数字量输入/输出板卡将模拟量输入和数字量输入/输出集成在同一张卡上。根据总 线的不同，可分为PXI/CPCI板卡和PCI板卡。 还有其它一些专用I/O板卡，如智能接口卡、虚拟存储板（电子盘）、信号调理板 、专用（接线）端子板等，这些种类齐全、性能良好的I/O板卡与IPC配合使用，使系 统的构成十分容易。
人计算机。
信息采集技术-数据采集卡
2 起源
3
为了满足IBM-PC机及其兼容机用于数据采集与控制的需要，国内外许多厂商生产了各种各 样的数据采集板卡（或I/O板卡）。这类板卡均参照IBM-PC机的总线技术标准设计和生产，用户 只要把这类板卡插入IBM-PC机主板上相应的I/O扩展槽中，就可以迅速方便地构成一个数据采集 与处理系统，从而大大节省了硬件的研制时间和投资，又可以充分利用IBM-PC机的软硬件资源 ，还可以使用户集中精力对数据采集与处理中的理论和方法进行研究、进行系统设计以及程序 的编制等。
4
信息采集技术-数据采集卡
4 主要类型
在工业现场，我们会安装很多的各种类型的传感器，如压力的、温度的、流 量的、声音的、电参数的等等，受现场环境的限制传感器信号如压力传感器输出 的电压或者电流信号不能远传或者因为传感器太多布线复杂，我们就会选用分布 式或者远程的采集卡（模块）在现场把信号较高精度地转换成数字量，然后通过 各种远传通信技术（如485、232、以太网、各种无线网络）把数据传到计算机或 者其他控制器中进行处理。这种也算作数据采集卡的一种，只是它对环境的适应 能力更强，可以应对各种恶劣的工业环境。
使用多通道数据采集卡的实验方法
使用多通道数据采集卡的实验方法随着科技的不断进步，数据采集在许多领域中扮演着重要的角色。
多通道数据采集卡的出现，使得同时采集多个信号成为可能。
本文将介绍使用多通道数据采集卡的实验方法，帮助读者更好地了解和应用这一技术。
1. 什么是多通道数据采集卡多通道数据采集卡是一种硬件设备，用于采集多个信号。
它通常包括多个输入通道、模拟至数字转换器（ADC）、时钟源和接口等组件。
通过连接传感器、测量设备等到不同的通道上，数据采集卡可以将多个信号同时转换为数字信号，并提供给计算机进行存储、处理和分析。
2. 数据采集前的准备工作在进行实验之前，我们需要做一些准备工作。
首先，明确实验目的和所需的采集信号类型。
例如，如果需要监测温度和湿度，我们需要选择合适的传感器，并将它们连接到数据采集卡的相应通道上。
其次，确保数据采集卡和计算机之间的连接正常。
一般来说，数据采集卡通过USB、PCIe等接口与计算机连接。
根据设备型号和接口类型，我们可以选择合适的连接线缆，并确保稳定的连接。
另外，对于模拟信号的采集，我们需要进行校准和滤波处理。
校准可以提高信号的测量精度，滤波处理可以减少噪音对信号的干扰。
因此，在实验开始之前，我们应该对采集卡的设置进行调整，并根据需要进行校准和滤波操作。
3. 实验过程及应用案例在实验过程中，我们可以使用软件或编程语言来控制和接收数据。
许多数据采集卡提供了自带的软件，可以用于实时数据监测和保存。
此外，我们也可以使用LabVIEW、Python等编程语言进行数据采集和处理。
对于应用案例，我们以心电信号采集为例进行说明。
在实验中，我们可以将心电传感器连接到多通道数据采集卡的相应通道上，然后通过软件接收和记录心电信号。
通过设置采样频率和时间间隔，我们可以获取不同时间段内的心电数据。
然后，我们可以使用信号处理算法对心电信号进行滤波、去噪、心律分析等操作，以获得更有用的信息。
除了心电信号的采集，多通道数据采集卡还可以应用于许多其他领域，如振动分析、声音信号处理、工业自动化等。
深圳市华邦德 HIC-9000 数据采集卡 说明书
HIC-9000数据采集卡使用说明书深圳市华邦德科技有限公司2009一、概述HIC-9000 采集卡是一款PC/104 总线的多功能采集卡，能为系统提供5 种类型的信号测量和控制功能：A/D、D/A、数字量输入、继电器输出及定时/计数器。
模拟量的分辨率为14位。
模拟量输入范围还可以编程选择，不同的通道可选择不同的输入范围。
本卡是模拟量和数字量混合采集的理想选择。
二、 采集卡产品图三、数据采集系统规格1、总线接口:P C104,16位2、模拟量输入:n17路,差动输入（作单端使用时负端接信号地），数字端光电隔离， 隔离电压2500V，14位转换精度,电压输入范围：-10V～+10V-5V～+5V,-2.5V～+2.5V0V～10V0V～5V0m A～20m A（需外接250Ω1%电阻）0m V～20m V转换方式：自动扫描转换时间：约30µs/每路0～20m v输入时，100µs/每路其中1路冷端补偿温度传感器3、模拟量输出:6路,14位转换精度,，数字端光电隔离，隔离电压2500V，14位转换精度,电压输出:0V～5V,负载能力 5m A（M A X）电流输出:0m A---20m A，负载500欧，拉电流输出刷新时间：约15u s/每路4、数字隔离输入:24路,光耦隔离,隔离电压3500V,输入高电平:15V～24V输入低电平:0V～2V2路具有中断功能（第一路和第二路）5、继电器输出:16路,光耦隔离,隔离电压3500V。
输出类型 -继电器输出,每路一个N O触点(独立两线)；每路最大负载能力 -250V/5A6、可编程定时/计数器:3路,16位可设置为内部定时器或外部计数器,计时/计数到信号可输出或产生中断；设置为外部计数时,接受计数输入和门控信号(T T L)。
7、电源要求：+5V/2A最大四、接口说明五、连接方式1、模拟量输入17路模拟输入都为差动输入，可直接输入差动、单端、单极性、双极性，当输入0～20m A的电流信号时，需按图示要求接如250Ω 1‰的电阻。
多功能数据采集卡
进行DAQ配置的步骤如下：
• 1．新建一个通道 • 2．选择通道类型，可以选择通道类型如模拟输入、模拟输出、数字
I/O等。 • 3. 定义通道名。 • 4．选择测量类型，如电压、电流、电阻、频率等 • 5．定义单位和范围。 • 6．定义刻度模式。
• 7. 指定DAQ设备及通道号。
第九页，讲稿共二十二页哦
§11-2 数据采集函数
• Data Acquisition模板分成六个 子模板：
– Analog Input（模拟输入），
– Analog Output（模拟输出），
– Digital I/O（数字I/O）， – Counter（计数器）， – Calibration And Configuration（
字
线6
线8
控
错误报告 接 控制
制
2 判优
口4
逻
芯 中断
辑
2
片1
系统信息
2 中断
1
DRQ
1
10M
16 FIFO
12 82C53
A
1M 分频器
12- 程控
输入
Bit
增益
多路器
A/D
4
3 12
82C55
校准
4 12- 1 Bit D/A 24
8
I/O 连 接 器
12
12- 1 Bit
D/A
8
82C53 8
• number of samples/ch端口可指定每个通道的采样点数，为一 个整数；
• waveforms端口将输出采集到的多路模拟输入的电压数据（单 位为伏特），为一个数字型的二维数组，数组的一列为一个 通道的采样数据；
数据采集卡MPS-010501说明书 V2.0
提供 Windows95/98/NT/2000 下的驱动程序，提供通用 DLL 文件，并提供在 LabVIEW 图像化语言编写的应用软件范例程序。
五、 销售清单
[1] MPS-010501 USB 总线数据采集卡一张； [2] 高屏蔽 USB 数据传输电缆一根； [3] 保修卡一张；
六、 售后服务
的 DLL 接口 范和调用方式，
被 体 别为 DLL 可以方便的在 VC、VB、LabVIEW 等语言下 调用，具 方式分 ：
VC 下调用 DLL
y f v * v ; t pede oid ( FUNC )( oid) c; FUNC Fun
////定定义义一 一个 个函 函数 数指指针针变量
H A = y " " ; 加载 INST NCE hDLL LoadLibrar ( DllTest.dll ) // dll c= G cA " c " ; 找到 Fun (FUNC) etPro ddress(hDLL, Fun InDLL ) // dll 中的函数
5. 在弹出的对话框中选择“从磁盘安装”。
所 目录 “ f” 点击确定 6. 选择 MPS-010501 采集卡驱动 在的 ，选中文件 MPS-010501.in 。
。
莫非电子
MPS-010501 多功能 USB 数据采集卡使用说明
“ ” 点击 步 7. 选中 DAQCard(without driver) ， 下一 。
指示 亮 正 ▪ 绿色 LED：系统自检 。LED ，系统 常工作。 红 状 指示 亮 状 灭 ▪ 色 LED：采集 态 。LED ，采集卡处于配置 状态。
态；采集卡
，采集处于工作
数据采集卡(待完善)
基础知识
方乐 2019年10月23日
什么是数据采集卡？
数据采集是指对设备被测的模拟或数字信号，自动采集并送到上 位机中进行分析、处理。
数据采集卡，即实现数据采集功能的计算机扩展卡，可以通过 USB、PXI、PCI、PCI Express、火线（1394）、PCMCIA、ISA、 Compact Flash、485、232、以太网、各种无线网络等总线接入计算 机。
采样频率：单位时间采集的数据点数，与AD芯片的转换一个点 所需时间有关，例如：AD转换一个点需要T=10us，则其采样频率 f=1/T为100K（即100kHz），即每秒钟AD芯片可以转换100K的数据 点数。常有100K、250K、500K、800K、lM、40M等。
03.技术参数（缓存）
缓存：主要用来存储AD芯片转换后的数据。带缓存板卡可以设 置采样频率，否则不可改变。缓存有RAM和FIFO两种。FIFO主要用 作数据缓冲，存储量不大，速度快；RAM一般用于高速采集卡，存储 量大，速度较慢。
01.分类（处理信号）
③：现在电能计量的常用方法是电能脉冲计量法，即使电能表转盘每 转一圈便输出一个或两个脉冲，用输出的脉冲数代替转盘转动的圈数， 并将脉冲量通过计数器计数后输入测控装置，由CPU进行存储、计算。
01.分类（总线PCI）
PCI是Peripheral Component Interconnect(外设部件互连标准)的缩 写，它是目前个人电脑中使用最为广 泛的接口，几乎所有的主板产品上都 带有这种插槽。PCI插槽也是主板带有 最多数量的插槽类型，在目前流行的 台式机主板上，ATX结构的主板一般 带有5～6个PCI插槽，而小一点的 MATX主板也都带有2～3个PCI插槽， 可见其应用的广泛性。
数据采集卡分类与应用
AO运用－交流电机速度控制
15000转／212＝3.7转
０－１０V
变频器
０－15000转
M
36
37
3、数字量输入输出DI/DO
通道数目（16、32）； 隔离/非隔离； 输入电压范围和输出驱动能力
38
信号的输入DI
39
非隔离输入DI
40
隔离输入DI
外部隔离输入
1.2K Ohm
板卡内部
Register level
Driver level
Microsoft Windows (Windows 95/98
Windows
NT Windows 2000)
DOS
Hardware ( ISA /PCI Card)
69
你会在工程目录中看到Driver.h中定义了API 函数的格式
70
常见工控厂商名录
71
研华 advantech
1983年创立，研华公司，总部中国台北
72
凌华科技 ADLINK
1995年立，总部中国台北。
73
控创集团 Kontron
控创集团(Kontron)成立1962年，总部德国。
74
华北工控 NORCO
华北顺通科技有限公司（简称华北工控） 始创于1991年。
75
20
４）、板卡AI的通道个数
根据模拟量的输入数量确定. 常见的通道数量为１６／３２ 如仓库温度控制
21
22
５）、AD板卡多通道采样同步与轮 询
– 同步采样
板卡采用多个A/D芯片，不同通道采用同一时钟 保证不同通道的采样时间相同（信号同步）
– 轮询采样
只采用一个A/D芯片，通过多路转换开关实现不同 通道的切换
数据采集设备
数据采集设备在当今信息化时代，数据被认为是一种无价的资源，对于企业和个人来说，获取数据的重要性不言而喻。
而数据采集设备则是实现数据获取的重要辅助工具之一。
什么是数据采集设备数据采集设备是指用于收集各种类型数据的设备或工具，它们能够从多种来源获取数据并将其转化为数字形式，以便进一步分析和应用。
数据采集设备通常包括传感器、数据采集卡、数据记录仪等多种设备，其应用领域涵盖工业自动化、环境监测、健康医疗等多个领域。
常见的数据采集设备传感器传感器是最常见的数据采集设备之一，它们能够将各种物理量（如温度、湿度、压力、光强等）转化为电信号，进而将所测量的数据传输到数据采集系统中进行进一步处理。
传感器的种类繁多，包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
数据采集卡数据采集卡是一种专门设计用于采集模拟和数字信号的硬件设备，它们通常插入到计算机的扩展槽中，通过与传感器相连采集数据并传输给计算机。
数据采集卡具有高精度、高速度和稳定性的特点，适用于需要实时监测和控制的领域。
数据记录仪数据记录仪是一种独立的设备，用于记录环境参数或实验数据，并将这些数据存储在内部存储器中。
数据记录仪通常具有多种接口，可与各种传感器相连，适用于需要长时间连续记录数据的场景，如环境监测、气象观测等。
数据采集设备的应用数据采集设备在各个领域发挥着重要作用，以下是一些常见的应用场景：•工业自动化：在工业生产过程中，数据采集设备用于监测生产环境参数、生产设备状态等，以实现自动化控制和优化生产效率。
•环境监测：数据采集设备用于监测大气、水质、土壤等环境参数，为环境保护和资源管理提供数据支持。
•健康医疗：在医疗诊断、生理监测等领域，数据采集设备能够采集患者数据并进行分析，为医生提供辅助诊断和治疗方案。
总结数据采集设备作为实现数据获取的重要工具，在各个领域发挥着不可或缺的作用。
随着科技的不断进步，数据采集设备的种类和功能也在不断创新和完善，为数据应用和分析提供了更为可靠和高效的支持。
数据采集卡
多功能数据采集卡是一种应用极为广泛的模拟量测量设备，其基本任务是将信号送入计算机或相应的信号处理系统，然后根据不同的需要进行相应的计算。
它在将模拟量采集、转换成数字量后，再经计算机处理得出所需的数据。
同时，还可以用计算机将得到的数据进行存储、显示或打印，以实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还可以被用做生产过程中的反馈控制量。
多功能数据采集卡性能的好坏，主要取决于它的精度和速度。
数据采集越及时，工作效率就越高。
在保证精度的条件下，应用尽可能高的采样速度，以满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。
1 接口通信协议从微型计算机的诞生到现在，微机总线技术也在不断发展，而且随着应用技术发展的需要，不断有新的总线技术研制出来，同时在竞争的市场中，不同总线还会拥有自己特定的应用领域。
目前除了大家熟悉的，较为流行的PCI、AGP、IEEE1394、USB等总线外，又出现了EV6总线、PCI-X局部总线、NGIO总线等。
其常用的总线结构有如下几种类型:ISA总线、MCA总线、EISA总线、VL 局部总线、PCI局部总线等。
（1）ISA总线(AT总线)：ISA(Industry Standard Architecture)总线是IBM公司八十年代为IBM-PC/AT机设计的，又称AT总线，用于AT机主板和各接口电路板的连接。
ISA总线是16位数据线、24位地址线，工作频率为8MHz，数据传输率为8MB/S，允许多个CPU共享系统资源，从而大大改善了CPU处理性能。
由于其兼容性好，它在上个世纪80年代成为最广泛采用的系统总线，不过由于ISA标准的限制，使得对系统总线上的I/0、存储器的访问没有大的改进，所以它的弱点也是显而易见的，比如传输速率过低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等，从而在强大的CPU处理能力与低性能的系统总线间形成了一个瓶颈。
（2）MCA总线：MCA（Micro Channel Architecture 即微通道总线结构）总线是IBM公司专为其PS\2系统（使用各种Intel处理器芯片的个人计算机系统）开发的总线结构，该总线的总线宽度是32位，最高总线频率为10MHz。
数据采集卡原理
数据采集卡原理数据采集卡是用于将实际世界中的信号转换为数字信号的设备。
它将物理量（如温度、压力、流量等）的变化转换为数字信号，以便计算机或其他数字设备进一步处理和分析。
数据采集卡包含以下几个主要组件：传感器、模拟至数字转换器（ADC）、处理器、存储器和接口。
传感器是将实际信号转换为电信号的设备。
它可以是温度传感器、压力传感器、光传感器等。
传感器将物理量转换为电压、电流或频率等电信号。
ADC是数据采集卡的核心组件。
它负责将传感器输出的模拟信号转换为数字信号。
ADC通过对模拟信号进行采样和量化来实现这一转换。
采样是以一定频率对模拟信号进行测量，而量化是将采样值转换为二进制数字。
处理器是数据采集卡的控制核心。
它负责对转换后的数字信号进行处理和分析。
处理器可以实现对信号的滤波、平均、放大和标定等功能，以提高信号质量和精度。
存储器用于存储采集到的数字信号。
它可以是内部存储器或外部存储器，用于临时存储或长期存储采集到的数据。
接口是用于将数据采集卡连接到计算机或其他设备的通道。
常见的接口包括PCI、USB、Ethernet等。
接口提供了数据传输和控制信号的通路，使得数据采集卡能够与计算机进行数据交互和控制。
数据采集卡的工作原理是：首先，传感器将物理量转换为模拟信号；然后，ADC将模拟信号转换为数字信号；接着，处理器对数字信号进行处理和分析；最后，数据通过接口传输到计算机进行进一步的处理和存储。
数据采集卡广泛应用于工业控制、科学实验、环境监测、仪器仪表等领域。
它能够实时采集、处理和存储各种物理量，提供数据分析和监控的基础，为工程师和科学家提供了强大的工具。
数据采集卡的选择及应用
的数字量还必须转换成可对生产过程进行控
制的量。因此，构成一个工业控制系统，除
了IPC主机外，还需要配备各种用途的I/O接
口产品，即I/O板卡。
各种板卡是不能直接由计算机主机控制的， 必须由“I/O”接口来传送相应的信息和命令。 I/O接口是主机和板卡、外围设备进行信息交换
的纽带。
目前绝大部分I/O接口都是采用可编程接口
3．数字量输入/输出卡（I/O卡）
计算机测控系统通过数字量输入板卡采集工
业生产过程的离散输入信号，并通过数字量
输出板卡对生产过程或控制设备进行开关式
控制（二位式控制）。 将数字量输入和数字量输出功能集成在一块 板卡上，就称为数字量输入/输出板卡，简称 I/O板卡。
例如，下图所示为研华 PCI-1730 数字量输入 /输出卡，它 提供了 16 路数字量输入和 16 路数字量输出，高输出驱动 能力和中断能力，具有2500VDC高电压隔离I/O通道。
图6-8 PCI-1710HG板卡安装
重新开启计算机，进入WindowsXP系统，
首先出现“找到新的硬件向导”对话框，
选择“自动安装软件”项，点击“下一步” 按钮，计算机将自动完成Advantech PCI1710HG Device驱动程序的安装。 系统自动地为PCI板卡设备分配中断和基地
址，用户无需关心。
远程I/O模块
远程 I/O 模块又称为牛顿 模块，为近年来比较流行 的一种 I/O 方式 ，它安装 在工业现场，就地完成 A/D 、 D/A 转 换 、 I/O 操 作 及脉冲量的计数、累计等 操作。 远程I/O以通讯方式和计 算机交换信息，通讯接口 一般采用RS-485总线，通 讯协议与模块的生产厂家 有关，但都是采用面向字 符的通讯协议。
NI数据采集卡选用指南
NI数据采集卡选用指南数据采集卡是一种用于将外部信号转换为数字信号的设备，广泛应用于工业自动化、测试和测量等领域。
选择适合的数据采集卡对于保证数据质量和系统性能至关重要。
本文将从以下几个方面介绍NI数据采集卡的选用指南。
一、系统需求分析在选择数据采集卡之前，首先需要分析系统的需求。
包括采集信号的类型、数量和精度要求，采集频率和采样率的要求，以及是否需要进行实时计算和数据传输等。
1.信号类型和数量：根据实际需求，确定需要采集的信号类型，如模拟信号、数字信号、温度传感器、光电传感器等，以及每种信号类型的数量。
2.信号精度要求：根据应用需求确定信号的精度要求，包括分辨率、位数和误差范围等。
不同的应用对信号精度的要求不同，需要选择符合要求的采集卡。
3.采集频率和采样率：确定采集数据的频率和采样率要求。
采集频率是指采集数据的速度，采样率是指每秒采集的样本数。
根据应用要求选择采样率满足需求的数据采集卡。
4.实时计算和数据传输：确定是否需要在采集过程中进行实时计算和数据传输。
如果需要进行实时计算，需要选择具备强大计算能力的数据采集卡；如果需要进行数据传输，需要选择具备高传输速度和稳定性的数据采集卡。
二、选型指南基于对系统需求的分析，可以根据以下几个方面来选择适合的NI数据采集卡。
1.采样率和分辨率：根据采集频率和采样率的要求选择合适的数据采集卡。
NI数据采集卡具有多种型号和规格，可以根据需求选择满足要求的采集卡。
2.输入通道和信号类型：根据需要采集的信号类型和数量选择具备足够输入通道的数据采集卡。
NI数据采集卡支持多种信号类型的输入，包括模拟信号、数字信号、温度传感器等。
3.精度要求：根据信号精度的要求选择合适的数据采集卡。
NI数据采集卡具有不同的精度和位数，可以根据应用需求选择符合要求的采集卡。
4.数据传输和存储：根据实时计算和数据传输的需求选择具备高传输速度和稳定性的数据采集卡。
NI数据采集卡具有快速数据传输的能力，可以满足实时计算和数据传输的要求。
内镜科信息管理系统支持的采集卡
内镜科信息管理系统支持的采集卡摘要：1.内镜科信息管理系统的概述2.采集卡的功能与作用3.采集卡在内镜科信息管理系统中的应用4.采集卡的优势和实用性5.总结正文：随着医疗技术的不断发展，内镜科信息管理系统逐渐成为医院的重要基础设施之一。
该系统可以为医生提供全面、准确的患者信息，提高诊断和治疗的准确性。
而采集卡作为内镜科信息管理系统的重要组成部分，发挥着关键作用。
一、内镜科信息管理系统的概述内镜科信息管理系统是一种专门针对内镜检查、治疗及研究机构设计的信息化管理系统。
该系统通过对患者的基本信息、检查结果、治疗方案等进行全面管理，有助于提高内镜科医生的工作效率，降低医疗差错，并为患者提供更好的医疗服务。
二、采集卡的功能与作用采集卡是一种数据采集和传输设备，主要用于将内镜检查过程中产生的图像、声音、生理信号等数据实时传输至信息系统。
采集卡具备以下功能：1.实时采集：可以在检查过程中实时捕捉患者的生理数据，为医生提供第一手资料。
2.图像清晰：采用高分辨率传感器，确保采集到的图像清晰，有利于医生观察和诊断。
3.信号稳定：抗干扰能力强，确保数据传输的稳定性。
4.兼容性强：支持多种内镜设备和操作系统，方便各类医疗机构使用。
三、采集卡在内镜科信息管理系统中的应用采集卡在内镜科信息管理系统中的应用主要体现在以下几个方面：1.检查数据采集：在内镜检查过程中，采集卡可实时采集患者的生理数据，如心率、呼吸、血压等，并将这些数据实时传输至信息系统。
2.图像处理与存储：采集卡可以将内镜检查过程中的图像进行处理、存储，便于医生查阅和诊断。
3.资料管理：采集卡可以帮助内镜科管理患者的基本信息、检查结果、治疗方案等资料，便于医生快速了解患者病情。
4.协同工作：采集卡支持多台设备连接，实现资源共享，提高内镜科的工作效率。
四、采集卡的优势和实用性1.提高工作效率：实时采集和传输数据，缩短检查时间。
2.减少医疗差错：准确、全面的数据有助于医生做出更准确的诊断和治疗方案。
NI数据采集卡选用指南
NI数据采集卡选用指南随着工业自动化程度的不断提高，数据采集卡在各个行业中的应用越来越广泛。
数据采集卡是将模拟信号转换为数字信号并传输到计算机中进行处理的设备，其在工业控制、仪器仪表、医疗设备等领域起着至关重要的作用。
但是在众多数据采集卡产品中选择一款适合自己需求的产品并不容易，本文将为您提供一份数据采集卡选用指南，帮助您选择一款性能优良、稳定可靠的数据采集卡。
首先，在选择数据采集卡之前，需要明确自己的需求和应用场景。
比如，您需要采集什么类型的信号（模拟信号、数字信号、温度信号等）、采集信号的数量、采集信号的精度要求、采集信号的频率等。
只有明确了这些需求，才能更好地选择适合自己的数据采集卡。
其次，在选择数据采集卡时需要考虑的因素有很多，比如采集精度、采集速度、输入通道数量、信号类型、传输接口等。
在采集精度方面，一般来说，采集精度越高，数据的准确性就越高，但在实际应用中也需要根据具体需求来选择适合的采集精度。
采集速度方面，不同的数据采集卡采集速度不同，一般来说，采集速度越快，数据的实时性就越好。
在输入通道数量方面，需要根据实际需求选择具有足够输入通道数量的数据采集卡。
信号类型方面，需要根据采集信号的种类选择支持相应信号类型的数据采集卡。
传输接口方面，需要选择适合的接口连接计算机和数据采集卡，比如PCI接口、USB接口、以太网接口等。
另外，还需要考虑数据采集卡的可靠性和稳定性。
可靠性指的是数据采集卡在长时间工作中的稳定性和可靠性，而稳定性指的是数据采集卡在各种环境下的稳定性。
因此，在选择数据采集卡时需要选择那些具有优良质量和稳定性的产品，以确保数据采集的准确性和可靠性。
最后，在选择数据采集卡时还需要考虑其性价比。
性价比指的是数据采集卡的性能和价格之比，在选择数据采集卡时并不是价格越高性能就越好，而是需要根据实际需求选择适合的产品，既要考虑性能也要考虑价格，使性能与价格达到一个平衡，达到最佳的性价比。
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（500×3.14／0.1）×（600／60）=150k
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３）、AI输入范围与增益
单极性与双极性 双极性： e.x. -10V ~ +10V (20V范围) 单极性： e.x. 0V~+5V (5V范围) 跳线设置或编程设置 可编程增益 对于大信号应用： 普通增益（1,2,4,8） 对于小信号应用： 高增益（1,10,100,1000 例如：输入电压范围： +/-10V, 普通增益 可选择的输入电压范围： +/-10V, +/-5V, +/-2.5V, +/-1.25V
27
６、AI信号接入方式（差分接入）
28
29
30
31
2、模拟量输出AO
分辨率（12位，16位等等）； 输出电压（0－5v/0－10v）； 通道数目（1、2）； 驱动能力(<20mA)； 输出频率
32
【例】板卡AO通道输出范围0－10V, 分辨率为 12/16位，求输出的最小单位电压大小。
CLK端输入脉冲信号频率为2K
51
测量GATE输入脉冲信号宽度
设置计数初值N 将已知长度(t)的方波或脉冲输入至CLK，待测信号 输至GATE 测量脉冲过程中的计数，即可算得输入信号的时间
输入信号
GATE OUT
已知长度的脉冲 CLK
N
52
GATE OUT 输入信号 CLK
N
频率：1K
计数器值N由3000减为1000
始创于1991年。
/
75
研祥
EVOC
成立于1993，总部中国深圳
76
72
凌华科技 ADLINK
1995年立，总部中国台北。
/
73
控创集团 Kontron
控创集团(Kontron)成立1962年，总部德国。
74
华北工控 NORCO
华北顺通科技有限公司（简称华北工控）
10V/212=10V/4096=0.002441V=2.441mv 10V/216=10V/65536=0.00015V=0.15mv 分辨率越高，可以改变输出的电压就越小
33
分辨率－－输出频率
34
35
AO运用－交流电机速度控制
15000转／212＝3.7转
０－１０V
变频器
０－15000转
M
态。状态的改变由工作方式决定
48
49
测量CLK端输入信号频率
– 设置计数初值N – 将已知长度(T)的脉冲输入至GATE，待测信号 输至CLK – 测量T时间中的计数，即可算得输入信号的频率
已知长度的脉冲 GATE OUT 输入信号 CLK
N
50
1秒
GATE
OUT 输入信号 CLK
N
计数器值N由3000减为1000
+ 负 载
44
45
4、计数器输入/输出
通道数目；
分辨率（16位，32位）； 基准时钟（10M）；
46
47
T/C基本定义
GATE
CLK
N
OUT
Timer / Counter — 82C54
– GATE：门控信号。只有当GATE为H时计数 – CLK：时钟。每输入一个脉冲计数值减1
– OUT：计数输出。当计数到一定值时改变状
模拟量输出(AO)
数字量I/O (DI/DO)
计数/计频(COUNT)
6
数据采集卡实物
7
数采卡和传感器的连接
8
9
10
二、 数据采集卡的选择和应用
模拟量输入AI
模拟量输出AO
数字量输入/输出DI/DO 定时器/计数器T/C
11
1、模拟量输入AI
通道数目（8、16）； 分辨率（12位，14位，16位等等）； 信号接入方式（单端接入／差分接入） 输入范围（增益）； 采样速率（250k）； 异步或同步采集
模拟 信号
+ _
A/D 触发信号
A/D 转换器
n
数据 缓冲区
中断信号
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A/D多通道采集--同步板卡
A/D触发信号
同步采样
A/D 转换器
n
模拟 信号
+ _
模拟 信号
+ _
A/D 转换器
n
数据 缓冲区
…
n
模拟 信号
+ _
A/D 转换器
25
同步和轮询应用
温度采集
高速运转发动机曲轴的空间测量
26
６）、AI信号接入方式（单端接入）
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1）、板卡AI分辨率 Accuracy/Resolution
目前常见板卡AD转换精度为:
12bit / 14bit / 16bit
13
【例】计算板卡所需的AD转换精度
已知位移传感器量程 转换后输出电压范围为 0－10mm 0－10V
板卡AI输入的电压范围为 0－10V 要求位移采样精度 0.001mm
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【例】计算位移测量精度
已知位移传感器量程
0－10mm
转换后输出电压范围为 0－５V 板卡AI输入的电压范围为 0－10V 板卡AI转换精度为 16bit
１0mm／32768＝0.00030mm
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４）、板卡AI的通道个数
根据模拟量的输入数量确定.
常见的通道数量为１６／３２
如仓库温度控制
１0mm／0.001mm＝10000 １0mm／214＝0.00061mm １0mm／216＝0.00015mm
14
15
２、板卡的A/D的采样频率
足够的采样率下的采样结果
过低采样率下的采样结果
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【例】车轮圆周形状测量
车轮直径300-500mm，电机转速600转／MIN 圆周上每0.1mm取得一个有效值,计算所需板卡的采样频率
57
58
WINDOWS下测试安装驱动
59
选择所安装的板卡型号
60
WINDOWS下测试硬件的安装
第一步：关掉计算机，将您的板卡插入到计 算机里面空闲的PCI／ISA插槽中 （ 注意：在您手持板卡之前触摸一下计算机 的金属机箱壳以免手上的静电损坏板卡。）
61
第二步：检查板卡是否安装正确
62
第二步：打开测试软件 Advantech Device Manager
ActiveDAQ
Register level
Driver level
DOS
Hardware ( ISA /PCI Card)
69
你会在工程目录中看到Driver.h中定义了API 函数的格式
70
常见工控厂商名录
71
研华 advantech
1983年创立，研华Βιβλιοθήκη 司，总部中国台北/
21
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５）、AD板卡多通道采样同步与轮 询
– 同步采样
板卡采用多个A/D芯片，不同通道采用同一时钟 保证不同通道的采样时间相同（信号同步）
– 轮询采样
只采用一个A/D芯片，通过多路转换开关实现不同 通道的切换
存在通道转换时间
23
A/D多通道采集---轮询采样
轮询采样
多 路 选 择
GATE端输入信号宽度为2000ms
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数据采集卡说明书解读
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55
56
四、 数据采集板卡编程控制
支持的操作系统：DOS、WINDOW95/98/2000/XP 提供如下系统的测试工具与例程：DOS、WINDOW95/98/2000/XP 支持的编程语言：VC++、VB、C++Builder、Delphi、TC 提供操作函数与控件（DLL） 支持的软件工具：Labview、Mathworks、MATLAB、组太王
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模拟输入功能测试
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模拟输出功能测试
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数字量输入功能测试
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数字量输出功能测试
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计数器功能测试
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选择合适的软件开发工具
Progarmming users LABVIEW KINGVIEW OPC服务 VC VB BCB DLL Drivers Microsoft Windows (Windows 95/98 Windows NT Windows 2000) VC,VB Tubor C,Borland C
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3、数字量输入输出DI/DO
通道数目（16、32）；
隔离/非隔离；
输入电压范围和输出驱动能力
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信号的输入DI
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非隔离输入DI
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隔离输入DI
外部隔离输入
1.2K Ohm
板卡内部
PC814
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信号的输出DO
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非隔离输出DO
内部电源
+ 负 载
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隔离输出DO
外部电源
内部电源
数据采集卡 的分类及应用
1
数据采集原理及应用
一、 数据采集卡的分类 二、 数据采集的选择和应用
三、 数据采集卡的控制
2
数据采集原理及应用
3
一、数据采集卡的分类（接口）
PCI总线
ISA总线
PC-104总线
CPCI总线