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
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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。
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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。
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6 系统实例
6.1 操作系统简介 嵌入式操作系统μC/OSII（Microcontroller Operating System）是专为微控制器系 统和软件开发而设计的公开源代码的抢占式实时多任务操作系统内核，是一段微 控制器启动后首先执行的背景程序，作为整个系统的框架贯穿系统运行的始终。 对于对实时性和稳定性要求很高的数据采集系统来说，引入μC/O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。
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5 技术参数
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。
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信息采集技术-数据采集卡
5 技术参数
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
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5 技术参数
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。由两种型号PGA202 (1、10、100、1000) 和PGA203 (1、2、4、8)的增益芯片。
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触发：可分为内触发和外触发两种，指定启动AD转换方式。
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6 系统实例
在一些工业现场中，设备长时间运行容易出现故障，为了监控这些设备，通常 利用数据采集装置采集他们数据采集。 运行时的数据并送给PC机，通过运行在PC机上的特定软件对这些数据进行分析 ，以此判断当前运行设备的状况，进而采取相应措施。当前常用的数据采集装置 ，在其系统软件设计中，多采用单任务顺序机制。这样就存在系统安全性差的问 题。这对于稳定性、实时性要求很高的数据采集装置来说是不允许的，因此有必 要引入嵌入式操作系统。下面以μC/OSII为操作系统平台，基于ARM7系列处理器 ，对一种高性能的数据采集系统开发进行探索。
国家职教计算机应用技术专业教学资源库
北京信息职业技术学院 | 冯雷
MADE BY
数据采集卡
北京信息职业技术学院 | 冯雷
1 数据采集卡定义
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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
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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。 数据采集卡，即实 现数据采集(DAQ)功能的计算机扩展卡，可以通过USB、PXI、PCI、PCI Express、火线
(IEEE1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash、485、232、以太网、各种无线网络等总线接入个