什么是数据采集？数据采集系统与数据记录仪的区别

数据采集，通常缩写为DAQ，有时缩写为DAS，广泛应用于许多工业领域。数据采集用于在计算机控制下从传感器和其他来源获取数据，以将数据汇集在一起，存储数据，然后对其进行操作。

鉴于可以采样和存储的信号和参数种类繁多，数据采集涉及许多技术和技能。

数据采集系统可以采取多种形式，从非常简单的DAQ系统到高度复杂的计算机控制系统。它们还可以采用多种形式，从大型机架DAQ系统到紧凑型DAQ系统，有时USB DAQ系统可以提供理想的解决方案。

事实上，数据采集可以根据需要进行扩展。事实上，有许多不同的DAQ设备可以满足所有可能出现的各种要求。

可以测量许多参数 - 从温度到电压，从应变到流量等等。不同的DAQ传感器可用于测量不同类型的参数，并且根据特定情况的需要，可以在一个整体系统中使用几种不同类型的传感器。

数据采集通常用于测量制造过程中需要监控的不同参数，或者它们可用于监控用于地质监控的大量传感器，或者用于任何需要在中心位置或计算机中监控大量传感器的应用。

与传统的台架测试系统不同，传统的台架测试系统使用示波器、频谱分析仪、电压表等进行持续测量，数据采集系统对各种参数进行测量，定期从各种来源返回这些样本，以查看趋势，并确保制造工厂等过程正常运行。

数据采集定义

在谈论数据采集系统时，对数据采集系统有一个基本的了解会有所帮助，而定义可能会有所帮助。

数据采集定义：

数据采集是对测量真实世界物理现象的信号进行采样的过程，随后将其转换为数字形式，由计算机及其相关软件进行处理。

数据采集系统的概念，DAQ
请注意，对于数据采集系统，许多输入可能会同时接收到计算机中

数据采集系统有许多不同的组件。不同的DAQ设备可以包括：传感器、通信链路、DAQ模块和卡、计算机、数据库、数据采集软件等。所有这些不同的DAQ设备必须协同工作，才能构成一个成功的数据采集系统。

数据采集系统与数据记录仪

数据采集系统和数据记录器在许多方面非常相似，但它们有一些细微的区别。

在研究数据采集系统时，能够理解它们之间的术语差异以及更适合其中一种而不是另一种应用是很有帮助的。

对于不同类型的数据采集系统，没有实际的硬性定义，但这里描述了一些已经看到的定义。值得一提的是，不同的人和公司可能会有不同的看法。但是，了解不同类型的DAQ系统以及所使用的不同描述会有所帮助。

数据采集系统：DAQ系统往往用于要求更高的情况。可以进行动态和静态测量，因此DAQ系统能够进行高速和低速采样。

由于对它们的要求，DAQ系统通常具有内置或连接到它们的高性能计算机。通过这种方式，它们提供了最大的性能和灵活性，但需要额外的成本。尽管有许多紧凑型数据采集系统可用，但这些系统可能位于较大的机架中。

数据采集设备：这种描述已被不止一个制造商使用，尽管它并不是特别普遍。为了完整起见，此处已将其包括在内。

从本质上讲，这是一个比数据记录系统更复杂的数据采集系统，但没有基于机架的数据采集系统的复杂性。它可能使用连接所有传感器的单个设备 - 因此得名。这种类型的数据采集系统比全机架系统成本更低，但比数据记录器提供更多的功能。其中许多项目是USB数据采集系统。

数据记录仪：数据记录器通常就是这样 - 它们记录数据。实际上，小型处理器甚至计算机的易用性意味着界限可能有点模糊，但数据记录器往往更小，它们通常用于测量相对较慢的信号。许多旨在收集长期数据。数据可以在较小的计算机上收集并通过数据链路发送，甚至可以存储在可移动存储设备（如闪存卡）中。

根据定义，数据记录系统将具有一组更有限的输入，这些输入的格式往往更基本：电压、电流、温度，尽管也可以收集地质数据以长期监测许多项目。

不同类型数据记录和采集系统的比较
	数据记录仪	数据采集装置	数据采集系统
成本	低	低到中	中到高
通道数范围（V近似值）	< 16	~4 - 32	通常> 16 个，范围可能高达 1000 个
灵活性	低	中等	高
易于设置和使用	通常简单明了	有点复杂	通常需要相当高的设置水平

虽然边界和定义有点武断，但它为可用的不同类型的数据记录和数据采集系统提供了指南。

当开始以一种或另一种形式获取数据时，值得一看什么最能满足需求。数据采集系统和设备以及数据记录器都有其一席之地。选择正确的格式将实现最佳的投资回报，并使其更易于使用和获取所需的数据。从大型机架系统到小型或紧凑型数据采集系统、数据采集设备或数据记录系统，都有广泛的选择。

数据采集测量

数据采集系统可以进行任意数量的各种测量。这些测量通常测量模拟量。在将它们传输到任何计算机系统之前，它们需要采用数字格式。

使用DAQ系统可以测量大量不同的参数 - 最常见的参数如下：

• 电压
• 当前
• 温度
• 应变
• 压力
• 振动
• 距离/位移
• 角度、转速等
• 重量
• 数字信号
• 频率或时间间隔

尽管有许多多输入通用DAQ设备可以连接到各种不同类型的传感器，但可以使用单独的模块或传感器进行不同的测量。

用于数据采集测量的传感器通常返回电压值，然后可以将其转换为位移、温度或任何被测量值。

通常，DAQ模块和传感器会使用某种形式的传感器，并测量电压等参数。这称为主要测量值，然后将其转换为所需的实际参数。通过这种方式，可以制造或获得几乎可以测量任何所需参数的DAQ模块。

因此，可以获得大量能够测量几乎任何东西的数据采集模块。此外，还可以获得可用于特殊传感器设计的DAQ模块。这样，这些DAQ模块可以针对特定传感器的特定测量进行定制。它们能够满足非常具体的要求。

数据采集系统

数据采集系统由多个元件组成，这些元件可以进行定制，以满足任何给定情况的个性化要求。

虽然具有低传感和数据速率的简单系统可能最适合数据记录器，但需要快速数据采集和收集更多数据的大型应用将需要数据采集系统。

数据采集系统倾向于使用一种形式的机架系统作为基本硬件。这使得它们更容易针对特定应用进行定制，并在需要时重新配置。

为此，有几家制造商制造了适合数据采集、数据采集的机架系统。

数据采集卡和模块

大多数数据采集系统由一个机架模块组成，该模块装满了卡，以提供所需的各种测量功能。

这些卡显然需要符合机械和电气接口中使用的整个系统。

幸运的是，所使用的机架系统通常是标准化的，并且模块通常可从许多制造商处获得，从而可以轻松选择所需的模块。

数据采集软件

为了能够以逻辑格式采集、存储和处理数据，可以使用专门的数据采集软件。该数据采集软件可以用多种语言编写，并且可以针对特定应用进行编写。或者，有许多专有的数据采集软件包可用，可以代替使用这些软件包。

专有数据采集软件包的优点是已经进行了所有开发并遇到了问题。虽然通常会收取软件维护费用，但这将比尝试维护类似的“本地”数据采集软件包要少得多。因此，许多公司选择购买他们的数据采集软件，然后用它来为正在使用的特定系统开发测试。

数据采集是测试和测量行业的一个非常重要的领域。从电子制造到化学工程、机械制造以及更多样化的应用，例如监测山脉和火山的地理数据以及许多其他有趣和多样化的用途，都需要数据采集系统。

有鉴于此，市面上有许多数据采集产品可能使用直接包含在PXI或VXI机箱或计算机中的数据采集卡。在某些情况下，总线系统可以并入数据采集系统-GPIB、USB和RS232器皿的广泛使用。一些公司有自己的数据采集平台，如NI Compact DAQ系统，它提供了良好的灵活性，但格式紧凑。无线系统也用于许多应用。凭借这种灵活性，可以创建可针对给定应用进行定制的系统，以进行所需的测量。

审核编辑：黄飞