在選擇DAQ設備時，你有沒有考慮過這些影響因素?
——組成結構和堅固性的選擇將決定系統適用的場景，比如是受控的實驗室還是難以預測的現場。
——所選擇的總線不僅可以決定DAQ系統的吞吐量和延遲，還可以決定測量設備的便攜性。
今天，我們就系統地梳理下為測量應用選擇合適的總線和組成結構時，需要考慮的6?大技術因素。
01 此總線需要處理的數據量有多大？
所有PC總線在一定時間內可傳輸的數據量都是有限的。這種限制稱為總線帶寬，單位通常是兆字節每秒(MB/s)。如果動態波形測量對于應用十分重要，務必使用帶寬足夠的總線。
根據您選擇的總線，總帶寬可以在多個設備之間共享，也可以專用于特定設備。例如，PCI總線的理論帶寬為132 MB/s，由計算機的所有PCI板卡共享。千兆以太網提供125 MB/s的帶寬，由子網或網絡的設備共享。提供專用帶寬的總線(如PCI Express和PXI Express)可為每臺設備提供最大數據吞吐量。
進行波形測量時，需要根據信號變化的速度達到特定采樣率和分辨率。每次采樣的字節數(下一個字節取整)乘以采樣速度，再乘以通道數，即可得出所需的最小帶寬。
例如，在四個通道上以4 MS/s的速度采樣的16位設備(2字節)將是：
您的總線帶寬需要能夠支持數據采集的速度，需要注意的是，系統的實際帶寬往往低于理論上的最高總線帶寬。系統的實際帶寬，取決于系統中的設備數量以及占用總線帶寬的額外開銷。如需在多個通道上傳輸大量高分辨率數據，在選擇DAQ總線時，帶寬可能是最重要的考量因素。
02我對單點I/O有何要求？
需要單點讀寫的應用往往需要實時且持續地更新I/O值。基于總線架構的軟硬件實現方式，單點I/O需求可能是您選擇總線的決定性因素。例如，對于比例積分微分(PID)控制系統，單點I/O非常重要，而且總線延遲會直接影響控制回路的最快速度。
總線延遲反映了I/O的響應速度，指的是調用驅動程序軟件函數與更新I/O實際硬件值之間的時間延遲。根據所選擇總線的不同，延遲從<1 μs到數ms不等。
單點I/O應用的另一個重要因素是確定性，衡量的是I/O按時執行的持續性。確定性對于控制應用十分重要，因為它直接影響控制回路的穩定性。
03該系統需達到何種便攜程度？
便攜式計算為基于PC的數據采集帶來了新的創新方式。便攜性很容易成為選擇某一種總線的主要原因。例如，車載DAQ應用得益于結構緊湊以及方便攜帶的硬件。
USB和以太網等外部總線可實現快速硬件安裝，并且與筆記本電腦兼容，因此特別適用于便攜式DAQ系統。通過USB端口供電的總線供電型USB設備可提供更多的便利，因為它們并不需要單獨的電源。
04計算機距離測量對象有多遠？
在不同的應用中，需要測量的物體和計算機之間的距離各不相同。為了達到卓越的信號完整性和測量準確度，DAQ硬件應該放置在盡可能靠近信號源的位置。
使用很長的線纜進行跨橋梁或車間布線不僅成本昂貴，而且還可能會導致信號嘈雜。可解決此問題的一種方案是使用便攜式計算平臺，將整個系統移動到更靠近信號源的地方。借助無線通訊技術，計算機和測量硬件之間不需要進行物理連接，且可以采取分布式測量，將數據發回到一個集中地點。
05系統需要達到何種堅固程度？
現在，需要走出實驗室環境進行的測試越來越多，因此選擇DAQ設備時，需要考慮DAQ系統所處的環境，并確保DAQ系統能夠適用于這類環境。查看工作溫度以及沖擊和振動等級：對于極端環境，需要考慮進入防護(IP)等級，該等級表示的是設備的防塵和防水等級。例如，FieldDAQ設備的IP等級為IP65和IP67，這意味著設備具有防塵、防噴水和防水浸的能力。
06我是否需要同步多個設備？
許多測量系統都有復雜的同步需求，比如同步數百個輸入通道或者同步不同類型的儀器。例如，激勵-響應系統可能要求多個輸出通道共享相同的采樣時鐘，并將啟動觸發器作為輸入通道，以便關聯I/O并更好地分析結果。
來源：美國國家儀器
——組成結構和堅固性的選擇將決定系統適用的場景，比如是受控的實驗室還是難以預測的現場。
——所選擇的總線不僅可以決定DAQ系統的吞吐量和延遲，還可以決定測量設備的便攜性。
今天，我們就系統地梳理下為測量應用選擇合適的總線和組成結構時，需要考慮的6?大技術因素。
01 此總線需要處理的數據量有多大？
所有PC總線在一定時間內可傳輸的數據量都是有限的。這種限制稱為總線帶寬，單位通常是兆字節每秒(MB/s)。如果動態波形測量對于應用十分重要，務必使用帶寬足夠的總線。
根據您選擇的總線，總帶寬可以在多個設備之間共享，也可以專用于特定設備。例如，PCI總線的理論帶寬為132 MB/s，由計算機的所有PCI板卡共享。千兆以太網提供125 MB/s的帶寬，由子網或網絡的設備共享。提供專用帶寬的總線(如PCI Express和PXI Express)可為每臺設備提供最大數據吞吐量。
進行波形測量時，需要根據信號變化的速度達到特定采樣率和分辨率。每次采樣的字節數(下一個字節取整)乘以采樣速度，再乘以通道數，即可得出所需的最小帶寬。
例如，在四個通道上以4 MS/s的速度采樣的16位設備(2字節)將是：
您的總線帶寬需要能夠支持數據采集的速度，需要注意的是，系統的實際帶寬往往低于理論上的最高總線帶寬。系統的實際帶寬，取決于系統中的設備數量以及占用總線帶寬的額外開銷。如需在多個通道上傳輸大量高分辨率數據，在選擇DAQ總線時，帶寬可能是最重要的考量因素。
02我對單點I/O有何要求？
需要單點讀寫的應用往往需要實時且持續地更新I/O值。基于總線架構的軟硬件實現方式，單點I/O需求可能是您選擇總線的決定性因素。例如，對于比例積分微分(PID)控制系統，單點I/O非常重要，而且總線延遲會直接影響控制回路的最快速度。
總線延遲反映了I/O的響應速度，指的是調用驅動程序軟件函數與更新I/O實際硬件值之間的時間延遲。根據所選擇總線的不同，延遲從<1 μs到數ms不等。
單點I/O應用的另一個重要因素是確定性，衡量的是I/O按時執行的持續性。確定性對于控制應用十分重要，因為它直接影響控制回路的穩定性。
03該系統需達到何種便攜程度？
便攜式計算為基于PC的數據采集帶來了新的創新方式。便攜性很容易成為選擇某一種總線的主要原因。例如，車載DAQ應用得益于結構緊湊以及方便攜帶的硬件。
USB和以太網等外部總線可實現快速硬件安裝，并且與筆記本電腦兼容，因此特別適用于便攜式DAQ系統。通過USB端口供電的總線供電型USB設備可提供更多的便利，因為它們并不需要單獨的電源。
04計算機距離測量對象有多遠？
在不同的應用中，需要測量的物體和計算機之間的距離各不相同。為了達到卓越的信號完整性和測量準確度，DAQ硬件應該放置在盡可能靠近信號源的位置。
使用很長的線纜進行跨橋梁或車間布線不僅成本昂貴，而且還可能會導致信號嘈雜。可解決此問題的一種方案是使用便攜式計算平臺，將整個系統移動到更靠近信號源的地方。借助無線通訊技術，計算機和測量硬件之間不需要進行物理連接，且可以采取分布式測量，將數據發回到一個集中地點。
05系統需要達到何種堅固程度？
現在，需要走出實驗室環境進行的測試越來越多，因此選擇DAQ設備時，需要考慮DAQ系統所處的環境，并確保DAQ系統能夠適用于這類環境。查看工作溫度以及沖擊和振動等級：對于極端環境，需要考慮進入防護(IP)等級，該等級表示的是設備的防塵和防水等級。例如，FieldDAQ設備的IP等級為IP65和IP67，這意味著設備具有防塵、防噴水和防水浸的能力。
06我是否需要同步多個設備？
許多測量系統都有復雜的同步需求，比如同步數百個輸入通道或者同步不同類型的儀器。例如，激勵-響應系統可能要求多個輸出通道共享相同的采樣時鐘，并將啟動觸發器作為輸入通道，以便關聯I/O并更好地分析結果。
來源：美國國家儀器
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