在選擇DAQ設備之前，需要考量的因素很多，難免糾結。NI專家總結出了5問5答，教你直擊要害。按照這個原則選，準沒錯!

我需要測量或生成什么類型的信號?

我是否需要信號調理?

我需要以多快的速度獲取或生成信號樣本?

我需要檢測的信號中的最小變化是什么?

我的應用允許的測量誤差是多少?

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現在，直奔主題。

01我需要測量或生成什么類型的信號?

雖然有些DAQ設備可以執行單一功能(如測量和生成模擬電壓信號)，但有些是純數字的，還有一些可執行多種功能。數據采集應用通常依賴于多種信號，因此請務必了解您的應用需要哪些功能。

DAQ設備功能：

模擬輸入可測量模擬信號

模擬輸出可生成模擬信號

數字輸入/輸出可測量和生成數字信號

計數器/定時器可對數字事件進行計數或生成數字脈沖/信號

具有多個功能的DAQ設備通常稱為多功能I/O設備。單功能DAQ設備和多功能I/O設備的通道數量都是固定的。選擇哪種設備取決于應用的需求;但是，最好還要考慮將來是否需要擴展系統。如果需要擴展，那么選擇通道數超過當前需求的設備可能更為經濟有效，尤其是DAQ設備只需要為當前應用服務一段時間，且之后計劃用到其他應用的情況。

另一種選擇是模塊化平臺，您可以根據自己的確切要求對其進行定制。模塊化系統由控制定時和同步的機箱以及各種I/O模塊組成。模塊化系統的一個優點是，您可以選擇功能各不相同的模塊，來實現不同的配置。基于這一選擇，您就可以使用不同的模塊來執行不同的任務，且精度要比使用一臺多功能設備要高得多。另一個優點是，您可以選擇機箱的插槽數量。雖然機箱的插槽數量是固定的，但您可以購買插槽數超出目前所需數量的機箱，方便在未來進行擴展。

硬件已就位，數據處理軟件都有什么呢?別急，且聽小編一一介紹。

1號選手：CompactDAQ可連接到各種傳感器和總線，并支持溫度、電壓、電阻、音頻等的測量。

2號選手：NI高性價比數據采集設備，指的是NI高性價比USB多功能I/O設備、FlexLoggerTM。NI高性價比USB多功能I/O設備以經濟實惠的價格提供了高質量測量。FlexLoggerTM是一款可快速配置傳感器和記錄混合信號數據的應用軟件，用于驗證機電系統，而且完全無需編程。

02我是否需要信號調理?

典型的通用型DAQ設備可以測量或生成+/-5 V或+/-10 V的信號。但是某些傳感器所生成的信號難以測量或測量時有安全隱患，就無法使用這種類型的DAQ設備直接測量。而且大多數傳感器生成的信號都需要先進行調理(如放大或濾波)，才能被DAQ設備有效且準確地測量。

例如，熱電偶輸出的信號在mV范圍內，這就需要先將信號放大，才能輸出到模數轉換器(ADC)進行有效的轉換。此外，熱電偶測量的信號經過低通濾波，可以消除高頻噪聲。相對單獨的DAQ設備而言，信號調理提供了一種獨特的優勢，因為它可以提高性能和測量準確度。

上表總結了不同類型傳感器和測量常見的信號調理。您可以選擇自己搭建外部信號調理電路，也可以使用具有內置信號調理功能的DAQ設備。許多設備都可以直接連接到常見的傳感器，因此可方便地進行集成。有關傳感器信號調理的詳細信息，點擊文章查看。

03要以多快的速度采集或生成信號樣本?

對DAQ設備而言，采樣率是最重要的技術參數之一，它是指DAQ設備的ADC進行信號采樣的速度。典型的采樣率是硬件或軟件定時的，最高可達14 MS/s。應用的采樣率取決于要測量或生成的信號的最大頻率分量。

奈奎斯特定理指出，以兩倍于原始信號最高頻率分量的速率進行采樣可以準確地重構信號。但實際上采樣率應至少達到最大頻率的10倍，才能準確地再現信號的形狀。因此，選擇的DAQ設備的采樣率必須至少是信號頻率10倍，才能確確保測得或生成更準確的信號。

04我要檢測的信號的最小變化量是多少?

信號中可檢測到的最小變化量決定了所選DAQ設備的分辨率。分辨率是指ADC可用于表示信號的二進制位數。為了說明這一點，假設讓正弦波通過具有不同分辨率的ADC，那么如何表示它?圖2比較了3位ADC和16位ADC。3位ADC可以表示八(23)個離散電壓電平。16位ADC可以表示65536(216)個離散電壓電平。用3位分辨率表示的正弦波更像是一個階躍函數，而16位ADC的正弦波則能很清晰地看出來是正弦波。

05我的應用可允許多大的測量誤差?

準確度是一個度量項，反映了儀器如實指示被測量信號的值的能力。這個術語與分辨率無關，但是儀器的準確度永遠不可能高于分辨率。如何定義測量的準確度取決于測量設備的類型。理想的儀器總是可以十分確定地測量真實值，但在現實世界中，儀器報告的值存在不確定性(由制造商定義)。這種不確定性可能取決于多種因素，如系統噪聲、增益誤差、偏移誤差和非線性。

描述儀器不確定性的常見參數是絕對精度。這個參數定義了指定范圍內DAQ設備的最大誤差。NI多功能設備的絕對精度計算以如下為例：

原文標題：DAQ設備選擇，5問5答

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審核編輯：湯梓紅