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1、Advance technologies; Automate the world.凌华数据采集卡凌华数据采集卡凌华数据采集卡凌华数据采集卡产品选型指南暨应用案例产品选型指南暨应用案例产品选型指南暨应用案例产品选型指南暨应用案例张斌张斌北京凌华技术支持部北京凌华技术支持部http:/http:/1Advance technologies; Automate the world.摘要摘要数据采集卡选型指南数据采集卡选型指南数据采集产品在几个市场的典型应用数据采集产品在几个市场的典型应用PCI-9812典型应用典型应用PCI-7300A典型应用典型应用其它应用其它应用2Advance technol
2、ogies; Automate the world.如何选择合适的如何选择合适的A/D卡卡根据传感器选择根据传感器选择热电偶、热电阻热电偶、热电阻根据采样定理选择根据采样定理选择fs=2*fmax根据精度要求选择根据精度要求选择根据用户的其它要求选择根据用户的其它要求选择同步？触发？同步？触发？3Advance technologies; Automate the world.Q：热电偶应用的特点：热电偶应用的特点价格较低，坚固价格较低，坚固可承受高温可承受高温可迅速感知温度的快速变化可迅速感知温度的快速变化低电压输出低电压输出低灵敏度低灵敏度 需要冷端补偿需要冷端补偿4Advance tec
3、hnologies; Automate the world.A：选型：选型低电压输出低电压输出 需要放大需要放大最好高增益最好高增益低灵敏度低灵敏度 高分辨率高分辨率PCI-9118HR、PCI-9114系列、系列、PCI-9111HR需要需要冷端补偿冷端补偿PCI-9114系列板载系列板载CJCACLD-8125板载板载CJC，可配合，可配合PCI-9111系列系列可选的方案可选的方案PCI-9114系列系列PCI-9111HR ACLD-8125最佳方案最佳方案PCI-9114HG5Advance technologies; Automate the world.Q：热电阻应用的特点：热电
4、阻应用的特点精度比热电偶高精度比热电偶高不需要冷端补偿不需要冷端补偿电阻输出电阻输出低灵敏度低灵敏度非线性输出，需要线性化非线性输出，需要线性化2线线RTDs接线，简单，但要考虑接线电阻误差接线，简单，但要考虑接线电阻误差3线和线和4线线 RTD 接线，消除了接线电阻误差接线，消除了接线电阻误差6Advance technologies; Automate the world.A：选型：选型电阻输电阻输出出 需要电流源需要电流源低灵敏度低灵敏度 高分辨率高分辨率可选方案可选方案PCI-6208A + PCI-9111HR（9114、9118HR）最佳方案最佳方案仍然建议选用仍然建议选用ND-6
5、0137Advance technologies; Automate the world.其它传感器其它传感器目前，越来越多出现了将传感器、变送器结合在一起的目前，越来越多出现了将传感器、变送器结合在一起的产品产品一般输出为电压（一般输出为电压（05V）、电流（）、电流（020mA或或420mA）若输出为电压，基本所有采集卡均可选若输出为电压，基本所有采集卡均可选若输出为电流，必须在输入端并联一精密电阻，建议值若输出为电流，必须在输入端并联一精密电阻，建议值250ohm8Advance technologies; Automate the world.根据采样定理选择采集卡根据采样定理选择采集
6、卡前面所讨论的信号，一般变化缓慢，不涉及采样频率的前面所讨论的信号，一般变化缓慢，不涉及采样频率的限制限制Nyquist采样定律：采样定律：fs=2*fmax fs ：采样频率采样频率fmax ：信号最高频率信号最高频率一般最小为一般最小为fs=2.5*fmax工程上一般取为工程上一般取为fs=68*fmax9Advance technologies; Automate the world.根据精度要求选择采集卡根据精度要求选择采集卡用户关心的最小可测电压值用户关心的最小可测电压值输入范围输入范围/2n对于小信号，需要选择高增益板卡对于小信号，需要选择高增益板卡10Advance techno
7、logies; Automate the world.根据用户的其它要求选择采集卡根据用户的其它要求选择采集卡同步要求同步要求PCI-9812DAQ-20XX其它多功能卡其它多功能卡 S&H触发要求触发要求PCI-9812、DAQ-2000系列系列Pre、Post、Middle、DelayPCI-9118AboutPCI-9111Pre11Advance technologies; Automate the world.如何选择合适的如何选择合适的D/A卡卡根据速度选择根据速度选择PCI-6208与与PCI-6308无时钟控制输出时序，不可用作波形发生器无时钟控制输出时序，不可用作波形发生器D
8、AQ-25xx系列可用作任意波形发生器系列可用作任意波形发生器根据精度选择根据精度选择PCI-6208：16位，可保证位，可保证14位位PCI-6308、DAQ-25xx：12位位12Advance technologies; Automate the world.如何选择合适的如何选择合适的I/O卡卡根据点数（通道数）选择根据点数（通道数）选择根据信号类型选择：根据信号类型选择：TTL、光电隔离、继电器、光电隔离、继电器干接、湿接干接、湿接根据驱动能力选择根据驱动能力选择光电隔离光电隔离DO驱动能力较强驱动能力较强PCI-7396/7348根据速度选择根据速度选择只有只有PCI-7300与与
9、PCI-7200时序由时钟控制时序由时钟控制PCI-7200稳定的数据流量为稳定的数据流量为1MB/s13Advance technologies; Automate the world.DAQ产品在几个市场的典型应用产品在几个市场的典型应用电力行业电力行业电力录波：电力录波：传输电过程的传输电过程的“黑匣子黑匣子”，记录电力的波形，供故障事后分析。，记录电力的波形，供故障事后分析。32/64通道，每通道采样率通道，每通道采样率5kHz或或10kHz要求同步采集，有些情况下要求外部触发要求同步采集，有些情况下要求外部触发(用用GPS信号作同步信号作同步)DAQ-2204/2205可以满足要求，
10、其中同步问题可以外接采样可以满足要求，其中同步问题可以外接采样/保持电路保持电路14Advance technologies; Automate the world.DAQ产品在几个市场的典型应用产品在几个市场的典型应用智能交通智能交通车载车载“黑匣子黑匣子”动态记录车辆行驶中的各种参数。动态记录车辆行驶中的各种参数。军用：要求记录点数多、性能高，会采用军用：要求记录点数多、性能高，会采用PXI平台平台+采集卡采集卡民用：性能要求较低，可能有民用：性能要求较低，可能有EBC或或PC104+的机会的机会轨道交通轨道交通车用控制系统，要求高，双机热备车用控制系统，要求高，双机热备行车调度行车调度/
11、监控，环境较恶劣，会用监控，环境较恶劣，会用cPCI15Advance technologies; Automate the world.DAQ产品在几个市场的典型应用产品在几个市场的典型应用自动测试自动测试(ATE)军用军用ATE系统系统要求高，一般用要求高，一般用VXI或或PXI实现实现会用到继电器阵卡、开关卡会用到继电器阵卡、开关卡任意波形发生器卡、数字存储示波器卡任意波形发生器卡、数字存储示波器卡芯片测试系统芯片测试系统目前国内集中在目前国内集中在6寸晶元厂，生产低集成度简单寸晶元厂，生产低集成度简单ICIO卡配合低速采集卡卡配合低速采集卡其它测试设备其它测试设备16Advance t
12、echnologies; Automate the world.DAQ-2000系列板卡简介系列板卡简介创新的母创新的母子卡架构子卡架构自动校正功能自动校正功能A/D、D/A同步进行同步进行Scatter/Gather DMATimerLogicDataBufferVoltage ReferenceAI CHTrim DACADCPGA17Advance technologies; Automate the world.Q: CD/DVD 读取头测试读取头测试CD/DVD读取依靠悬臂定位；定位信号来自外部电压信读取依靠悬臂定位；定位信号来自外部电压信号号悬臂加上电压后要快速到位，且无振荡悬臂加
13、上电压后要快速到位，且无振荡要求测量在不同激励模式下悬臂的机械运动情况要求测量在不同激励模式下悬臂的机械运动情况18Advance technologies; Automate the world.A: CD/DVD 读取头测试读取头测试DAQ-2010激光激光Doppler干涉仪干涉仪 频谱分析软件频谱分析软件A/DD/A正弦波正弦波振动器振动器测量测量CD读取头的系统动态响应读取头的系统动态响应19Advance technologies; Automate the world.PCI-9812卡简介卡简介PCI-9812卡卡高达高达20M采样频率采样频率4路同步路同步A/D转换转换板载板
14、载32k sample FIFOBus Mastering DMA，高达高达80MB/s吞吐率吞吐率提供外部时钟输入提供外部时钟输入灵活的触发选择：灵活的触发选择：后触发、预触发、中触发、延迟触发后触发、预触发、中触发、延迟触发20Advance technologies; Automate the world.Q: 雷达信号采集雷达信号采集传统雷达把回波强度直接转换成传统雷达把回波强度直接转换成图像进行显示图像进行显示问题：问题：无法实现自动识别无法实现自动识别无法实时存储数据无法实时存储数据无法进行进一步处理无法进行进一步处理要求将雷达信号直接数字化，利要求将雷达信号直接数字化，利用计算机
15、进行处理、分析用计算机进行处理、分析21Advance technologies; Automate the world.A: 雷达信号采集雷达信号采集雷达为脉冲发射雷达为脉冲发射利用利用PCI-9812卡卡1路路20M数字采样数字采样对回波的包络进行数字化对回波的包络进行数字化在屏幕上以极坐标显示在屏幕上以极坐标显示可利用计算机进行各种处理可利用计算机进行各种处理22Advance technologies; Automate the world.Q: 炮弹出膛速度测试炮弹出膛速度测试在炮膛中，炮弹在点火瞬间为在炮膛中，炮弹在点火瞬间为静止，依靠爆炸产生的推力逐静止，依靠爆炸产生的推力逐渐加
16、速，至出膛时速度最大。渐加速，至出膛时速度最大。要求测出炮弹在炮膛中运动过要求测出炮弹在炮膛中运动过程中的速度程中的速度时间曲线。时间曲线。23Advance technologies; Automate the world.A: 炮弹出膛速度测试炮弹出膛速度测试采用采用PCI-9812卡，利用点火卡，利用点火信号作为触发源信号作为触发源利用微波信号的利用微波信号的Doppler频移频移测速度测速度20M采样频率，对结果进行动采样频率，对结果进行动窗窗FFT分析分析24Advance technologies; Automate the world.Q: 汽车点火系统检测汽车点火系统检测目前汽
17、车越来越普及，对汽车维修设备的要求日益增加目前汽车越来越普及，对汽车维修设备的要求日益增加汽车的发动机是心脏，而点火系统是最易出问题，也是汽车的发动机是心脏，而点火系统是最易出问题，也是最难判断的地方最难判断的地方要求对点火波形进行采集，并利用计算机加以分析，帮要求对点火波形进行采集，并利用计算机加以分析，帮助判断问题所在助判断问题所在25Advance technologies; Automate the world.A: 汽车点火系统检测汽车点火系统检测用用PCI-9812卡采集点火波形并加以分析卡采集点火波形并加以分析26Advance technologies; Automate th
18、e world.A: 汽车点火系统检测汽车点火系统检测(续续)正常波形与典型故障波形正常波形与典型故障波形正常波形(重叠波)触点锈蚀波形电容漏电波形27Advance technologies; Automate the world.IC封装测试封装测试半导体测试设备，实现芯片自动分捡半导体测试设备，实现芯片自动分捡图像传感器图像传感器分析软件分析软件挑选挑选机构机构运动控制卡运动控制卡PCI-981228Advance technologies; Automate the world.Q: 动平衡动平衡轴承转动平稳性轴承转动平稳性高速转动的轴承，如果存在转动惯量的不平衡，就会产高速转动的轴承
19、，如果存在转动惯量的不平衡，就会产生振动，带来危害，所以要进行配重生振动，带来危害，所以要进行配重要求采集轴承高速转动中的振动信号，给轴承配重提供要求采集轴承高速转动中的振动信号，给轴承配重提供依据依据29Advance technologies; Automate the world.A: 动平衡动平衡轴承转动平稳性轴承转动平稳性实现轴承转动一周对加速度传感器采样实现轴承转动一周对加速度传感器采样1000次次高速转动的轴承，刻标记以产生定位脉冲高速转动的轴承，刻标记以产生定位脉冲利用利用8554卡计脉冲频率，并产生卡计脉冲频率，并产生2000倍该频率的方波作为倍该频率的方波作为PCI-981
20、2外外时钟时钟利用定位脉冲作为利用定位脉冲作为9812触发信号触发信号光传感器加速度传感器30Advance technologies; Automate the world.Q: 无损探伤无损探伤声发射法声发射法传统高压输电线路多采用陶瓷的传统高压输电线路多采用陶瓷的“电葫芦电葫芦”挂线挂线重，而且易损坏重，而且易损坏积灰后高压情况下绝缘性能下降积灰后高压情况下绝缘性能下降目前国外多采用聚酯材料两端压接金属头挂线目前国外多采用聚酯材料两端压接金属头挂线要求压接过程中实时监测压接质量要求压接过程中实时监测压接质量压力是否达到规定值压力是否达到规定值压接中是否发生断裂压接中是否发生断裂31Adv
21、ance technologies; Automate the world.A: 无损探伤无损探伤声发射法声发射法声发射：当材料受应力达到损声发射：当材料受应力达到损坏边界时，会发出一定频率坏边界时，会发出一定频率(数数kHz数百数百kHz)的声音信号的声音信号用用PCI-9812卡采集压接过程中卡采集压接过程中声传感器传回的信号声传感器传回的信号对信号加以分析、判断。对信号加以分析、判断。共8个压块,声传感器置于一压块中32Advance technologies; Automate the world.PCI-7300A简介简介PCI-7300A卡卡高达高达20M采样频率采样频率32路路D
22、IO通道，灵活配置：通道，灵活配置：8DI/8DO、8DI/16DO、16DI/8DO、16DI/16DO、32DI、32DO板载板载64kB FIFOBus Mastering DMA，高达高达80MB/s吞吐率吞吐率灵活的握手方式灵活的握手方式(Hand Shaking)33Advance technologies; Automate the world.Q: 高速高速PCB光模打印机光模打印机制作制作PCB (印制电路板印制电路板)的过程：的过程：绘图绘图(利用利用Protel等软件等软件)制作光模制作光模(相当把电路打印在透明片上相当把电路打印在透明片上)对原始印制板进行照排对原始印制
23、板进行照排用化学药品对照排后的板进行处理，留下的即是印制板用化学药品对照排后的板进行处理，留下的即是印制板随着电路复杂度的增加，制作光模的时间越来越长，迫随着电路复杂度的增加，制作光模的时间越来越长，迫切需要提高速度切需要提高速度34Advance technologies; Automate the world.A: 高速高速PCB光模打印机光模打印机打印设备采用打印设备采用MPU进行控制，与计算机进行高速数字传进行控制，与计算机进行高速数字传输输采用采用PCI-7300A，32CH DO，高速传输。，高速传输。利用利用PCI-7300A的握手信号确保不会丢失数据的握手信号确保不会丢失数据3
24、5Advance technologies; Automate the world.Q: 新一代全电脑化新一代全电脑化B超设备超设备传统传统B超把换能器超把换能器(线阵线阵)回波数据直接转换成图像信号回波数据直接转换成图像信号并显示并显示无法进行图像处理无法进行图像处理无法进行自动判别无法进行自动判别/测量测量要求将要求将B超回波数据实时读入计算机，并进行处理超回波数据实时读入计算机，并进行处理/存盘存盘36Advance technologies; Automate the world.A: 新一代全电脑化新一代全电脑化B超设备超设备B超前端的波束形成、回波调理及超前端的波束形成、回波调理及
25、A/D转换等工作用户转换等工作用户自制板卡完成自制板卡完成A/D转换后的数据利用转换后的数据利用FPGA传至传至PCI-7300A利用握手信号完成数据传输，以确保数据完整性利用握手信号完成数据传输，以确保数据完整性利用计算机进行图像处理利用计算机进行图像处理实时图像增强实时图像增强实时图像平滑实时图像平滑进行三维合成进行三维合成37Advance technologies; Automate the world.Q: 数据高速串行传输数据高速串行传输某类前端设备，提供高速串行数据接口，但传输速率、某类前端设备，提供高速串行数据接口，但传输速率、信号情况各有不同信号情况各有不同传输速率最高达传输
26、速率最高达100Mbps左右左右要求提供一个设备，可以连接各种前端设备，实现数据要求提供一个设备，可以连接各种前端设备，实现数据高速输入计算机、实时存盘高速输入计算机、实时存盘38Advance technologies; Automate the world.A: 数据高速串行传输数据高速串行传输前端设备已提供串行高速传输的驱动电路前端设备已提供串行高速传输的驱动电路利用利用FPGA，实现串行数据，实现串行数据并行数据的转换，并通过并行数据的转换，并通过FIFO加以缓存加以缓存利用利用PCI-7300A，通过握手信号与，通过握手信号与FPGA交换数据，以交换数据，以确保数据不会丢失确保数据不
27、会丢失39Advance technologies; Automate the world.Q: 数字摄像机图象捕捉数字摄像机图象捕捉目前城市中光污染日趋严重，天文目前城市中光污染日趋严重，天文台已看不清星空台已看不清星空光污染绝大部分为随机信号，可以光污染绝大部分为随机信号，可以通过长时间平均降低噪声通过长时间平均降低噪声需要将观测的图像高速传进计算机需要将观测的图像高速传进计算机进行长时间平均算法进行长时间平均算法40Advance technologies; Automate the world.A: 数字摄像机图象捕捉数字摄像机图象捕捉高速影像传输高速影像传输目标：完成目标：完成CCD
28、摄像头数据捕捉及处理摄像头数据捕捉及处理用用PCI-7300A卡卡外围自搭高速外围自搭高速A/D转换电路转换电路对对A/D转换后的数据进行长时间平均，以转换后的数据进行长时间平均，以去除随机噪声，提高系统信噪比去除随机噪声，提高系统信噪比41Advance technologies; Automate the world.E1/T1编码器功能测试编码器功能测试给给E1/T1编码器外加正弦输入编码器外加正弦输入信号信号利用利用PCI-7300的的DI对编码器对编码器的输出数据流进行采集，加以的输出数据流进行采集，加以判断判断利用利用PCI-7300的的DO可对采集可对采集数据进行回放数据进行回放
29、0101110142Advance technologies; Automate the world.PCI-7300A 的其它典型应用的其它典型应用逻辑分析仪逻辑分析仪数字信号发生器数字信号发生器波形、脉冲发生器波形、脉冲发生器43Advance technologies; Automate the world.触摸屏自动测试触摸屏自动测试+ + + + + + + + +PCI-7248电流源电流源固固态态继继电电器器PCI-9111连连接接线线电阻式触摸屏电阻式触摸屏R=V/I; 测量电压以得到测试点的电阻测量电压以得到测试点的电阻 用固态继电器切换测试点用固态继电器切换测试点44Adv
30、ance technologies; Automate the world.激光雕刻系统激光雕刻系统激光雕刻系统激光雕刻系统实现二维平面上的激光雕刻实现二维平面上的激光雕刻用用PCI-6208V卡卡一路一路AO控制激光的强度控制激光的强度一路一路AO控制振镜的偏转控制振镜的偏转一路一路DO控制平台的移动控制平台的移动激光45Advance technologies; Automate the world.保险丝熔断时间测试保险丝熔断时间测试测量保险丝在一定电流在的熔断时间，时间最长达数小测量保险丝在一定电流在的熔断时间，时间最长达数小时，要求精度达到时，要求精度达到10us用用PCI-8554卡卡保险丝通断转换成保险丝通断转换成TTL信号信号产生产生1us的方波做为时间基准的方波做为时间基准4个个Counter级联对级联对TTL信号进行计数信号进行计数46Advance technologies; Automate the world.水泥强度测试水泥强度测试对水泥块缓慢加压，直至水对水泥块缓慢加压，直至水泥块破坏泥块破坏利用利用ACL-8111对压力传感器对压力传感器的值进行采样的值进行采样当压力值波动超过一定阈值当压力值波动超过一定阈值时认为水泥块已被破坏时认为水泥块已被破坏水泥47Advance technologies; Automate the world.Q&A48
