美国NI公司数据采集手册（中文）

### 数据采集基础知识与技术要点 #### 一、数据采集概览 数据采集是现代科学研究和技术应用中的基础环节之一。它涉及对电气或物理量（如电压、电流、温度、压力或声音等）的测量。随着计算机技术和信息技术的发展，数据采集已经从简单的手动记录发展到了高度自动化的基于计算机的数据采集系统。 #### 二、数据采集的关键要素 数据采集系统主要包括以下几个关键组成部分： 1. **信号、传感器与激励源**：这是数据采集的第一步，传感器将物理量转换为电信号。 2. **信号调理**：对原始信号进行处理，以便于后续的测量和分析，例如放大、滤波等。 3. **数据采集设备**：负责将调理后的信号转换为数字信号，并存储或传输这些数据。 4. **软件平台**：用于控制数据采集过程、数据分析和结果显示。 #### 三、频率与分辨率的选择 - **频率**：指数据采集设备每秒能采集多少个数据点。对于高速变化的信号，需要更高的采样频率来确保捕捉到所有的细节。 - **分辨率**：表示数据采集设备能够分辨最小信号变化的能力。分辨率越高，捕捉到的信号细节越精细。 - **NI模块化仪器产品**：提供了丰富的选项，覆盖从低采样率的高分辨率设备到高采样率的低分辨率设备，以适应不同的应用场景。 #### 四、数据采集系统架构 一个典型的数据采集系统架构包括以下组件： 1. **信号与传感器**：用于将物理量转换为电信号。 2. **信号调理**：对电信号进行预处理，使其适合后续的数据采集。 3. **数据采集设备**：负责将信号数字化并记录下来。 4. **软件平台**：用于配置采集参数、控制数据采集过程、分析数据以及展示结果。 #### 五、软件平台 - **NILabVIEW**：一种图形化编程环境，非常适合快速开发数据采集和分析程序。 - **NILabWindows/CVI**：面向C语言程序员的数据采集和分析工具。 - **NIMeasurementStudio**：一套用于.NET开发环境的库和工具。 - **NITestStand**：用于测试管理的软件框架。 - **NILabVIEWSignalExpress**：一种用户友好的数据采集和分析软件。 #### 六、跨平台支持 - **任何语言**：支持多种编程语言，包括但不限于C/C++、C#、Visual Basic等。 - **任何操作系统**：支持多种操作系统，如Windows、Linux、MacOSX、Windows CE等。 - **NI-DAQmx**：是一款高性能的数据采集驱动软件，支持多线程，适用于超过250种数据采集设备，并且具有统一的应用编程接口(API)。 #### 七、数据采集软件层次 - **NI-DAQmx**：业界领先的驱动软件，适用于Windows、Linux等操作系统，提供了强大的API支持。 - **NI-DAQmx函数库**：提供了针对多平台的驱动软件支持，适用于Windows、Linux、MacOSX等操作系统。 - **测量硬件DDK**：专门用于定制驱动程序开发，适用于Windows CE、Linux、QNX等嵌入式系统。 #### 八、提高生产力的工具 - **Measurement & Automation Explorer (MAX)**：用于配置硬件设置、创建虚拟通道、监控设备状态等功能。 - **DAQAssistant**：帮助用户生成数据采集代码的工具。 - **LabVIEW SignalExpress LE**：一种用户友好的软件，用于快速搭建数据采集和分析系统。 通过以上介绍可以看出，美国NI公司在数据采集领域拥有全面而深入的技术积累，不仅提供了多样化的硬件设备，还开发了丰富的软件工具和服务，旨在帮助用户高效地完成数据采集任务。无论是科研人员还是工程师，在面对复杂的数据采集挑战时，都可以借助NI公司的产品和服务找到合适的解决方案。