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信号调节器的业务是从模拟传感器获取输出，并准备对其进行数字采样。
如果我们继续热电偶的例子。信号调节电路需要将传感器的输出线性化，并提供隔离和放大，以将非常小的电压提高到用于数字化的标称水平。
信号调节器方案从模拟信号源到可供计算机和软件处理的数字化数据
每个信号调节电路由制造商设计，以执行传感器输出的元素归一化，以确保其线性度和对源现象的保真度，并为数字化做好准备。由于每种传感器类型都不同，信号调节器必须完全符合它们。
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什么是信号调节？
隔离栅（电流隔离）
有时也称为电流隔离，电隔离是将电路与其他电位源分离。这对于测量系统尤为重要，因为大多数信号都处于相对较低的电平，并且外部电势会极大地影响信号质量，从而导致错误的读数。干扰电位本质上可以是交流和直流。
例如，当传感器直接放置在被测物品（例如电源）上，其电位高于地（即，不在0V）时，这可能会对数百伏的信号施加DC偏移。电气干扰或噪声也可以采取由信号路径或测试周围环境中的其他电气部件产生的交流信号的形式。例如，房间里的荧光灯可以辐射400Hz，可以被非常灵敏的传感器检测到。
这就是为什么最好的数据采集系统具有隔离的输入，以保持信号链的完整性，并确保传感器输出的数据是真正读取的数据。目前采用了几种隔离技术。
视频解释Dewesoft数据采集系统的高电流隔离
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《数据采集系统中隔离的重要性》指南
过滤
实际上，我们想要测量的每个信号都会受到电干扰或噪声的影响。这有多种原因，包括可感应到高增益信号线的环境电磁场，或传感器或测量系统与被测物体之间存在的简单电压电势。因此，最好的信号调节系统提供工程师可以使用的可选滤波，以消除这些干扰并进行更好的测量。
信号滤波方案在该方案中，噪声模拟信号通过低通滤波器来过滤不需要的频率
滤波器通常以其工作的频带表示。有四种基本类型的信号滤波器：
低通滤波器：该滤波器从给定频率及其以上的频率开始减少或“滚降”。
高通滤波器：相反，允许高于给定频率的频率通过。
带通和带阻滤波器：在两个给定值之间通过或停止（抑制）频率。
基本DAQ筛选器类型架构基本筛选器类型
某些滤波，如抗混叠滤波，只能在模拟域中完成。这是因为一旦采样不足导致的假信号被数字化，就无法知道真实信号的样子。然而，几乎所有其他滤波都可以在数字域中进行，即在信号数字化之后，在软件中进行。
过滤器也由其极点的数量来定义。极点越多，它们能够在信号上执行的滚降越陡。这种衰减或斜率仅仅意味着每倍频程可以衰减多少分贝的信号。所讨论的滤波器的规格通常以dB/Q为单位给出最大衰减。
Dewesoft DAQ硬件通常根据被测信号的类型提供低通滤波。一些调节器还提供高通滤波，例如CHARGE信号放大器。如果测量信号将被积分或双积分，则去除不需要的低频元素尤其重要，因为不需要的元素会严重扭曲导出的速度或位移值。
您还将听到贝塞尔、巴特沃斯、椭圆和切比雪夫等过滤器类型。由于所有滤波器的特性都会对信号本身造成失真，多年来，工程师们开发了自己的滤波器类型，以便为其特定目的提供最佳可能的结果。
滤波器类型滚降陡峭纹波或失真其他因素
巴特沃斯良好无波纹，但方波会导致失真（滞后）Mo巴特沃斯良好无波纹，但方波会导致失真（滞后）中等相位失真
切比雪夫陡峭通带波纹瞬态响应差
贝塞尔良好非正弦波形无振铃或过冲增加相位延迟
通带中的椭圆最陡波纹非线性相位响应
您可以看到这些过滤器类型之间存在权衡。因此，工程师应根据其应用选择最佳的过滤器类型。
DewesoftX DAQ软件提供了广泛的用户可选过滤选项，包括上述所有选项和更多选项。值得注意的是，软件过滤器可以在测量之后应用，甚至可以在测量后删除或修改。这为工程师提供了许多非破坏性分析数据的工具。
Dewesoft X数据采集软件内的过滤设置
使用DewesoftX软件，工程师可以在不进行滤波的情况下记录数据，然后在记录和实验后应用各种滤波器，甚至可以与原始信号进行并排比较。这种灵活性是一种强大的分析工具，非常容易实现。它保留原始的、未过滤的数据，同时允许工程师根据需要应用过滤器，创建不同的数据集用于分析或表示目的。
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模数转换器（ADC或AD转换器）
大多数物理测量信号条件的输出是模拟信号。必须将该信号转换为一系列高速数字值，以便数据采集系统能够显示和存储该信号。因此，A/D卡或A/D子系统用于转换该信号。
AD转换器（ADC）方案AD转换器方案-将模拟信号转换为数字域数据
有多种ADC类型，包括每个通道的多路转换器和单个转换器。在多路复用ADC系统中，使用单个模数转换器将多个信号从模拟域转换为数字域。这是通过将模拟信号一次一个地复用到ADC中来实现的。
与每个通道具有ADC芯片相比，这是一种成本更低的方法。但另一方面，不可能在时间轴上精确对齐信号，因为一次只能转换一个信号。因此，通道之间总是存在时间偏差。
在数据采集的早期，8位ADC很常见。在撰写本文时，24位ADC是大多数设计用于进行动态测量的数据采集系统中的标准，而16位ADC通常被认为是信号的最低分辨率。
信号转换的速率称为采样速率。某些应用，例如大多数温度测量，不需要高速率，因为被测值变化不太快。然而，交流电压和电流、冲击和振动以及许多其他被测对象要求采样率为每秒几十万或几十万个样本或更多。采样率被视为测量的T轴或X轴。
ADC采样率方案ADC采样速率
在Y轴或垂直轴上，ADC具有各种分辨率。今天最常见的是16位和24位。具有16位分辨率的ADC理论上可以以65535（2^16=65536）的一部分分辨率对输入信号进行数字化。
这个数字实际上被噪声和量化误差以及其他因素所降低，但它为比较提供了一个良好的起点。因为每一位的分辨率都能有效地使量化分辨率加倍，所以具有24位ADC的系统提供2^24=16777216。因此，输入的1伏信号可以在Y轴上分成1600万步以上。
提供高采样率和高振幅轴分辨率的ADC是动态信号分析（如冲击和振动）的最佳选择。低采样率和高振幅轴分辨率对于具有宽振幅范围但状态不会快速变化的热电偶和其他被测物是最佳的。
提供抗混叠滤波（AAF）的ADC在涉及动态测量的所有应用中都是非常理想的，因为它们防止了由于以太低的速率采样信号而引起的测量误差。这种混叠是由于对快速变化的信号采样太少而产生的假信号。
信号处理混叠如果采样不够精细，则检索到的信号可能与实际信号非常不同。
图片由WikiCommons提供
一旦转换为数字信号，我们的信号（也称为被测信号）就由计算机子系统以几种方式进行处理。首先，它们可以在系统屏幕上显示给测试操作员，以便进行目视检查和审查。大多数DAQ系统以几种流行格式显示数据，包括包括时间历史也称为“条形图”（Y/T）显示以及数字显示。但目前市场上的许多系统都提供了其他显示类型，包括条形图、X-Y图等。
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了解有关A/D转换器的更多信息：
什么是A/D转换器？
ADC转换器类型指南
数据存储
当今的数据采集系统通常利用固态硬盘驱动器（SSD或HDD）将数据从ADC子系统流式传输到永久存储器。将数据写入磁盘还允许在测试完成后对其进行分析。
大多数DAQ系统允许将数据导出为不同的文件格式，以便使用第三方软件工具进行分析。常见的数据格式包括CSV（逗号分隔值）、UNV（通用文件格式）等。
我们的模块化数据采集系统免费提供的DewesoftX数据采集软件能够将数据导出为两种格式以及许多其他格式。请参见支持的文件导出格式的完整列表。
带可移动SSD磁盘的SBOX数据记录器坚固耐用的SBOX处理计算机和数据记录器上的可移动SSS数据存储
数据可视化和显示
任何DAQ系统最关键的功能之一是在数据存储期间实时可视化数据的能力。系统通常采用集成或分离的平板显示器，其可以以各种视觉格式配置。
波形数据几乎总是可以以Y/T波形的形式显示在图形或网格上，并以数字形式显示。但也可以采用其他图形约定，如条形图仪表、FFT（快速傅里叶变换）频率/幅度图等。
当今最灵活的DAQ系统允许用户以简单的方式使用内置图形控件自由配置一个或多个显示器。DewesoftX软件提供了几种高质量的内置视觉仪器：
记录器：水平、垂直和XY记录器
示波器：示波器、三维示波器、矢量示波器
FFT：FFT、3D FFT、谐波FFT和倍频程
仪表：数字、模拟、水平/垂直条形仪表
图形：2D、3D图形、倍频程、轨道、坎贝尔图
视频：标准视频显示器和带温度指示器的热视频显示器
GPS：具有交互式开放式街道地图分层支持的定位显示
控制：按钮、开关、旋钮、滑块、用户输入
燃烧分析：P-V图和燃烧范围
转子平衡器：用于现场平衡
汽车：用于显示移动对象的三维多边形
航空航天：高度或人工地平线指示器
DSA/NVH：模态圆
其他：2D/3D表格、图像、文本、线条、过载指示器、指示灯、注释
所有视觉仪器都提供不同的定制选项和实时视觉反馈。
运行在任何Dewesoft数据采集系统上的DewesoftX DAQ软件的典型显示，以各种用户可选择的图形和可视“小部件”显示测量数据
数据分析
数据采集系统为实时测试状态提供了重要的视觉参考。但在数据存储在DAQ系统中之后，也可以使用DAQ系统或第三方数据分析软件中内置的工具对数据进行分析。
如前所述，目前市场上几乎每一个DAQ系统都有几个内置的数据导出过滤器，可以将系统的专有数据格式转换为第三方数据格式进行离线分析。
Dewesoft X数据采集系统中的数据分析
数据采集系统的基本类型
今天的数据采集系统有多种形式和风格。从模块化数据采集系统到一体式DAQ。有许多适合特定应用的选项。要了解不同类型的数据采集系统，请查看以下文章-数据采集系统的类型。
数据采集系统价格
数据采集系统由多家公司销售，具有广泛的功能和规格，因此价格可能会有很大差异。使用每个通道的价格模型，为这些不同级别的DAQ系统提供一般定价是有用的。估计价格以美元（美元）表示：
低端DAQ系统通常每通道200至500美元不等
中端DAQ系统通常每个通道的价格为500-1000美元
高端DAQ系统通常每个通道的价格在1000-2000美元之间
自行动手DAQ系统不可能估计，因为它们涵盖了从几个频道到一个需要10人年才能开发和/或涉及数百甚至数千个频道的系统的广泛范围。
有关数据采集公司的最新列表，请参阅数据采集公司完整列表指南。
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