数据采集技术：多通道采集与信号调理

"本文主要介绍了多通道数据采集技术在SCADA系统中的应用，包括连续扫描、间隔扫描等采集模式，以及通道设置如扫描顺序、增益、范围、输入类型等关键参数。此外，还提到了数字和模拟信号的调理，如单端与差分输入、单极与双极范围的选择，以及在实际应用中的重要性。" 在数据采集领域，多通道采集技术是处理多个信号的关键。连续扫描和间隔扫描是两种常见的采集模式。连续扫描会在恒定速率下切换每个输入通道到板载功能，而间隔扫描则结合了低频信号的同步采样优势和连续扫描的成本效益，通过高速扫描后以较慢速率重复来实现。扫描顺序、增益、范围、输入类型（单端或差分）和极性（单极或双极）是选择数据采集（DAQ）板的重要考虑因素。 扫描顺序决定了通道的采样次序，某些板卡具有固定的扫描顺序，而有些则允许编程自定义顺序，提供更大的灵活性。增益功能使得在同一条板卡上能适应高低电平信号，有些板卡甚至支持可编程增益，允许对不同通道应用不同的增益。范围是指ADC（模数转换器）能够量化电压的最小和最大值，固定范围适用于所有通道，而可编程范围则允许按通道调整。选择适合信号范围的范围可以充分利用ADC的分辨率，准确测量信号。 单端和差分输入是两种输入方式。单端输入共用一个地参考，而差分输入每个输入都有独立的地参考，能有效消除噪声误差。单极性范围只包含正值，而双极性范围包括正负值。 在SCADA系统中，I/O接口扮演着连接计算机与现场测控设备的关键角色，解决信号形式、速度匹配、串并行转换以及信号隔离等问题。系统通常包含A/D、D/A、DI和DO设备，以及辅助组件，如多路转换开关、放大器等。数字信号调理对于处理开关信号和连续脉冲信号至关重要，而模拟信号调理涉及采样率、分辨率、精度和滤波器等，用于处理如振动、温度、压力和流量等时域信号。 在设计和选择DAQ系统时，需要考虑的因素包括驱动程序的功能、通道数、信号调理和DAQ卡的各种性能指标，以确保数据采集的准确性和可靠性。