數據采集(DAQ),是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動采非電量或者電量信號,送到上位機中進行分析,處理。數據采集系統是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。通常,必須在數據采集設備采集之前調制傳感器信號,包括對其進行增益或衰減和隔離,放大,濾波等.對待某些傳感器,還需要提供激勵信號.被采集數據是已被轉換為電訊號的各種物理量,如溫度、水位、風速、壓力等,可以是模擬量,也可以是數字量。采集一般是采樣方式,即隔一定時間(稱采樣周期)對同一點數據重復采集。采集的數據大多是瞬時值,也可是某段時間內的一個特征值。準確的數據量測是數據采集的基礎。數據量測方法有接觸式和非接觸式,檢測元件多種多樣。不論哪種方法和元件,均以不影響被測對象狀態和測量環境為前提,以保證數據的正確性。數據采集含義很廣,包抱對面狀連續物理量的采集。在計算機輔助制圖、測圖、設計中,對圖形或圖像數字化過程也可稱為數據采集,此時被采集的是幾何量(或包括物理量,如灰度)數據。
在計算機廣泛應用的今天,數據采集的重要性是十分顯著的。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。各種類型信號采集的難易程度差別很大。實際采集時,噪聲也可能帶來一些麻煩。數據采集時,有一些基本原理要注意,還有更多的實際的問題要解決。
假設對一個模擬信號x(t)每隔Δt時間采樣一次。時間間隔Δt被稱為采樣間隔或者采樣周期。它的倒數1/Δt被稱為采樣頻率,單位是采樣數/每秒。t=0,Δt,2Δt,3Δt……等等,x(t)的數值就被稱為采樣值。所有x(0),xΔt),x(2Δt)都是采樣值。根據采樣定理,*低采樣頻率必須是信號頻率的兩倍。反過來說,如果給定了采樣頻率,那么能夠正確顯示信號而不發生畸變的*大頻率叫做恩奎斯特頻率,它是采樣頻率的一半。如果信號中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分,信號將在直流和恩奎斯特頻率之間畸變。
采樣率過低的結果是還原的信號的頻率看上去與原始信號不同。這種信號畸變叫做混疊(alias)。出現的混頻偏差(aliasfrequency)是輸入信號的頻率和*靠近的采樣率整數倍的差的**值。