Free Press

I varje projekt eller experiment som du påbörjar kommer de data som produceras i slutändan att avgöra vad du får ut av ditt arbete. Utan data skulle vi inte kunna förstå hur ett system faktiskt fungerar.
Om du till exempel vill sätta upp en värmeslinga som kan hjälpa föremålet att nå en viss temperatur kan du inte förstå dess framgångsnivå utan att mäta temperaturen. En enkel uppgift som att mäta och registrera temperaturen är som Data Acquisition. Ett annat exempel är att mäta och registrera strömskillnaden över ett motstånd.
I huvudsak är datainsamling en process som innebär att man samlar in information för att förstå ett elektriskt eller fysiskt fenomen med hjälp av sensorer, mätutrustning och en dator. Tillsammans bildar dessa komponenter ett datainsamlingssystem eller DAQ-system.
I den här guiden får du lära dig om:

• Vad är ett DAQ-system?
• Grundläggande komponenter i ett DAQ-system
• Hur man mäter med en DAQ-enhet?
• Faktorer som påverkar mätnoggrannheten
• Fördelar med att använda DAQ-enheter
• Viktiga tillämpningar av DAQ-systemet

Så, låt oss komma igång.

Vad är ett DAQ-system?

Som redan diskuterats omfattar DAQ eller datainsamling ett mätsystem och en dator som kan mäta elektriska eller fysikaliska egenskaper och registrera dem för vidare analys.
Begreppet DAQ introducerades 1963 där det främst handlade om att övervaka eller styra en fysisk enhet med hjälp av programvara. IBM var först med att tillkännage en dator som enbart var gjord för datainsamlingsuppgifter kallad IBM 7700 Data Acquisition system.
BIM 7700 ersattes 1964 med ett kraftfullare IBM 1800 Data Acquisition and Control System. I och med den tekniska utvecklingen har datamöjligheterna förändrats drastiskt i dag, vilket gör det möjligt för oss att snabbt bearbeta och lagra data på många olika sätt.
DAQ-system är ett utmärkt exempel på detta. Dessa enheter kan samla in data från ett faktiskt system och lagra dessa data i ett format som är lätt att hämta för vidare teknisk eller vetenskaplig granskning.
Med tanke på DAQ-systemens intuitivitet är dessa datorbaserade mätsystem av avgörande betydelse inom en rad olika vertikala sektorer som behöver precision, såsom konstruktion, elektronik, produktion och tillverkning för att nämna några.
DAQ-system är antingen handhållna eller kan användas på distans. Handhållna DAQ-system är användbara när man måste göra avläsningar av ett prov som man fysiskt kan interagera med. Fjärrstyrda DAQ-mätningar görs där mänsklig närvaro är oförenlig.
Grundläggande komponenter i ett DAQ-systemB IBM-maskinerna från 1960 var gigantiska sex fot höga datorer. Tack och lov är de moderna DAQ-systemen kompakta, men ändå många gånger kraftfullare än sina föregångare.
År av tekniska framsteg inom elektronik har gjort det möjligt att ha så eleganta maskiner som inte kompromissar med mätnoggrannheten.
Ett grundläggande DAQ-system består av fyra delar:
Sensorer
Sensorer eller transducers interagerar med det ämne som mäts, antingen direkt eller indirekt (kontakt eller kontaktlöst). De omvandlar de fysiska värdena till elektriska signaler. Den typ av sensorer som används i ett DAQ-system varierar beroende på vilken typ av tillämpning det är.
Till exempel kräver mätning av temperatur en temperatursensor, medan en solcellssensor är användbar för att mäta ljus. Deras gemensamma funktion är att omvandla analoga signaler som ljus, temperaturer, hastighet osv. till digitala signaler för datorn. I DAQ-system används högkvalitativa sensorer som ger exakta avläsningar med minimalt eller inget brus.
Transmission/Signalkonditionering
De elektriska signalerna som kommer från sensorerna kan inte användas direkt, eftersom de behöver modifieras. Denna modifiering är nödvändig eftersom signalerna ofta innehåller brus eller kan vara så svaga att DAQ-systemet inte kan mäta dem.
Därvid används ytterligare en krets för att optimera signalerna, en s.k. signalkonditionerare. Processen att optimera signalerna kallas signalkonditionering.
Signalkonditioneraren använder filterkretsar för att separera bruset från den verkliga signalen och använder en förstärkningskrets för att förstärka svaga signaler. Detta är två av de vanligaste funktionerna som de åtar sig.
Det finns ännu fler processer som kalibrering, linjärisering och excitering som går att uppnå med en lämplig signalkonditioneringskrets. Valet av signalkonditioneringskrets beror till stor del på sensorns egenskaper.
DAQ-hårdvara
DAQ-hårdvara är den hårdvaruenhet som är ansluten mellan datorn och sensorerna. DAQ-hårdvaran är antingen ansluten till datorn med hjälp av USB-portar eller via PCI-Express-platser på moderkortet.
DaQ-hårdvaran tar emot de analoga signalerna från sensorerna och omvandlar dem till digitala signaler som kan läsas av datorerna. Men detta är bara en av funktionerna hos DAQ-hårdvaran.
Några vanliga funktioner i ett DAQ-system är:
ADC: Konverterar analoga signaler till digitala signaler
Digital-till-analog-omvandlare: Stöd för inmatning och utmatning av binära signaler
RS232, RS485: Gränssnittsbussar som används för att kommunicera med andra enheter
Single-ended input: Det finns till och med en fristående DAQ-hårdvara som kan fungera på egen hand utan att behöva anslutas till en dator. Detta är möjligt genom en processor och beräkningsenhet som är inbäddad i DAQ-hårdvaran. Fristående DAQ-hårdvara kan hjälpa användare med datarepresentation i realtid.
Standalone oscilloskop och dataloggare är utmärkta exempel på DAQ-system som kan fungera utan dator.
Dator
Slutstycket i DAQ-kedjan är en dator som samlar in alla data som kommer genom DAQ-hårdvaran för vidare analys. Det räcker dock inte att ansluta DAQ-hårdvaran till en dator för att data ska bli begripliga.
Det krävs en DAQ-programvara som använder data från DAQ-hårdvaran för att skapa läsbara och meningsfulla resultat. Med andra ord fungerar DAQ-programvaran som ett lager mellan användaren och DAQ-hårdvaran. Datorer är avgörande för att utföra beräkningar av högre ordning med de data som samlas in från DAQ:n.

.