數據采集，通常縮寫為DAQ，有時縮寫為DAS，廣泛應用于許多工業領域。數據采集用于在計算機控制下從傳感器和其他來源獲取數據，以將數據匯集在一起，存儲數據，然后對其進行操作。

鑒于可以采樣和存儲的信號和參數種類繁多，數據采集涉及許多技術和技能。

數據采集系統可以采取多種形式，從非常簡單的DAQ系統到高度復雜的計算機控制系統。它們還可以采用多種形式，從大型機架DAQ系統到緊湊型DAQ系統，有時USB DAQ系統可以提供理想的解決方案。

事實上，數據采集可以根據需要進行擴展。事實上，有許多不同的DAQ設備可以滿足所有可能出現的各種要求。

可以測量許多參數 - 從溫度到電壓，從應變到流量等等。不同的DAQ傳感器可用于測量不同類型的參數，并且根據特定情況的需要，可以在一個整體系統中使用幾種不同類型的傳感器。

數據采集通常用于測量制造過程中需要監控的不同參數，或者它們可用于監控用于地質監控的大量傳感器，或者用于任何需要在中心位置或計算機中監控大量傳感器的應用。

與傳統的臺架測試系統不同，傳統的臺架測試系統使用示波器、頻譜分析儀、電壓表等進行持續測量，數據采集系統對各種參數進行測量，定期從各種來源返回這些樣本，以查看趨勢，并確保制造工廠等過程正常運行。

數據采集定義

在談論數據采集系統時，對數據采集系統有一個基本的了解會有所幫助，而定義可能會有所幫助。

數據采集定義：

數據采集是對測量真實世界物理現象的信號進行采樣的過程，隨后將其轉換為數字形式，由計算機及其相關軟件進行處理。

數據采集系統的概念，DAQ
請注意，對于數據采集系統，許多輸入可能會同時接收到計算機中

數據采集系統有許多不同的組件。不同的DAQ設備可以包括：傳感器、通信鏈路、DAQ模塊和卡、計算機、數據庫、數據采集軟件等。所有這些不同的DAQ設備必須協同工作，才能構成一個成功的數據采集系統。

數據采集系統與數據記錄儀

數據采集系統和數據記錄器在許多方面非常相似，但它們有一些細微的區別。

在研究數據采集系統時，能夠理解它們之間的術語差異以及更適合其中一種而不是另一種應用是很有幫助的。

對于不同類型的數據采集系統，沒有實際的硬性定義，但這里描述了一些已經看到的定義。值得一提的是，不同的人和公司可能會有不同的看法。但是，了解不同類型的DAQ系統以及所使用的不同描述會有所幫助。

數據采集系統：DAQ系統往往用于要求更高的情況。可以進行動態和靜態測量，因此DAQ系統能夠進行高速和低速采樣。

由于對它們的要求，DAQ系統通常具有內置或連接到它們的高性能計算機。通過這種方式，它們提供了最大的性能和靈活性，但需要額外的成本。盡管有許多緊湊型數據采集系統可用，但這些系統可能位于較大的機架中。

數據采集設備：這種描述已被不止一個制造商使用，盡管它并不是特別普遍。為了完整起見，此處已將其包括在內。

從本質上講，這是一個比數據記錄系統更復雜的數據采集系統，但沒有基于機架的數據采集系統的復雜性。它可能使用連接所有傳感器的單個設備 - 因此得名。這種類型的數據采集系統比全機架系統成本更低，但比數據記錄器提供更多的功能。其中許多項目是USB數據采集系統。

數據記錄儀：數據記錄器通常就是這樣 - 它們記錄數據。實際上，小型處理器甚至計算機的易用性意味著界限可能有點模糊，但數據記錄器往往更小，它們通常用于測量相對較慢的信號。許多旨在收集長期數據。數據可以在較小的計算機上收集并通過數據鏈路發送，甚至可以存儲在可移動存儲設備（如閃存卡）中。

根據定義，數據記錄系統將具有一組更有限的輸入，這些輸入的格式往往更基本：電壓、電流、溫度，盡管也可以收集地質數據以長期監測許多項目。

雖然邊界和定義有點武斷，但它為可用的不同類型的數據記錄和數據采集系統提供了指南。

當開始以一種或另一種形式獲取數據時，值得一看什么最能滿足需求。數據采集系統和設備以及數據記錄器都有其一席之地。選擇正確的格式將實現最佳的投資回報，并使其更易于使用和獲取所需的數據。從大型機架系統到小型或緊湊型數據采集系統、數據采集設備或數據記錄系統，都有廣泛的選擇。

數據采集測量

數據采集系統可以進行任意數量的各種測量。這些測量通常測量模擬量。在將它們傳輸到任何計算機系統之前，它們需要采用數字格式。

使用DAQ系統可以測量大量不同的參數 - 最常見的參數如下：

• 電壓
• 當前
• 溫度
• 應變
• 壓力
• 振動
• 距離/位移
• 角度、轉速等
• 重量
• 數字信號
• 頻率或時間間隔

盡管有許多多輸入通用DAQ設備可以連接到各種不同類型的傳感器，但可以使用單獨的模塊或傳感器進行不同的測量。

用于數據采集測量的傳感器通常返回電壓值，然后可以將其轉換為位移、溫度或任何被測量值。

通常，DAQ模塊和傳感器會使用某種形式的傳感器，并測量電壓等參數。這稱為主要測量值，然后將其轉換為所需的實際參數。通過這種方式，可以制造或獲得幾乎可以測量任何所需參數的DAQ模塊。

因此，可以獲得大量能夠測量幾乎任何東西的數據采集模塊。此外，還可以獲得可用于特殊傳感器設計的DAQ模塊。這樣，這些DAQ模塊可以針對特定傳感器的特定測量進行定制。它們能夠滿足非常具體的要求。

數據采集系統

數據采集系統由多個元件組成，這些元件可以進行定制，以滿足任何給定情況的個性化要求。

雖然具有低傳感和數據速率的簡單系統可能最適合數據記錄器，但需要快速數據采集和收集更多數據的大型應用將需要數據采集系統。

數據采集系統傾向于使用一種形式的機架系統作為基本硬件。這使得它們更容易針對特定應用進行定制，并在需要時重新配置。

為此，有幾家制造商制造了適合數據采集、數據采集的機架系統。

數據采集卡和模塊

大多數數據采集系統由一個機架模塊組成，該模塊裝滿了卡，以提供所需的各種測量功能。

這些卡顯然需要符合機械和電氣接口中使用的整個系統。

幸運的是，所使用的機架系統通常是標準化的，并且模塊通常可從許多制造商處獲得，從而可以輕松選擇所需的模塊。

數據采集軟件

為了能夠以邏輯格式采集、存儲和處理數據，可以使用專門的數據采集軟件。該數據采集軟件可以用多種語言編寫，并且可以針對特定應用進行編寫。或者，有許多專有的數據采集軟件包可用，可以代替使用這些軟件包。

專有數據采集軟件包的優點是已經進行了所有開發并遇到了問題。雖然通常會收取軟件維護費用，但這將比嘗試維護類似的“本地”數據采集軟件包要少得多。因此，許多公司選擇購買他們的數據采集軟件，然后用它來為正在使用的特定系統開發測試。

數據采集是測試和測量行業的一個非常重要的領域。從電子制造到化學工程、機械制造以及更多樣化的應用，例如監測山脈和火山的地理數據以及許多其他有趣和多樣化的用途，都需要數據采集系統。

有鑒于此，市面上有許多數據采集產品可能使用直接包含在PXI或VXI機箱或計算機中的數據采集卡。在某些情況下，總線系統可以并入數據采集系統-GPIB、USB和RS232器皿的廣泛使用。一些公司有自己的數據采集平臺，如NI Compact DAQ系統，它提供了良好的靈活性，但格式緊湊。無線系統也用于許多應用。憑借這種靈活性，可以創建可針對給定應用進行定制的系統，以進行所需的測量。

審核編輯：黃飛