1.通用数据采集卡的结构及工作原理
通用数据采集卡的结构如图1所示,包括微弱信号放大、通道转换控制、时基发生器、时序控制器、采样/保持控制、A/D转换控制、D/A转换控制、转换驱动电路、数据读入、读出接口控制几部分。其工作原理是被测量(如:温度、压力、流量、速度等)经相应的传感器转换为电信号,经过微弱信号放大器(包括电压放大器、电流——电压转换、电荷放大器及低通滤波器)后,弱小的信号放大到与A/D转换输入电压相匹配;通道转换控制完成多路被测量或被控量轮流切换,分时与模数、数模转换电路接通的任务;时基发生器为A/D、D/A转换提供时钟信号或启动信号;时序控制器用来控制A/D转换、D/A转换的正确进行;采样/保持电路保证A/D转换期间,保持输入信号不变,它对A/D转换的精度起着决定性的影响;转换驱动电路完成对D/A转换控制输出信号的转换及功率放大;数据读入、读出接口控制电路完成与并行口的连接。
图4 存储测试系统原理框图 |
图5 ××弹膛内加速度曲线
2.通用数据采集卡的应用
数据采集卡的形式是多种多样的,在此仅介绍两种最基本的形式。
2.1 专用的数据采集卡
专用数据采集卡只对某种或某类特定的被测信号进行采集,即它具有固定的采样频率、记录方式,通常只需要几个芯片就可以实现。图2给出了一种专用的数据采集卡电原理图。
图3给出了利用上述装置测得的×弹膛压曲线。
2.2 存储测试装置
图4是存储测试系统原理框图。它的工作原理是:自复位后存储测试系统就不断对信号采样转换并循环地写入存储器,触发事件到来时,启动延迟计数器(模块⑥)按采样频率计数,直到计满设定值,停止这一记录过程。这时的存储器地址就是记录的起始地址,这个地址虽是随机的,但由于我们记录的只是一个过程,因此完全可以通过数据形式,得到所需要的有用信号。
由这类电路构成的装置可以有效捕获单次瞬变信号,比如车辆碰撞、弹丸发射、炸药爆炸等一次性瞬间信号。
图5给出了由上述存储测试系统获取的××弹发射时膛内加速度曲线。