数据采集设备中的“即测即用”是高精度测量的新技术

因多路传输DAQ设备上的仪器放大器必须能够在较高的增益和采样速率下从具有不同电压水平的多个通道获取精确的读数。由于这些要求，大部分市售仪器放大器均具有DAQ设备所需要的精度。如NI PCI-6052E经过4μS稳定在0.305mV的范围内，而采用线性技术LT1102高速、精确仪器放大器在同样长的时间内却稳定在2.5mV的范围内。即使在把一个精密仪器放大器与PCI-6052E上的所有元件包括仪器放大器在内的稳定时间进行比较时，DAQ设备也表现出87.7%的精度改善。

2.4"抖动"的硬件技术使偏大和偏小的系统噪声接近

噪声诸如热或电等因素的干扰都会引起测量值偏离实际的被测信号，其偏移值被称为噪声层。由于"即测即用"数据采集(Measurement Ready DAQ)设备具有高性能元部件，加上其设计上的正确屏蔽、接地因素的周密考虑，这一切优秀品质使得设备的噪声最小化。图2展示的是一般的DAQ设备与"即测即用"数据采集设备在读取7.5VDC高稳定信号时的差异。

噪声层越低越好，但这只适用由于噪声导致的误差在理想的数据上下等同的情况之下。当搜集到一些数据并想算出其平均值时，这些数据却普遍偏高，这时，得出的结果会怎样，自然是数据偏高"。"即测即用"数据采集设备采用一种叫做"抖动"的硬件技术，解决了此类问题。"抖动"使得对信号产生影响的噪声偏大和偏小的可能性接近。从统计数据来看，此技术增强了该检测设备的精确性：抖动技术的使用不需使用者做任何工作，也不需要任何专业知识。

2.5能最小化了非线性误差所带来的影响

"即测即用"数据采集设备采用最优的组件，这使得模数转换器(ADC)中最常出现的误差最少化了。ADC的最常见误差主要分两类：即线性和非线性误差。线性误差包括增益误差和偏移误差。这两种误差可相对方便的用一个简单的线性公式得以纠正。"即测即用"数据采集设备的自校准功能可以自动地校准线性误差。

然而，非线性误差由于其难以在软件中纠正，将此类误差量小化则在设备的设计中显得犹为重要。非线性误差包括微分非线性(DNL)和积分非线性(1NL)。如图3所示，微分非线性指的是DAQ设备在检测不同电压高低时的差异；积分非线性是微分非线性误差的总和。高质量的组件与优越的板卡设计相结合，最小化了非线性误差带来的影响。

除了熟知的增益和偏移等一阶误差之外，INL&DNL等高阶线性误差也可对精度造成极大的影响，即使公认DAQ设备的精度由模拟/数字转换器的精度所决定，但根据将模拟教宇转换器集成到电路板设计中所采用方式的不同，还可能出现许多误差源。

2.6 "即测即用"数据采集设备的校准

电子元件会随着时间和环境的变化发生漂移。随着时间的流逝和环境的改变，电子器件的性能会受到影响；例如，某DAQ系统在25%时读数为2 .00V，而一年之后，即使在同样温度下，读数就可能变为2.01V了。为补偿此类漂移，需要对DAQ设备进行定期的调整或校准，当对"即测即用"数据采集设备进行校准时，将测试结果与已知的标准值作比较。若测量结果不在规格之内，则该设备就必须进行一定的调整。校准有如下步骤：

*检查DAQ设备的当前运作是否在规定的误差范围之内；
*若超出允许的范围，必须做一定的调整；调整之后，再次检查DAQ设备的运作是否符合规定；
*发布校准证书，说明该设备已经与可溯源标准比较，可在规定范围内操作。

"即测即用"数据采集设备具有高精度的板上电压源，使得间歇性的自校准成为可能。自校准过程只需要软件的一个命令即可，无须其他信号连接，也无须多余操作。所有的"即测即用"数据采集设备出厂时都附有可溯源校准证书。

在使时间漂移量降至最低的过程中，也需要使用同样精确的参考电压使您的DAQ设备随着环境温度变化保持稳定。当范围为±200mV时，PCI-6052E在一年的时间里漂移了88.8μV，而Analog Devices公司的AD291精确电压参考在同样的时间内漂移达740μV。即使当将一个精密电压参考与一个发生时间漂移的PCI-6052E上的所有部件相比较时，设备也表现出88%的精度改善。

3、关于信号调理精度特征

3.1何谓信号调理？

信号调理是完整的数据采集系统的关键组成部分。它能通过放大、隔离、滤波或多路复用来提高系统性能和可靠性。对于某些传感器，如RTD，必须要有作为激励源的信号调理。

信号调理是数据采集系统中最重要也是最易被忽视的一部分。许多传感器都要求使用专门信号调理技术，而没有哪种DAQ设备能为所有的传感器提供各种类型的信号调理功能。比如说，热电偶产生的是低电压信号，它还需要进一步的放