数据撷取系统的正确选择依据

数据撷取方式的选择

数据撷取技术在过去 30 到 40 年间有了长足的进步。举例来说，40 年前，在一般大学的实验室中，用来追踪一缸钠-钨-青铜的温度上升情形的配备通常包括：一个热电耦、一个桥接装置、一张查阅表、以及一迭纸和铅笔等，但今日的大学生却很可能直接使用自动化的程序来进行，并且在 PC 个人计算机上分析数据。目前，可用来撷取资料的方法有很多种，至于哪一种才是最合适的选择要视几个因素而定，包括：任务的复杂度、所需的速度和准 确度、以及想要的文件化功能等。数据撷取系统的种类很多样，有简单的，也有复杂的，各自具有不同的效能和功能。

1.纸与笔

旧式的纸与笔记录方法在某些状况下仍然是有用的，具有便宜、随手可得、快速又容易开始进行等优点，您只需要接上一台数字万用电表(DMM)，就可以开始用手写的方式把数据记录下来。不幸的是，这种方法很容易出错，而且速度比较慢，又需要进行大量的手动分析。此外，这种方法只对单一频道的数据有用;虽然您也可以使用多台 DMM，但是整个系统很快就会变得笨重又难搞。准确度会取决于记录员的细心程度，而且可能需要手动地调整输入的大小，例如：如果 DMM 不是设定来处理温度传感器的话，就会需要手动地调整单位。在充分考虑这些限制之后，如果您需要进行快速的实验时，这往往也是一种可以接受的方法。

2.长条图记录器 (strip chart record er)

珍贵的长条图记录器的现代版可让您从多种输入来源撷取数据，这种方法能在纸上提供数据的永久记录，且因数据是以图形的方式呈现的，因此可以让您立即看出趋势走向。一旦设定好之后，大部分的记录器都具有足够的智慧可以自行运作，不需要人工的介入，也不必透过计算机来辅助。

其缺点包括：缺乏应用上的弹性以及准确度相当低，往往只局限于几个百分点的准确度，顶多只能察觉到绘图笔所描绘出来的小改变而已。当您需要在一长段时间内监测几个频道的时候，记录器虽然很合适，但其价值可能还是很有限，例如：无法用来打开或关闭另一个装置。其它的考虑还包括绘图笔和记录纸的维护、记录纸的供应、以及数据的储存等，这些到最后其实都会造成纸张的过度使用和浪费。尽管如此，这种记录器仍然相当容易设定和操作，可提供数据的永久记录，以进行快速又简单的分析。

3.扫描式数字万用电表

有些桌上型的 DMM 具有扫描功能的选项，仪器后面会有一个可以插入扫描卡的插槽，可用来多任务切换多个输入信号，一般具有 8 到 10 个频道的多任务切换能力是相当常见的。在 DMM 仪器面板上所固有的准确度及功能会维持不变，但弹性则有限，因为无法扩充到超过扩充槽所能容纳的频道数，一般会用一部外接的PC 来处理数据撷取和分析的工作。

4.PC 插入卡

PC 插入卡是一种单一电路板的量测系统，可使用 PC内的 ISA 或 PCI 总线的扩充槽，读取速率通常能达到每秒 100,000 次左右。常见的频道数为 8 到 16 个，所撷取到的数据会直接储存到计算机中，然后在计算机上进行分析。由于这种插入卡基本上是计算机的一部份，因此很容易进行测试的设定。PC 插入卡的价格也相当便宜，部分原因是它可以靠主机计算机来提供电源、外壳、以及使用者操作接口。

PC 插入卡的缺点是分辨率通常只有 12 位而已，因此无法察觉出输入信号的微小变动。此外，PC 内的电子环境有很多噪声，有高速的频率和总线噪声会到处辐射，往往这种电子干扰就是 PC 插入卡的准确度比掌上型 DMM 来得低的缘故。这些插入卡也只能量测相当有限的直流电压范围，若要量测其它的输入信号，如交流电压、温度或电阻等，则需要外接某种的信号调节配件才行。其它的考虑还包括校准问题多以及整体的系统成本过高等，特别是如果您需要购买额外的信号调节配件，或是一部 PC来安装这种插入卡的话。在充分考虑这些因素之后，如果您的需求与这种插入卡的功能和限制范围相符的话，PC 插入卡也不失为一种吸引人的资料搜集方法。

5.数据记录器

数据记录器通常是一种单机的仪器，一旦设定好之后，可以无须操作人员或是计算机的介入，自动地量测、记录和显示数据。这种数据记录器可以处理多种的输入信号，有时可以拥有多达 120 个频道。其准确度足以媲美单机式的桌上型 DMM，具有 22 位的分辨率和 0.004%的准确度效能。有些数据记录器还具有调整量测结果、依据使用者自订的限制值来检查量测结果、以及输出控制信号等能力。

使用数据记录器的优点之一是它已内建信号调节能力，大部分都可以直接量测多种不同的输入信号，无须另外使用信号调节配件。您可以使用其中一个