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    在测试设备中,常见有采集频率、采集精度等参数。他们究竟是什么含义,怎样确定最适合的采样性能?

    分类:
    技术问答
    发布时间:
    2018/07/09
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    1、一般说明

    A/D卡的采样性能由采集频率×分辨率位数(采样精度)决定。单纯从采样性能方面考虑,当然两个指标都是越大越好。但是从功耗、价格等方面综合考虑,根据测试对象的特性,选用最优化的参数是必要的采集频率决定信号横轴(时间轴)上的采集分辨刻度,而分辨率位数则决定了信号纵轴(幅值)上的采集分辨刻度。

    因此,在分辨率位数一定的情况下采集信号时,采集频率越高,采集的信号品质就越好。同时,在采集频率一定的情况下,当分辨率位数越大时,信号品质就越好。

    关于采集频率,只有当采集频率大于5倍信号频率时,才能采集到对象信号;而大于10倍对象频率时,就能采集到较为理想的对象的信号。

    关于分辨率(采样精度),则要求对对象信号的幅值进行有效的采集。一般来说,其分辨率至少要优于随机噪声的幅值。分辨率一般用Bit数表示,其分辨最小刻度为:

    测试幅值范围/(2Bit)

    2、本公司设备A/D参数说明

    本公司测试设备(标准型)的A/D卡选用日本CONTEC(东京证券交易所上市公司)的设备,其参数为:分辨率16Bit,最大采集频率500KHz(对应于每个采集时间间隔为2us)。

    一般来说,在混凝土、岩土材料中弹性波的频率都低于20-30KHz,所以对于绝大多数构件,本A/D设备的采集频率是满足使用要求的。但是,在测试弹性波波速时,由于在混凝土中的弹性波波速大约为4km/s,因此每个采样间隔间弹性波将会传播8mm左右。所以,对于小型试件(如数cm以下),500KHz的采样频率就有些偏低。为此,我们采用了2种解决方法:

    数字插值的方法:利用波形的拟合技术,对采样点之间进行2次曲线插值,从而可以大大地提高两个方向(纵、横轴)的分辨率;

    我们在部分设备中选配了数字示波器,其最大采集频率可达100MHz,但其分辨率只有9Bit,一般只用于特殊用途。

    关于分辨率(采样精度),本公司仪器最大采集范围为±10V,即采集范围为20V计算时,采集的信号图形的电压刻度如下:

    最小电压刻度====0.00031v

    而公司仪器在标定情况下的最小随机噪声水平一般在0.005v左右,而0.00031v明显小于十分之一倍最小噪声水平,也就是说在这种情况下就已经能够采集到较为理想的信号图形。

    所以综上所述,本公司标准配置(最大采集频率500KHz,分辨率为16Bit)具有比较均衡的性能,能够充分满足冲击弹性波的各种测试要求。

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