Vad är datainsamling?

Med datainsamling menas mätning av elektriska eller andra fysikaliska storheter som spänning, ström, temperatur, tryck eller ljudstyrka med hjälp av dator. Ett datainsamlingssystem består av sensor, mäthårdvara och en dator som kan programmeras. Jämfört med äldre mätsystem används i PC-baserade datainsamlingssystemen datorernas möjligheter till bearbetning, presentation och kommunikation, så att man får en kraftfull, flexibel och kostnadseffektiv lösning.

 

ic guide

Den fullständiga guiden till hur man bygger ett instrumentstyrnings-system

När man väljer komponenter till ett instrumentstyrningssystem är det viktigt att tänka både på de nuvarande systemkraven och på de långsiktiga. Guiden innehåller en genomgång av de viktiga frågorna man bör ställa när man väljer de olika delarna i instrumentstyrningssystemet.

meas wp

Den fullständiga guiden till hur man bygger ett mätsystem

Ladda ner den här handledningen i tio delar som visar hur man väljer rätt hårdvara och mjukvara till olika typer av mätningar.

 

 

 

sensors

Grunderna i sensormätning

7 webbvideor som visar grunderna i de vanligaste mätningarna av sensorer och signaler.

 

 

 

 

Datasystemets delar

daq

 

Vad är en sensor?

Mätning av en fysikalisk storhet, t.ex. temperaturen i ett rum, styrkan hos en ljuskälla eller kraften som verkar på ett föremål börjar med en sensor. En sensor, även kallad givare, omvandlar ett värde av en fysikalisk storhet till ett värde av en annan fysikalisk storhet som kan avläsas elektriskt. Beroende på sensortypen kan det vara en spänning, en ström, en resistans eller någon annan elektrisk storhet som kan varieras. Vissa sensorer kan behöva kompletteras med andra komponenter och kretsar för att ge en signal som kan avläsas noggrant och säkert av en datainsamlingsenhet.

 Grundläggande information om hur vanliga sensorer fungerar

 

Vanliga sensorer

Sensor Storhet
Termoelement, resistanstermometer, termistor Temperatur
Fotocell Ljusstyrka
Mikrofon Ljudstyrka
Töjningsgivare, piezoelement Kraft och tryck
Potentiometer, elgon, optisk kodare Läge och lägesändring
Accelerometer Acceleration
pH-sensor Surhetsgrad

 

Mer information om val och användning av sensorer

 

Vad är en datainsamlingsenhet?

Datainsamlingshårdvaran fungerar som gränssnitt mellan en dator och signaler utifrån. Den fungerar i första hand som en enhet som digitaliserar inkommande analoga signaler, så att en dator kan tolka dem. De tre huvuddelarna i en datainsamlingsenhet är signalkonditioneringselektronik, en A/D-omvandlare och en dataöverföringsväg. Många datainsamlingsenheter innehåller andra funktioner för automatisering av mätsystem och mätprocesser, till exempel D/A-omvandlare som ger analoga signaler, digitala I/O-linjer för in- och utmatning av digitala signaler, och räknare och timrar som räknar och genererar digitala pulser.

Fem frågor att ställa när man väljer datainsamlingsenhet

 

Huvuddelarna i en datainsamlingsenhet

Signalkonditionering

Signaler från sensorer eller omgivningen kan innehålla brus eller vara alltför farliga att mäta direkt. Med hjälp av signalkonditioneringskretsar omvandlar man signalen till en form som kan skickas till en A/D-omvandlare. Kretsarna kan förstärka, dämpa, filtrera och isolera. En del datainsamlingsenheter har inbyggd signalbearbetning för vissa sensortyper.

 Mer om olika typer av signalkonditionering

 

A/D-omvandlare (ADC)

Analoga signaler från sensorer måste omvandlas till digital form innan de kan hanteras av digital utrustning, t.ex. en dator. En A/D-omvandlare är ett chip som ger ifrån sig ett digitalt värde på en analog signal vid ett visst ögonblick. I praktiken varierar analoga signaler kontinuerligt med tiden. A/D-omvandlaren tar periodiska stickprov på signalen med en fördefinierad frekvens. Stickproven överförs till en dator via en datorbuss, där ursprungssignalen med hjälp av programvara rekonstrueras från stickproven.

Grunderna i analog sampling 


Datorbuss

Datainsamlingsenheterna är anslutna till datorn via en kortkontakt eller port. Via datorbussen överförs instruktioner och mätdata mellan datainsamlingsenheten och datorn. Datainsamlingsenheter finns för de flesta vanliga busstyper, bl.a. USB, PCI, PCI Express och Ethernet. På senare tid har det kommit datainsamlingsenheter för trådlös anslutning av typen 802.11. Det finns många olika busstyper för olika användningsområden, var och en med sina fördelar.

Att välja rätt buss för applikationen

 

     

     

    Vilken är datorns roll i ett datainsamlingssystem?

    En programmerbar dator styr datainsamlingsenheten och används för bearbetning, presentation och lagring av data. Olika datortyper används i olika typer av tillämpningar. I labbet kan man använda en stationär dator med hög bearbetningskapacitet, i fält använder man gärna en bärbar dator, och i fabriken har man en robust industridator.

    Mer om hur man väljer rätt dator för tillämpningen 

     

    Vilka är de olika mjukvarukomponenterna i ett datainsamlingssystem?

    Drivrutiner

    Det är drivrutinen som gör att tillämpningsprogrammet kan samverka med en datainsamlingsenhet. Den förenklar kommunikationen med datainsamlingsenheten genom att man kan använda sammanfattningskommandon och slipper ge detaljerade hårdvarukommandon på registernivå. Det vanliga är att drivrutinen har ett definierat användargränssnitt, ett s.k. API (application programming interface), som man anropar från programmeringsspråket när man bygger applikationsprogram.

    Viktiga saker att tänka på när man bedömer drivrutiner

     

    Tillämpningsprogram

    Tillämpningsprogrammen eller applikationsprogrammen underlättar samverkan mellan datorn och användaren som vill samla in, analysera och presentera mätdata. Det kan vara en förprogrammerad applikation med fördefinierade funktioner eller en programmeringsmiljö där man kan bygga applikationer med funktioner som man utformar själv. De egna applikationerna används ofta vid automatisering av flera funktioner hos en datainsamlingsenhet, kör signalbearbetningsalgoritmer och kan ha specialutformade användargränssnitt.

    Fem saker att tänka på när man väljer applikationsprogramvara

    Hur man väljer presentationsverktyg till applikationen

    Frågor att ställa när man ska välja datarapporteringsverktyg till applikationen