數據采集系統的英文論文及詳盡翻譯

1 摘 錄
美國航空暨太空總署蘭利研究中心，噴射噪音實(shí)驗室在展示了其數據采集的功能和控制系統性能，噴射噪音實(shí)驗室是一個(gè)模擬現實(shí)的混合系統對火箭輪機式鼓風(fēng)機噴射發(fā)動(dòng)機噴嘴廢氣進(jìn)行模擬。系統能夠采集數據并為噪音和噴嘴運轉進(jìn)行評估。
這篇論文闡述了改進(jìn)的整合系統控制和測量噴管性能，并對噴嘴在雙重的獨立高壓氣流下工作噪音進(jìn)行現實(shí)模擬。采集和控制系統能夠同時(shí)測量瞬時(shí)力矩，靜電和動(dòng)態(tài)模型壓力和溫度以及噴射噪音。在設計思想上討論了控制計算機和多通路數據采集系統的結合。
闡述了控制系統設計和實(shí)施，包括功能、設備和基于PC機系統使用得經(jīng)驗等。
2 緒 論
研究噴射噪音的問(wèn)題已有數年， 自從各種噴射噪音產(chǎn)生在震動(dòng)的機械裝置包括液壓管上,減少?lài)娚湓胍舻谜n題便富有挑戰性。
噴射噪音的特殊部分，在美國航空暨太空總署火箭研究中心 (LaRC)蘭利噴射噪音實(shí)驗室 (JNL) 中進(jìn)行研究。噪音主要是噴射排氣產(chǎn)生的。流體力學(xué)中，發(fā)生水柱噪音的現象是狂暴的混頻,超音速的漩渦，電波幅射,通過(guò)陡震的狂暴漩渦，當寬頻陡震噪音和共嗚的陡震擺動(dòng)共鳴時(shí)即出現噪音。
為了有效對噴射噪聲進(jìn)行抑制，需要對其進(jìn)行系統的研究。首先要知道機械裝置是怎么產(chǎn)生噪音的。 對噴射噪聲進(jìn)行模擬仿真是最經(jīng)濟有效的方法。一個(gè)重要的特征是，現實(shí)噴射排氣系統在高溫燃燒的環(huán)境下產(chǎn)生噴射噪音，低溫環(huán)境下的噴射噪音的減少并不代表在高溫環(huán)境下就能抑制噪音。所以需要有一個(gè)研究系統能模擬現實(shí)的溫度，壓力和空氣狀況。
3 數據采集系統
⑴什么是數據采集系統
數據采集系統，正如名字所暗示的，是一種用來(lái)采集信息成文件或分析一些現象的產(chǎn)品或過(guò)程。在最簡(jiǎn)單的形式中，技術(shù)人員將烤箱的溫度記錄在一張紙上就是數據采集。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)電子設備，這個(gè)過(guò)程已經(jīng)得到簡(jiǎn)化和變得比較精確、多用途和可靠。設備從簡(jiǎn)單的存儲器發(fā)展到復雜的電腦系統。數據采集產(chǎn)品像聚焦點(diǎn)一樣為系統服務(wù)，和一系列產(chǎn)品一起，諸如傳感器顯示溫度、水流、程度或者過(guò)程。
數據采集技術(shù)在過(guò)去30到40年以來(lái)已經(jīng)取得了很大的飛躍。舉例來(lái)說(shuō),在 40 年以前,在一個(gè)著(zhù)名的學(xué)院實(shí)驗室中,為追蹤用青銅做的坩堝中的溫度上升情況的裝置是由熱電偶、繼電器、查詢(xún)臺、一捆紙和一支鉛筆。
今天的大學(xué)學(xué)生很可能在PC機上自動(dòng)處理和分析數據，有很多種可供你選擇的方法去采集數據。至于選擇哪一種方法取決于多種因素，包括任務(wù)的復雜度、你所需要的速度和精度、你想要的證據資料等等。無(wú)論是簡(jiǎn)單的還是復雜的，數據采集系統都能夠運行并發(fā)揮它的作用。
鉛筆和紙
用鉛筆和紙的舊方式對于一些情形仍然是可行的，而且它便宜、易獲得、快速和容易開(kāi)始。而你所需要的就是捕捉到多路數字信息（DMM），然后開(kāi)始用手記錄數據。
不幸的是這種方法容易發(fā)生錯誤、采集數據變慢和需要太多的人工分析。此外，它只能單通道采集數據；但是當你使用多通道DMM時(shí)，系統將很快變得非常龐大和呆笨拙。精度取決于謄寫(xiě)器的水平，并且你可能需要自己動(dòng)手依比例輸入。舉例來(lái)說(shuō), 如果DMM 沒(méi)有配備處理溫度的傳感器,舊需要動(dòng)手找比例�？紤]到這些限制，只有當你需要實(shí)行一個(gè)快速實(shí)驗時(shí)，它才是一個(gè)可接受的方法。
長(cháng)條圖表記錄儀
現代多種版本的長(cháng)條圖表記錄儀允許你從多個(gè)輸入取得數據。他們提供數據的長(cháng)備紙記錄,因為數據是圖解的格式,他們易于現場(chǎng)采集數據。一旦建立了長(cháng)條圖表記錄儀，在沒(méi)有操作員或計算機的情況下，大多數記錄儀具有足夠的內部智能運行。缺點(diǎn)是缺乏靈活性和相對的精度低，時(shí)常限制在百分點(diǎn)。你能很清楚地感覺(jué)到與筆只有小的改變。在多通道內較長(cháng)時(shí)間的監控，記錄儀能發(fā)揮很好的作用，除此之外，它們的價(jià)值得到限制。舉例來(lái)說(shuō)，他們不能夠與另外的裝置輪流作用。其他的顧慮就是筆和紙的維護,紙的供給和數據的存儲,最重要的是紙的濫用和浪費。然而，記錄儀相當容易建立和操作，為數據快速而簡(jiǎn)單的分析提供永久的記錄。
數字掃描傳多用表
一些 benchtop DMMs 提供可選擇的掃描能力。儀器的背面有一個(gè)槽孔接收一張在較多輸入時(shí)能多重發(fā)訊的掃描儀卡片，通常是8到10通道的mux。固有的在儀器的前面嵌板中的受到限制。它的柔韌性也受到限制，因為它不能超過(guò)可用通道數。外部的PC機通常處理數據采集和分析。
PC機插件卡片
PC機插件卡片是單板測量系統，它利用ISA或PCI總線(xiàn)在PC機內擴大插槽。它們時(shí)常具有高達每秒1000的閱讀速率。8到16通道是普遍的，采集的數據直接存儲在電腦里，然后進(jìn)行分析。因為卡片本質(zhì)上是計算機的一部分,建立測試是容易的。PC機卡也相對的便宜,一部分地，因為他們以來(lái)主機PC去提供能源、機械附件和使用界面。
數據采集的選擇
在缺點(diǎn)上，PC機插件卡片時(shí)常只有12字的容量,因此你不能察覺(jué)輸入信號的小變化。此外,PC機內的電子環(huán)境經(jīng)常很容易發(fā)出噪聲、產(chǎn)生高速率的時(shí)鐘和總線(xiàn)噪聲，電子接觸面限制PC機插件卡片的精度。這些插件卡片也測量一定范圍的電壓。為了測量其他輸入信號，如電壓、溫度和阻力，你也許需要一些外部信號監測的器件。其它關(guān)心包括復雜的校正和全部的系統成本,尤其如果你需要購買(mǎi)額外信號監測器件或用PC機適應插件卡片。把這些考慮進(jìn)去，如果你的需要在卡片的能力和限制范圍內變動(dòng)，PC機插件卡片給數據采集提供吸引人的方法。
數據電子自動(dòng)記錄儀
數據電子自動(dòng)記錄儀是典型的單機儀器，一旦配備它們,就能測量、記錄和顯示數據而不需要操作員或計算機參與。它們能夠處理多信號輸入，有時(shí)可達120通道。 精度可與無(wú)與倫比的臺式 DMMs 匹敵,由于它在22字、 0.004個(gè)百分率的精度范圍內運轉。一些數據電子自動(dòng)記錄儀有能力按比例測量,檢查結果不受使用者定義的限制,而且輸出為控制作信號。
使用數據電子自動(dòng)記錄儀的一個(gè)好處就是他們的內部監測信號。大部分能夠直接地測量若干不同的輸入信號，而不需要額外的信號監測器件。一個(gè)通道能夠監測熱電偶、溫阻器（RTD）和電壓。
熱電偶為準確的溫度測量提供具有參考價(jià)值的補償，是很典型的配備了多路插件卡片。內設智能數據電子自動(dòng)記錄儀幫助你設定測量周期和具體指定每個(gè)通道的參數。一旦你全部設定好，數據電子自動(dòng)記錄儀就如同無(wú)與倫比的裝置運行。它們存儲的數據分布在內存中,能夠容納500000或更多的閱讀量。
與PC機連接容易將數據傳送到電腦進(jìn)行進(jìn)一步的分析。大多數數據電子自動(dòng)記錄儀可設計為柔性和簡(jiǎn)單的組態(tài)和操作, 而且經(jīng)由電池包裹或其它方法，多數提供遠程位置的操作選項�？� A/ D 轉換技術(shù),一定的數據電子自動(dòng)記錄儀閱讀的速率比較低，尤其是跟PC機插件卡片比較。然而，每秒250的閱讀速率比較少見(jiàn)。要牢記正在測量的許多現象本質(zhì)上是物理的，如溫度、壓力和流量，而且一般有較少的變動(dòng)。此外，因為數據電子自動(dòng)記錄儀的監測精度,多量且平均閱讀沒(méi)有必要，就像它們經(jīng)常在PC記插件卡片一樣。
前端數據采集
前端數據采集經(jīng)常做成模塊而且是典型地與PC機或控制器連接。他們被用于自動(dòng)化的測試中，為其它測試裝備采集數據、控制和循環(huán)檢測信號。發(fā)送信號測試裝備的零配件。前端運轉的效率是非常高的,能與速度和精度與最好的單機儀器匹敵。前端數據采集在很多模型里都能運行，包括VXI版本,如Agilent E1419A 多功能測量和VXI控制模型，還有專(zhuān)有的卡片升降室。雖然前端器成本已經(jīng)降低,但是這些系統可能會(huì )非常貴,除非你需要提供高的運轉,而查找它們的價(jià)格是禁止的。另一方面,它們的確能夠提供相當多的可撓性和測量能力。
數據電子自動(dòng)記錄儀的應用
好的、成本低的數據電子自動(dòng)記錄儀有合適的通道數（20-60通道）和掃描速率相對低但對于多數工程師的普遍應用已足夠。一些關(guān)鍵的應用包括:

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