了解您的 DAQ
您的 DAQ 是否具有同步输入，并且每个通道都有*个单独的模数转换器 (ADC)？或者它是*个高通道数多路复用系统，其中*个 ADC 由多个通道共享？对于某些人来说，这可能听起来过于直观，但通常，选择该设备的人不是负责使用该设备的人。为什么这很重要？因为输入的行为会根据设计而有所不同。具有同步输入的 DAQ 比多路复用设备更易于使用，但价格更昂贵。具有同步输入的设备（如 USB-1808X 或 USB-1608FS-Plus）为每个通道使用单独的 ADC。通常，这些 ADC 包含在单个 IC 芯片中，但也可以是单独的 ADC 芯片。例如，MCC 172 和 WebDAQ 504 为每个通道使用单独的 IC 芯片。
DAQ 中的多路复用是什么？
多路复用 DAQ DAQ（如 USB-2416）使用称为多路复用开关 (MUX) 芯片的 IC。它们不使用机械继电器，而是使用固态模拟开关组合将每个通道逐个门控到单个 ADC 芯片，也称为时域复用 (TDM)。这种方法节省了大量费用，但也有缺点。
芯片内部的模拟开关缺乏机械继电器的电气隔离。芯片制造时，每个通道之间会形成*定量的电容。这种电容对交流信号是短路，对直流信号是开路。必须知道，当系统从*个通道切换到下*个通道时，*个通道与下*个通道之间的电压差会以交流信号的形式出现，并可以传递到下*个通道。当*个通道连接到信号而相邻通道未连接时，这种情况*为明显。当系统读取两个通道时，*二个通道将具有**个通道的图像，通常电压幅度较小。
解决此问题的方法是确保所有通道都连接到低阻抗源（小于 100 欧姆）或未使用通道的系统接地。使用低阻抗源时，传输到相邻通道的电荷会立即通过低阻抗消散，让通道有剩余时间充电至正确值。除非 DAQ 具有同时输入，否则应避免使用会降低大信号的电阻分压器，因为它们是高阻抗电路。
有时，您可以使用电阻分压器。它们适用于同步输入，但不适用于多路复用输入。原因在于多路复用输入的采样方式。*些设备会快速扫描通道，每个通道之间的时间间隔*短。Measurement Computing 的术语是突发模式，用于描述以尽可能快的速度扫描通道的情况。这是*种伪同步模式，因为它将每个通道之间的时间间隔保持在*短。以额定*大速率为 100 kHz（每秒采样数）的多路复用设备为例。启用突发模式后，两个通道的采样间隔为 10 微秒（1/100 kHz），即使采样率可能很慢。使用电阻分压器时，您需要避免使用突发模式，而是选择在通道之间留出更多时间。禁用突发模式后，以 100 Hz 采样将导致每个通道之间的时间间隔为 10 毫秒（1/100）。额外的时间将有助于电阻分压器消散从相邻通道传输的电荷。我想到两个设备示例。 Measurement Computing USB-1616HS系列始终启用突发模式，而USB-1608G系列可以启用突发模式，使其成为可选项。
电气隔离
接下来，了解您的设备是否隔离。查看隔离的*个简单方法是没有通向地面的路径。对于大多数人来说，隔离是*项合理的投资，隔离越多越好。*常见且*便宜的形式是设备隔离。它只是将设备与连接的计算机的地面隔离开来。这意味着内部连接的接地引脚处于浮动状态，直到其中*个连接到接地点（通常是传感器的地面）。如果设备使用外部电源，内部变压器可提供额外的隔离。另*种类型是通道隔离，称为通道间隔离和通道间隔离。我提到了值得信赖的 Fluke 77。它工作良好，因为它通过电池供电实现隔离。隔离可防止接地环路扭曲测量值，并且在某些情况下可防止损坏。
接地环路
当电流流向地面时，会形成接地环路。连接两个信号（每个信号都与地面连接）可能会导致接地环路。直流接地电流和接地线电阻会产生直流电压，从而增加或减少传感器的电压。如果信号源很近，即接地连接很近，则形成接地环路的可能性较小。
热电偶测量对接地环路误差很敏感，因为信号测量值往往小于 100 毫伏。小的接地环路会改变测量值。接地的热电偶会在传感连接处露出导线，从而形成接地环路。当连接到金属表面时，**会与下*个通道形成接地环路。这是因为，在 DAQ 内部，参考电阻将热电偶低端连接到模拟输入参考。当通道处于热电偶模式时，它会自动执行此操作。
如果您怀疑热电偶和供电传感器之间存在接地回路，该怎么办？
如果可行的话，您可以使用隔离输出的电源。可以使用 Kapton 胶带将传感**与金属表面隔离，对于热电偶，该胶带可耐受高达 500°F 的温度。对于更高的温度，您还可以获得设计用于热电偶探头和任何接地表面之间的云母*缘片和垫圈。但是，在某些情况下，无法避免多个接地点。对于此应用，通道间通道间通道间隔离是解决方案。执行此操作的简单方法是为每个通道购买*个隔离模块。这些模块调节输入并提供隔离。有用于电压传感器的模块类型，例如称重传感器、压力传感器、热电偶等。模块本身输出线性电压，因此您可以使用低成本设备来测量模块的输出电压，而不是使用专门的设备来测量传感器。www.dataforth.com 的 8B 系列模块是*经济的，但即使是它们也会为系统的每个通道增加 100-200 美元。
电气干扰
*般来说，电气干扰或噪音无处不在。电网会产生大量 50/60 Hz 噪音。电动机、电动机控制器、螺线管、继电器、电烤箱、窑炉等都会产生噪音；有些可以过滤，有些则不能。采用 Sigma-delta ADC 芯片的系统通常配置为降低 50/60 电网噪音。当变频驱动器提高速度或电烤箱提高温度时，噪音曲线可能会从低频变为高频，这种非 50/60 Hz 会被数字（软件）滤波器忽略。
遇到噪音时，请考虑附近的噪音源。系统是否位于电烤箱旁边或控制电动机的变频器旁边？有时，*个明显的解决方案是简单地将采集系统重新放置在远离设备的位置。带有铁氧体滤波器的 USB 电缆也有助于吸收噪音。当所有其他方法都失败时，请考虑使用 8B 隔离模块，因为它们采用了可以消除噪音的低通硬件滤波器。
有没有简单的方法来测试我的设备？
如果您的 DAQ 系统出现问题，有时测量电池可以恢复信心。这听起来可能很简单，但电池是*种出色的低噪声、低阻抗电压源。如果设备是隔离的并且您使用的是差分输入，请将*个 100k 欧姆电阻从低侧输入连接到 ADC 接地。
这将为 ADC 提供测量电池的参考。有了这种新的信心，重新连接其中*个信号。如果它返回良好的测量值，则继续连接信号，直到问题再次出现。有时，只有*两个会产生问题。遇到噪音时，要知道噪音源可能是接地环路或附近的设备。如果可能，请使用屏蔽线，如 COAX 或屏蔽双绞线，但如果噪音持续存在，则可能是 sigma-delta 型 ADC 系统产生的噪音。