什麼是資料擷取系統?
What is Data Acquisition (DAQ)?

1. 感測器或轉換器：這些設備可將溫度或壓力等物理量轉換為可測量和處理的電能訊號。
2. 訊號調節電路：此電路用於放大、濾波和/或整理來自感測器的訊號，以便資料擷取系統能夠準確測量它們。
3. 類比數位轉換器（ADC）：ADC 用於將感測器的類比訊號轉換為數位的數值，以提供電腦或資料擷取設備可以讀取。
4. 資料擷取（記錄）硬體：這是從ADC收集數位數據的硬體。通常包括系統匯流排（支持模組化）、同步、觸發、記錄、儲存甚至預處理。資料記錄硬體通常會連接電腦或伺服器，以提供資料進行視覺化、儲存和後處理。然而，DAQ系統也可以在離線模式下運行，無需持續連線到PC。
5. 軟體：資料擷取軟體用於控制資料擷取硬體，收集並儲存數據、分析，並以對使用者易於感知和直觀理解的方式顯示測量結果。

 

1. 取樣（Sampling）：類比訊號以固定的間隔進行取樣，通常使用時脈訊號來同步取樣過程。
2. 量化（Quantization）：將取樣的類比訊號進行量化，即根據ADC的解析度將其離散量化。
3. 編碼（Encoding）：每個量化的水平都被指定一個數位代碼，通常以二進制數字的形式呈現。
4. 轉換（Conversion）：通過將每個樣本編碼為數位代碼，將類比訊號轉換為數位訊號。

• 資料擷取和儲存：用於從各種來源（如感測器或轉換器）收集和測量數據，並將其轉換為電腦可以處理、分析和儲存的形式。
• 資料視覺化：將數據傳輸到連接的螢幕或個人電腦，以實現數據的視覺化，例如在監控應用中，可以將數據視覺化軟體（如 imc FAMOS Reader）對記錄的資料進行視覺化。
• 數據分析：可以即時或離線擷取數據，以檢測趨勢並提供觀察，這些可以用於優化流程並做出對應的決策。
• 用於即時控制的數據：資料擷取系統的數據通常也被用作過程或試驗應用中實操作和閉環操作的輸入訊號。控制可以在單獨的操作系統（如可程式邏輯控制器，PLC）上進行，或者集成到資料擷取系統中例如使用 imc CRONOScompact 系統時一樣。

• 過程控制：資料擷取系統可用於監控和控制工業過程，如煉油或發電，以優化效率和安全性。
• 品質控制：資料擷取系統可用於測試和評估產品的性能，以確保其符合指定的標準。
• 研究：資料擷取系統可用於測量和記錄實驗數據，使研究人員能夠分析和理解複雜的現象。
• 開發：資料擷取系統可用於測量新開發的零部件、組件和原型的數據，以識別缺點並確保在新產品投放市場之前的安全性和舒適性。

• 熱電偶（Thermocouples）：熱電偶是一種用於測量溫度的感測器。它由兩根由不同金屬製成的線組成，它們在一端連接在一起。當兩條線之間的接點被加熱時，兩線之間產生電壓差。而電壓差可以被測量並用於確認溫度。
• 熱敏電阻（Thermistor）：熱敏電阻是一種用於測量溫度的感測器。它由一種對溫度敏感的半導體材料組成。當熱敏電阻的溫度變化時，材料的電阻也會改變。這種電阻的變化可以被測量並用於確認溫度。
• 電阻溫度探測器（RTD）：RTD是一種用於測量溫度的感測器。它由一條由對溫度敏感的材料製成的線組成。當RTD的溫度變化時，線的電阻也會改變。這種電阻的變化可以被測量並用於精確測量溫度。
• 應變計（Strain gauges）：應變計是一種用於測量應變、力量或壓力的轉換器。當對應變計施加力時，線或薄片會變形，導致電阻變化。這種電阻的變化可以被測量並用於確認所施加力的大小和方向。
• 荷重元（Load cells）：荷重元是一種用於測量力或重量的感測器。它由一個小型金屬結構組成，當施加力時會變形，導致電阻的變化。這種電阻的變化可以產生電壓差並用於確認所施加力的大小。秤重感測器在資料擷取系統中常用於測量重量、力或壓力。
• 線性差動變壓感測器（Linear Variable Differential Transformer）：LVDT感測器是一種用於測量線性位移或位置的感測器。它由一個被兩個主線圈和一個次線圈包圍的磁芯組成。當磁芯移動時，由主線圈產生的磁場變化，導致在次線圈中感應出電壓。感應電壓的大小與磁芯的位移成比例，可以被測量並用於確定磁芯的位置。
• 麥克風（Microphones）：麥克風是一種用於測量聲壓或聲強度的感測器。它由一個連接到一捲線圈或壓電元件的膜片組成。當聲波作用於膜片時，膜片振動，導致線圈或壓電元件的電性變化。這種電性變化可以被測量並用於確認麥克風的聲壓。
• 電流轉換器（Current Transducers）：電流轉換器是一種用於測量電流的感測器。用於測量電流產生的磁場。磁場的大小與電流成比例，可以被測量並用於確定電路中電流。

• 低通濾波：這種類型的濾波器從訊號中去除高頻成分，允許低頻成分通過。通常用於去除雜訊或消除訊號中的高頻振盪。
• 高通濾波：這種類型的濾波器從訊號中去除低頻成分，允許高頻成分通過。通常用於去除直流偏移或訊號的基線漂移。
• 帶通濾波：這種類型的濾波器允許特定範圍的頻率通過，同時去除該範圍之外的頻率。通常用於從訊號中分離特定的頻率或頻率範圍。
• 帶阻濾波：這種類型的濾波器從訊號中去除特定範圍的頻率，同時允許該範圍之外的頻率通過。通常用於從訊號中消除特定的頻率成分。
• 數位濾波：這種類型的濾波使用數位訊號處理技術從訊號中去除雜訊或不需要的頻率成分。它可以在軟體或硬體中實現，通常用於提高訊號與雜訊比。
• 抗混疊濾波：這種類型的濾波防止混疊，即在取樣率不足以準確表示被測訊號時發生的訊號失真。混疊可能導致訊號測量中的錯誤，並使數據難以準確解釋。

• 電腦儲存：數據可以在電腦儲存，例如在硬碟或閃存中。
• 攜帶式儲存：數據可以存儲在攜帶式存儲設備上，例如USB硬碟或SD卡裡，然後轉移到電腦或其他設備進行分析。這使得數據可以輕鬆的在不同設備上傳輸和分析。
• 雲端儲存：數據可以通過網絡傳輸到遠端，例如伺服器或雲端，進行儲存和分析。這使得可以從多個位置訪問和分析數據。

1. 識別問題： 通過視覺化數據，更容易識別數據中的問題或異常，如突然的變化或意外的趨勢。這可以幫助同仁快速識別並解決可能影響系統的任何問題。
2. 應對決策：通過視覺化數據，同仁可以更好的理解數據，並根據數據做出對應的決策。
3. 傳達結果： 資料視覺化可用於以清晰直觀的方式向他人傳達數據分析的結果。通過視覺化數據，更容易將數據的含義傳達給他人，無論對方是否具有技術背景。
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