● 摘要
随着集成芯片技术的发展和数据采集系统性能需求提高，使数据采集系统向高速高精度以及多路方向发展。在很多实际应用中，需要数据采集系统能够同时对多路数据进行采集，并且要求的精度比较高。当然，精度和速度很大程度上取决于选用的芯片的性能，但是只有在对整个系统的误差进行分析之后，才能选择最合适的芯片，设计出最好的方案。本文从提高精度和实现不同速率两方面对数据采集系统进行研究和实现。首先对数据采集系统的前端模拟信息处理模块进行了误差分析，然后对目前数据采集系统常用的前端模拟信号处理方法进行了分析和实验。结合课题的高共模可变电压的实际情况，通过实验数据得出共模信号和误差的关系。在此基础上，本文提出了一种误差补偿方法。在该方法中，同时采集共模信号与被测信号，将两者传输到主机软件层。根据共模信号和误差的关系，通过软件对误差进行校正。实验结果表明，该方法能够明显提高系统的测量精度和稳定度，精度能够从3mA提高到0.5mA。同时，本文开发了基于WDM模式的PCI驱动程序。为了满足不同数据处理速率的要求，实现了普通IO、中断和DMA三种不同的数据传输方式的PCI驱动程序。通过应用验证，基于该PCI驱动，在中断结合DMA方式下数据处理速率最高能够达到80MB,在普通IO方式下数据处理速率能够达到2MB。基于以上两项技术，实现了磁力矩器测试设备的研制。实验表明，这两项技术成功地为数据采集系统提供了一个易扩展、易维护、以及模块化的解决方案。磁力矩器测试设备已经交付，通过对方的验收。