采集卡范文10篇

摘要：介紹了一種用于12路通道溫度采集的PC104采集卡的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)描述了實(shí)現(xiàn)通道校正、采集數(shù)據(jù)的控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程。該控制器提供了一定的數(shù)據(jù)緩沖能力和多種參數(shù)的工作方式，使得PC104采集卡的功能比較強(qiáng)大和全面，并且非常靈活。其設(shè)計(jì)思路值得以后類似的采集卡借鑒。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該采集卡的設(shè)計(jì)是成功的，并且工作可靠。

關(guān)鍵詞：溫度采集AD7711PC104控制器CPLD

PC104總線是一種出現(xiàn)已久的棧式總線，基本上屬于ISA總線的變型。模塊尺寸很小（90mm×96mm），多個(gè)模塊通過(guò)針孔結(jié)構(gòu)堆疊而成，形成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、抗沖擊性能好，加上現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的低功耗技術(shù)，使PC104總線特別適于用戶自行開發(fā)特殊應(yīng)用產(chǎn)品。

對(duì)于低速率、高精度的測(cè)量系統(tǒng)而言，A/D芯片AD7711是個(gè)功能完事的模擬前端。它直接從傳感器接收信號(hào)，通過(guò)一個(gè)可編程的增益控制后將信號(hào)送到模擬調(diào)節(jié)器，再經(jīng)濾波后輸出一個(gè)16位的串行數(shù)字字。它的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：內(nèi)部包含有一個(gè)∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器，具有非常高的轉(zhuǎn)換精度；兩個(gè)通道的可編程增益前端；帶內(nèi)部SRAM的校正控制器，使得校正因子可讀可寫；時(shí)鐘發(fā)生器；低通數(shù)字濾波器，具有可編程的通阻帶分截點(diǎn)；一個(gè)雙向串行通信端口，能較方便地與微處理器接口；可以單電壓或雙電壓供電，具有較低的功耗。

對(duì)于RTD（電阻式溫度檢測(cè)）傳感器的應(yīng)用，AD7711是一款很不錯(cuò)的選擇。本文介紹的PC104采集卡主要用于分布式溫度點(diǎn)采集測(cè)量，上面集成了12個(gè)AD7711，形成12個(gè)通道，每個(gè)通道可以輸入兩路模擬信號(hào)，其中一路為單極性輸入，另一路為雙極性輸入。

1電路原理

摘要：討論基于USB接口的高速數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)講述數(shù)據(jù)采集卡的硬件部分設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)要介紹固件程序、驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：USB2.0FPFOFPGA固件程序主從系統(tǒng)

引言

數(shù)據(jù)采集在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中的重要地位日益突出，并且實(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)采集的要求也不斷提高。在信號(hào)測(cè)量、圖像處理、音頻信號(hào)處理等一些高速、高精度的測(cè)量中，都需要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集。現(xiàn)在通用的高速數(shù)據(jù)采集卡一般多是PCI卡或ISA卡，這些采集卡存在很多缺點(diǎn)，比如安裝麻煩，價(jià)格昂貴，尤其是受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制，可擴(kuò)展性差。

通用串行總線USB是用來(lái)連接外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的新式標(biāo)準(zhǔn)接口總線。它是一種快速、雙向、同步傳輸、廉價(jià)的并可以實(shí)現(xiàn)熱拔插的串行接口。USB技術(shù)是為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和通信集成而提出的一種用于擴(kuò)充PC體系結(jié)構(gòu)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。基于USB接口的高速數(shù)據(jù)采集卡，充分利用了USB總線的優(yōu)點(diǎn)，它也必將被越來(lái)越多的用戶所接受。

1USB數(shù)據(jù)采集卡原理

摘要：介紹了應(yīng)用在焊縫缺陷自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)中的高速數(shù)據(jù)采集卡的性能，給出了其硬件實(shí)現(xiàn)方案和WINDOWS98下的虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（VXD）。該數(shù)據(jù)采集卡不僅具有較高的采樣頻率，而且充分利用PCI總線帶寬，實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)傳輸。測(cè)試表明，WINDOWS98應(yīng)用程序能夠穩(wěn)定地采集焊縫信號(hào)，滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集PCI總線焊縫缺陷VXD

焊縫缺陷自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)是一種重要的無(wú)損探傷設(shè)備，可用于檢測(cè)平板、管道、容器等的縱、橫焊縫以及接管角焊縫缺陷。與手工檢測(cè)方法相比，該系統(tǒng)具有運(yùn)行平穩(wěn)、漏檢率低、顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)。

在焊縫缺陷自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)中，缺陷回波信號(hào)通常為寬度約10ns～100ns、幅值在幾十μV到幾十mV之間的窄脈沖。為滿足缺陷回波信號(hào)的檢測(cè)要求，研制了一種基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡，它是面向超聲檢測(cè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的：該卡采用轉(zhuǎn)換速率為60MHz的八位高速A／D以滿足數(shù)據(jù)采集的要求；為緩存A／D芯片輸出的高速數(shù)據(jù)并充分利用PCI總線帶寬，加入32KB的高速FIFO緩存組；同時(shí)，為滿足多通道探傷的要求，設(shè)計(jì)了通道選擇電路以實(shí)現(xiàn)通道之間的切換；此外，為調(diào)理缺陷回波信號(hào)，卡上還配有高增益高帶寬放大電路。

1高速數(shù)據(jù)采集卡的工作原理

焊縫缺陷自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)采集框圖如圖1所示。系統(tǒng)的工作原理是：首先由高壓脈沖發(fā)生電路發(fā)射高壓脈沖；高壓脈沖經(jīng)換能器形成超聲波信號(hào)，遇到缺陷或雜質(zhì)時(shí)產(chǎn)生反射波，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大調(diào)理、A／D轉(zhuǎn)換后，形成數(shù)字量，寫入高速FIFO存儲(chǔ)器中。最后，由PCI接口芯片將FIFO中的數(shù)據(jù)適時(shí)地寫入內(nèi)存。

摘要：介紹基于CATV的雙向FFSK數(shù)據(jù)通信線程和軟件設(shè)計(jì)的原理、流程。該裝置實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低廉、性能可靠，并在實(shí)際應(yīng)用中得以成功運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：雙向CATV窄帶FFSK

有線電視網(wǎng)（CATV）是中國(guó)普及最廣的網(wǎng)絡(luò)，在已建的賓館、居民小區(qū)中絕大部分都已建成。因此利用已有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更廣泛的功能的開發(fā)，如：影視點(diǎn)播、安防監(jiān)控、自動(dòng)抄表及其它的服務(wù)呼叫等，是一個(gè)值得研究的課題。這些功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，是在同軸電纜中控制信令的可靠實(shí)現(xiàn)。

在CATV網(wǎng)中，由于分支較多、用戶繁雜、線路老化等原因，不可避免地會(huì)造成大量的干擾信號(hào)的竄入。在實(shí)際的頻譜測(cè)試中，整個(gè)其帶經(jīng)常被噪波干擾抬高，因此，尋找廉價(jià)且可靠的線路和傳送方案變得尤為重要。為此，我們通過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)，研制出一成本極其低廉，性能相當(dāng)可靠的工作電路和通信方案，并在實(shí)際裝機(jī)運(yùn)行中使用。

1硬件組成及原理框圖

1.1傳輸通道

前言：隨著計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)的日新月異的發(fā)展和普及，人類已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的信息化時(shí)代，人類大概有80%的信息來(lái)自圖像，科學(xué)研究、技術(shù)應(yīng)用中圖像處理技術(shù)越來(lái)越成為不可缺少的手段。圖像處理所涉及的領(lǐng)域有軍事應(yīng)用、醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)監(jiān)控、物體的自動(dòng)分檢識(shí)別系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)無(wú)不需要計(jì)算機(jī)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，效果逼真的圖像。

基于圖像采集卡的視頻圖像處理系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)從系統(tǒng)層次上可分為高、中、低檔三個(gè)層次，目前一般比較普及的是低檔次的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由CCD（攝像頭）、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)三個(gè)部分組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，效果也比較不錯(cuò)，得到的圖像較清晰。目前網(wǎng)上基于VC開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的文章不少，可是關(guān)于如何在VC開發(fā)平臺(tái)上使用圖像采集卡的文章確沒發(fā)現(xiàn)，筆者針對(duì)在科研開發(fā)中積累的使用圖像采集卡經(jīng)驗(yàn)，介紹如何自己是如何將采集卡集成到圖像開發(fā)系統(tǒng)中，希望能夠給目前正需要利用圖像采集卡開發(fā)自己的圖像處理系統(tǒng)的朋友有所幫助。

使用的攝像機(jī)采用臺(tái)灣BENTECHINDUSTRIAL有限公司生產(chǎn)的CV-155L黑白攝像機(jī)。該攝像機(jī)分辨率為752x582。圖象采集卡我們采用北京中科院科技嘉公司開發(fā)的基于PCI總線的CA-MPE1000黑白圖象采集卡。使用圖像采集卡分三步，首先安裝采集卡的驅(qū)動(dòng)程序，并將虛擬驅(qū)動(dòng)文件VxD.vxd拷貝到Windows的SYSTEM目錄下；這時(shí)候就可以進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)了，進(jìn)入VC開發(fā)平臺(tái)，生成新的項(xiàng)目，由于生產(chǎn)廠家為圖像采集卡提供了以mpew32.dll、mpew32.lib命名的庫(kù)文件，庫(kù)中提供了初始硬件、采集圖像等函數(shù)，為使用這些函數(shù)，在新項(xiàng)目上連接該動(dòng)態(tài)庫(kù)；最后一步就是采集圖像并顯示處理了，這一步要設(shè)置系統(tǒng)調(diào)色板，因?yàn)椴杉ㄌ峁┑氖锹銏D形式，既純圖像數(shù)據(jù)，沒有圖像的規(guī)格和調(diào)色板信息，這些需要開發(fā)者自己規(guī)定實(shí)現(xiàn)，下面是實(shí)現(xiàn)的部分代碼：

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前言：隨著計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)的日新月異的發(fā)展和普及，人類已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的信息化時(shí)代，人類大概有80%的信息來(lái)自圖像，科學(xué)研究、技術(shù)應(yīng)用中圖像處理技術(shù)越來(lái)越成為不可缺少的手段。圖像處理所涉及的領(lǐng)域有軍事應(yīng)用、醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)監(jiān)控、物體的自動(dòng)分檢識(shí)別系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)無(wú)不需要計(jì)算機(jī)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，效果逼真的圖像。

基于圖像采集卡的視頻圖像處理系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)從系統(tǒng)層次上可分為高、中、低檔三個(gè)層次，目前一般比較普及的是低檔次的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由CCD（攝像頭）、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)三個(gè)部分組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，效果也比較不錯(cuò)，得到的圖像較清晰。目前網(wǎng)上基于VC開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的文章不少，可是關(guān)于如何在VC開發(fā)平臺(tái)上使用圖像采集卡的文章確沒發(fā)現(xiàn)，筆者針對(duì)在科研開發(fā)中積累的使用圖像采集卡經(jīng)驗(yàn)，介紹如何自己是如何將采集卡集成到圖像開發(fā)系統(tǒng)中，希望能夠給目前正需要利用圖像采集卡開發(fā)自己的圖像處理系統(tǒng)的朋友有所幫助。

使用的攝像機(jī)采用臺(tái)灣BENTECHINDUSTRIAL有限公司生產(chǎn)的CV-155L黑白攝像機(jī)。該攝像機(jī)分辨率為752x582。圖象采集卡我們采用北京中科院科技嘉公司開發(fā)的基于PCI總線的CA-MPE1000黑白圖象采集卡。使用圖像采集卡分三步，首先安裝采集卡的驅(qū)動(dòng)程序，并將虛擬驅(qū)動(dòng)文件VxD.vxd拷貝到Windows的SYSTEM目錄下；這時(shí)候就可以進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)了，進(jìn)入VC開發(fā)平臺(tái)，生成新的項(xiàng)目，由于生產(chǎn)廠家為圖像采集卡提供了以mpew32.dll、mpew32.lib命名的庫(kù)文件，庫(kù)中提供了初始硬件、采集圖像等函數(shù)，為使用這些函數(shù)，在新項(xiàng)目上連接該動(dòng)態(tài)庫(kù)；最后一步就是采集圖像并顯示處理了，這一步要設(shè)置系統(tǒng)調(diào)色板，因?yàn)椴杉ㄌ峁┑氖锹銏D形式，既純圖像數(shù)據(jù)，沒有圖像的規(guī)格和調(diào)色板信息，這些需要開發(fā)者自己規(guī)定實(shí)現(xiàn)，下面是實(shí)現(xiàn)的部分代碼：

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前言：隨著計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)的日新月異的發(fā)展和普及，人類已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的信息化時(shí)代，人類大概有80%的信息來(lái)自圖像，科學(xué)研究、技術(shù)應(yīng)用中圖像處理技術(shù)越來(lái)越成為不可缺少的手段。圖像處理所涉及的領(lǐng)域有軍事應(yīng)用、醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)監(jiān)控、物體的自動(dòng)分檢識(shí)別系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)無(wú)不需要計(jì)算機(jī)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，效果逼真的圖像。

基于圖像采集卡的視頻圖像處理系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)從系統(tǒng)層次上可分為高、中、低檔三個(gè)層次，目前一般比較普及的是低檔次的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由CCD（攝像頭）、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)三個(gè)部分組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，效果也比較不錯(cuò)，得到的圖像較清晰。目前網(wǎng)上基于VC開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的文章不少，可是關(guān)于如何在VC開發(fā)平臺(tái)上使用圖像采集卡的文章確沒發(fā)現(xiàn)，筆者針對(duì)在科研開發(fā)中積累的使用圖像采集卡經(jīng)驗(yàn)，介紹如何自己是如何將采集卡集成到圖像開發(fā)系統(tǒng)中，希望能夠給目前正需要利用圖像采集卡開發(fā)自己的圖像處理系統(tǒng)的朋友有所幫助。

使用的攝像機(jī)采用臺(tái)灣BENTECHINDUSTRIAL有限公司生產(chǎn)的CV-155L黑白攝像機(jī)。該攝像機(jī)分辨率為752x582。圖象采集卡我們采用北京中科院科技嘉公司開發(fā)的基于PCI總線的CA-MPE1000黑白圖象采集卡。使用圖像采集卡分三步，首先安裝采集卡的驅(qū)動(dòng)程序，并將虛擬驅(qū)動(dòng)文件VxD.vxd拷貝到Windows的SYSTEM目錄下；這時(shí)候就可以進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)了，進(jìn)入VC開發(fā)平臺(tái)，生成新的項(xiàng)目，由于生產(chǎn)廠家為圖像采集卡提供了以mpew32.dll、mpew32.lib命名的庫(kù)文件，庫(kù)中提供了初始硬件、采集圖像等函數(shù)，為使用這些函數(shù)，在新項(xiàng)目上連接該動(dòng)態(tài)庫(kù)；最后一步就是采集圖像并顯示處理了，這一步要設(shè)置系統(tǒng)調(diào)色板，因?yàn)椴杉ㄌ峁┑氖锹銏D形式，既純圖像數(shù)據(jù)，沒有圖像的規(guī)格和調(diào)色板信息，這些需要開發(fā)者自己規(guī)定實(shí)現(xiàn)，下面是實(shí)現(xiàn)的部分代碼：

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摘要：分析了雷達(dá)視頻采集的必要性和意義，介紹了通過(guò)PCI實(shí)現(xiàn)高速雷達(dá)視頻信號(hào)的采集實(shí)現(xiàn)方案，并分析了方案中的各個(gè)模塊的功能。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)采集PCIPC機(jī)

在傳統(tǒng)的雷達(dá)顯示終端中所涉及到的視頻信號(hào)是模擬的，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和IC技術(shù)的不斷發(fā)展，使這種模擬信號(hào)的數(shù)字化成為可能，使得雷達(dá)視頻的存儲(chǔ)和遠(yuǎn)距離傳輸成為可能，并在實(shí)際中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。在基于這種技術(shù)背景下開展了相應(yīng)的研究。

1視頻采集方案可行性分析

方案的設(shè)計(jì)主要考慮雷達(dá)視頻帶寬，即距離分辨率。在采集卡部分影響帶寬的數(shù)據(jù)瓶頸在于三方面：AD采樣量化、FIFO讀寫速度和PCI的DMA速度。硬件方案中采用TLC5540，最高采樣率可以達(dá)到40MHz，采樣深度為8bits；FIFO采用IDT72V36100，最高讀寫速度可以達(dá)到133MHz；計(jì)算機(jī)PCI總線的數(shù)據(jù)帶寬可達(dá)到532Mbps，在實(shí)際中，由于受硬件環(huán)境，如主機(jī)板和CPU的影響，采用133Mbps的PCI卡。在PC機(jī)部分?jǐn)?shù)據(jù)瓶頸主要在于磁盤數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度，普通磁盤的數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度為40Mbps。若數(shù)字化雷達(dá)視頻帶寬達(dá)到30Mbps、量化深度為8bits，則數(shù)據(jù)采樣率為30MHz，距離分辨率為300，000，000／2／30,000，000=5m，這樣的分辨率能夠滿足一般的導(dǎo)航和警戒雷達(dá)。若量化深度降低，則距離分辨率將進(jìn)一步提高。由以上分析可見所采用方案能夠滿足視頻的帶寬要求。

2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)

電力電纜測(cè)試信號(hào)消噪以及電纜測(cè)距的具體方法

小波消噪的原理。小波分析獨(dú)特的時(shí)頻局部性質(zhì)與非平穩(wěn)信號(hào)處理的需求十分之相符合，所以，小波變換就是基于傳統(tǒng)的傅立葉變換不能滿足非平穩(wěn)信號(hào)處理的要求而產(chǎn)生的。又因?yàn)橛?jì)算機(jī)處理所采用的是數(shù)字模式，這樣便促使實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該首先對(duì)連續(xù)的小波變換進(jìn)行離散化。通過(guò)小波變化所進(jìn)行的分析就是將原始的信號(hào)分解成為高頻信號(hào)與低頻信號(hào)，繼而采用一系列方法對(duì)高頻信號(hào)中的噪聲部分進(jìn)行處理，最后再通過(guò)小波的重構(gòu)而從中獲取真實(shí)平滑的信號(hào)。小波分析法角度的奇異點(diǎn)檢測(cè)。因?yàn)殡娏﹄娎|故障測(cè)試信號(hào)中有關(guān)于故障點(diǎn)的各種信息，對(duì)這些信息的檢測(cè)是故障測(cè)試信號(hào)沖起始點(diǎn)的檢測(cè)，所以，電力電纜故障測(cè)距的精確度同起始點(diǎn)的檢測(cè)精度有著直接的關(guān)系。對(duì)于脈沖波形起始點(diǎn)的檢測(cè)有許多中方法，如目測(cè)法、斜率法以及小波分析法等。現(xiàn)著重介紹小波分析法對(duì)奇異點(diǎn)的檢測(cè)。小波分析法檢測(cè)奇異點(diǎn)的基本原理是根據(jù)信號(hào)奇異點(diǎn)同脈沖起始點(diǎn)之間的關(guān)系，然后通過(guò)小波的變換對(duì)信號(hào)奇異點(diǎn)的敏感性進(jìn)行分析，繼而針對(duì)不同類型的電力電纜來(lái)變換電信號(hào)，且采用模極大值對(duì)電力電纜的故障特征進(jìn)行描述，這樣一來(lái)便能及時(shí)檢測(cè)出信號(hào)的奇異點(diǎn)并找出故障。因?yàn)椴煌男〔ㄟm應(yīng)與不同的范圍，所以，為了檢測(cè)準(zhǔn)確性的進(jìn)一步提高就應(yīng)該合理選取小波。電力電纜中的故障信號(hào)變化多端，采用小波變化分析需要提取的是突變的平穩(wěn)信號(hào)，所以小波的選取不僅要考慮到其均勻性還要選擇具有頻域與時(shí)域的帶通濾波性好緊支撐性能。

基于LABVIEW的電力電纜測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)

早在1986年美國(guó)國(guó)家儀器公司就提出了虛擬儀器，其以計(jì)算機(jī)為基本核心，軟件設(shè)計(jì)是其最為關(guān)鍵且復(fù)雜的部分。當(dāng)前的各類虛擬儀器軟件之中，LABVIEW所采用的圖形化語(yǔ)言結(jié)構(gòu)擁有強(qiáng)大的分析、顯示和測(cè)量功能，與此同時(shí)還有著極高的開發(fā)效率，所以LAB-VIEW日益得以廣泛的使用。系統(tǒng)軟件模塊的設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的電力電纜故障測(cè)距系統(tǒng)如圖1所示。本程序設(shè)計(jì)具有兩種功能，即有自動(dòng)測(cè)距和手動(dòng)測(cè)距，自動(dòng)測(cè)距有著較高的精度，其判斷結(jié)果十分客觀，具體的分析方法是通過(guò)小波分析來(lái)分析故障信號(hào)，繼而找到脈沖波形的起始點(diǎn)，最終確定故障的距離。手動(dòng)測(cè)距則時(shí)常會(huì)被人為因素所影響，存在較大的誤差，手動(dòng)測(cè)距是用光標(biāo)確定放電脈沖和反射脈沖的起始點(diǎn)，然后計(jì)算這兩點(diǎn)直接的時(shí)間差，從而確定出故障距離。系統(tǒng)硬件組成設(shè)計(jì)。我們可以從圖1中得出，改系統(tǒng)的硬件主要由信號(hào)源設(shè)備、傳感器、數(shù)據(jù)采集卡以及計(jì)算機(jī)構(gòu)成。其檢測(cè)電力電纜的故障主要是把信號(hào)源設(shè)備加到電力電纜上，傳感器把信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡把信號(hào)再傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和顯示等。由此可見數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)是本系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，其中數(shù)據(jù)采集卡的性能對(duì)故障測(cè)試系統(tǒng)的精度、采樣速率等主要指標(biāo)造成直接影響，為了與行波傳播速度快的特點(diǎn)相適應(yīng)，本系統(tǒng)中所選取采集卡具有高速的采樣頻率。

本文作者：張喜富工作單位：興凱湖電業(yè)局云山供電局

摘要:本文采用小波分析法獲得信號(hào)的時(shí)域和頻域內(nèi)的特性。采用FSR-402壓阻傳感器檢測(cè)機(jī)械手夾取過(guò)程是否產(chǎn)生滑動(dòng)，通過(guò)LabVIEW軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波變換等處理，對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，設(shè)定閾值，判斷夾取過(guò)程是否產(chǎn)生滑動(dòng)，通過(guò)上位機(jī)控制對(duì)機(jī)械手步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得機(jī)械手對(duì)滑動(dòng)物體進(jìn)一步夾緊并保持一定的夾持力。

關(guān)鍵詞:機(jī)械手；小波分析；LabVIEW；閾值；觸滑覺傳感器

1引言

隨著現(xiàn)代工廠自動(dòng)化和智能化以及工業(yè)4.0的發(fā)展，機(jī)械手爪在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有了更高要求。在機(jī)械手的觸覺滑覺研究方法中，主要有觸覺傳感器自適應(yīng)模糊控制、多感知空間控制和力外環(huán)控制等。我們采用小波分析技術(shù)對(duì)滑動(dòng)信號(hào)進(jìn)行變換，將細(xì)節(jié)系數(shù)作為特征值，同時(shí)設(shè)定合理的閾值判斷有無(wú)產(chǎn)生滑動(dòng)并做進(jìn)一步處理。滑動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)是隨機(jī)和非平穩(wěn)性的，用傅里葉變換難以得到其良好的局部特性，采用小波變換的方法可以很好的得到信號(hào)在時(shí)域和頻域上的特征。

2傳感器的選型與檢測(cè)裝置

2.1滑覺傳感器。觸覺檢測(cè)是機(jī)械手基本的檢測(cè)環(huán)節(jié)，而滑覺檢測(cè)傳感器是實(shí)現(xiàn)機(jī)械手柔性抓取的關(guān)鍵。機(jī)械手傳感器具有模仿人手的接觸覺、滑動(dòng)覺和溫度覺等等，目前常用的有壓電式、壓阻式等，也有將PVDF壓電式與光電原理結(jié)合起來(lái)的觸滑覺傳感器[1]。我們實(shí)驗(yàn)中考慮到PVDF壓電傳感器的觸覺信號(hào)和滑覺信號(hào)比較難以分離，我們選用FSR-402壓阻傳感器，該傳感器可以對(duì)接觸物表面進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量，可以較好的區(qū)分觸覺信號(hào)和滑覺信號(hào)，同時(shí)其工作溫度在-25℃～70℃，對(duì)環(huán)境抗干擾能力強(qiáng)。2.2USB數(shù)據(jù)采集卡與采集裝置。數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）是從傳感器等設(shè)備收集模擬或者數(shù)字信號(hào)的裝置，如果說(shuō)傳感器相當(dāng)于人的觸覺等感知層，那么采集卡就相當(dāng)于人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸中樞-脊椎，而上位機(jī)就相當(dāng)于人的大腦。我們本次所使用的采集卡通過(guò)USB接入上位機(jī)，有16路單端/8路差分模擬輸入通道，2路單端模擬輸出通道，6路數(shù)字輸入/輸出通道，PWM輸入頻率在1-1MHz，輸出頻率在1-1MHz，占空比1%-99%，同時(shí)工作溫度在-20℃~70℃，能較好適應(yīng)嚴(yán)苛環(huán)境。。我們的采集卡通過(guò)USB連接到上位機(jī)，由其供應(yīng)5V直流電源，我們從采集卡引出5V的電源線給壓阻傳感器供電。由于該款采集卡簡(jiǎn)化了增益編程功能等，模擬量輸入信號(hào)需要事先調(diào)整到0-3.3V以內(nèi)，在這種情況下我們?cè)O(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)理電路將較大的電壓信號(hào)通過(guò)降壓變換到0-3.3V范圍內(nèi)以滿足要求。我們將傳感器串聯(lián)一個(gè)10KΩ的電阻，通過(guò)信號(hào)線向AD輸入電壓變化的范圍。