电压采集用数据采集仪选择方法
用于电压采集的设备包括示波器、高速波形记录仪（存储记录仪）以及数据采集仪等。由于分别具有丰富的种类，选择适合采集目的的装置尤为困难，需要花费大量时间进行比较讨论。
基恩士具有常年为研究开发及生产现场提供数据采集仪的经验。下面基于所述经验及知识，以数据采集仪为中心说明适合电压采集的设备选择要点。另外，还对紧凑轻量且兼具扩展性与PC兼容性的基恩士数据采集仪的特点进行说明。
电压采集中数据采集仪的选择要点
电压采集设备的种类与特点
电压采集设备的一般种类、特点及用途如下所示。
示波器
用于电子电路的信号确认或电子部件特性检查等高速电信号波形观测。适用于“准确采集发生变化的时间”等短期观测。触发种类丰富，专注于采样速度及波形显示、直接操作性，价格偏高。
| 采样周期 | 10 MHz  数 GHz以上 |
|---|---|
| 通道数 | 2到8通道 |
| 分辨率 | 8 bit（满刻度 × 1/256） |
| 备注 | 不适合长时间连续记录 |
高速波形记录仪（存储记录仪）
主要用于观测振动等模拟信号或装置控制信号（逻辑信号）等以中速变化的波形，也可用于记录。包括绝缘输入功能等很多专用于电压、振动、控制信号的功能，属于多功能产品。如果以数据收集为主，相较*于数据采集仪，有时会显得性能过剩且价格偏高。
*与本公司NR-2000 系列产品的比较
| 采样周期 | 数 kHz  数 MHz |
|---|---|
| 通道数 | 数到16通道 |
| 分辨率 | 12到14 bit |
| 备注 | 也有配备了支持多通道打印的A4打印机及HDD等，从而适合中长期波形观测及数据保存的产品。多数情况下，采集单元采用插入基板（印刷电路板）的形式。与PC的联动过于复杂，需要知识与熟练度。 |
通用记录仪
多数情况下用于观测温度等的低速变化，也称为“记录器”。极少用于电压、逻辑信号等多重输入用途，常用于低速、简单的数据观测。
| 采样周期 |  100 ms以上 |
|---|---|
| 通道数 | 1到64通道或以上 |
| 分辨率 | 14到16 bit |
| 备注 | 由于低速，不适合电路、半导体、液晶显示器等领域。 而且，多数*产品与PC的兼容性偏低，不适合对获取数据进行分析并制作报告。 |
*与本公司NR-2000 系列产品的比较
数据采集仪
对包括电压在内，从温度等低速到中高速的多种数据，可凭借多个通道进行同步且高精度的收集。
通过采集单元的组合，扩展性得到提高，并凭借通道间绝缘功能能够收集高可靠性数据，这是与通用记录仪的显著区别。
基恩士的数据采集仪“NR系列”
| 采样周期 | 10 Hz 1 MHz |
|---|---|
| 通道数 | 4到576通道或以上 |
| 分辨率 | 14到16 bit |
| 备注 | 通过采集单元的组合，可收集电压、温度等混合数据。主体显示及操作按钮经过简化且PC兼容性低的产品也很多。选择要点在于采集时与数据收集后的作业效率。重要的是主体中的可视性、操作性、PC兼容性、数据易用性及分析功能等是否丰富。 |
满足近年的新需求，并解决传统*数据采集仪课题的基恩士数据采集仪具有如下功能。
*与本公司NR-2000 系列产品的比较
- 主体配备便捷的显示与分析功能
- 可与PC进行无线通信，通过CSV文件压缩高速发送数据
- 可使用专用软件分析收集的数据
与PC的兼容性高，可大幅提高后期作业效率的数据采集仪受到关注。
电压采集中数据采集仪的选择要点(1)
基于通道数扩展性或性价比及功能性选择
将数据采集仪用于电压采集时，因组合的采集单元种类不同，可采集的电压及通道数有差异。
数据采集仪的优点在于，通过选择并组合符合目的的采集单元，可支持高电压及多通道采集。另外，为在多个通道下实现高可靠性电压采集，是否配备了“通道间绝缘功能”也是重要的选择要点。
基于扩展性、未来展望及通道单价选择
将来有可能需要更多通道数时，数据采集仪仅需增设采集单元即可轻松增加通道数。更换时无需购买整个采集仪主体，可节省费用。
另外，与一般的高功能高速波形记录仪（存储记录仪）增设通道相比，数据采集仪可沿用高速采样及高分辨率，能够在控制通道单价的情况下完成增设也是优点*。
*与本公司NR-2000 系列产品的比较
基于是否有通道间绝缘（CH间绝缘）选择
是否具备在多个通道同时采集时，能够降低干扰影响的“通道间绝缘（CH间绝缘、隔离器）”功能，也是重要的选择要点。
多数通用记录仪都不具备绝缘功能，在同时采集电压时，有可能受到采集值转换或其他输入带来的干扰影响。作为对策，建议选择配备有通道间绝缘功能的数据采集仪。
- 小型轻量却兼具出色的扩展性与可靠性
- 详细了解基恩士数据采集仪
相关页面：通道间绝缘的效果
电压采集中数据采集仪的选择要点(2)
基于精度和采样速度选择
对“精度”的定义方法及理解各有不同，不同的人可能有不同的见解。下面针对通过产品目录确认数据采集仪性能时，成为重要因素的精度种类及思路进行汇总。
明确精度的定义，并基于规格选择
要求的采集值精细度即“精度”需要明确规定，是表示“最小显示位（希望读取的最小位）”，还是表示“绝对值”。不同含义对采集仪有不同的性能要求。
- 可显示的最小位数 = “显示分辨率”
- 采集误差达到最大时的绝对值 = “绝对精度”
明确这些后，参照采集仪的“采集准确度（准确度）”，确认必要的性能。
性能表示例如下所示。
| 可采集范围 | 显示分辨率 | ||
|---|---|---|---|
| 采集范围 | ±1000 V | −1000.00 V至 +1000.00 V | 50mV |
| ±500 V | -550.00 V至+550.00 V | 20mV | |
| ±200 V | -220.00 V至+220.00 V | 10mV | |
| ±100 V | -110.000 V至+110.000 V | 5mV | |
| ±50 V | -55.000 V至+55.000 V | 2mV | |
| ±20 V | -22.000 V至+22.000 V | 1mV | |
| ±10 V | -11.0000 V至+11.0000 V | 0.5mV | |
| ±5 V | -5.5000 V至+5.5000 V | 0.2mV | |
| ±2 V | -2.2000 V至+2.2000 V | 0.1mV | |
| 采集准确度 | ±0.1% of F.S. | ||
采集准确度行记载的“F.S.”称为满刻度。在上表中，采集范围为±5 V时可采集范围为-5.5到5.5 V，因此F.S.为11 V。由此可知采集准确度为11 V（±0.1%）。
基于对采样速度与精度、分辨率关系的理解选择
一般情况下，采样速度（周期）与分辨率为权衡关系。即使在相同的采集范围内，分辨率低时，采集精度会下降。因此，需要根据采集目标分别选择。如果要兼顾精度与采样速度，价格将变高。
- 支持各种采集要求的采样速度与分辨率
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相关页面：“分辨率”与“精度”的思路
电压采集中数据采集仪的选择要点(3)
基于操作性、与PC的联动或收集后作业效率选择
在多数情况下，数据采集仪在公司内由多人共同使用，不会指定专人操作，因此可简单操作是重要的选择要点。所以重要的是选择从设定、操作到数据收集后与PC联动、数据分析及报告制作的作业效率高的数据采集仪。采集时的防错及状态把握、后期作业的效率等也需要考虑。
基于设定及操作的便利性、显示的辨识性选择
多数*数据采集仪主体仅备有简单的指示器，操作按钮也精简至超低限度。因为以利用PC进行设定与操作为前提条件，几乎各个主体难以辨识采集状态。因此，未察觉采集并未开始，而继续进行试验的情况也并不少见。
选择数据采集仪则可通过主体显示器确认采集状态及采集数据，没有PC也能够轻松进行设定与操作，有助于防错并提高作业效率。
*与本公司NR-2000 系列产品的比较
基于与终端的连接方法选择
A：无线LAN单元 NR-XW1
无需经由公司内部网络，
也可无线连接。
PC或平板电脑等终端与数据采集仪的连接方法也很重要。考虑是只通过USB数据线或Ethernet电缆的有线连接条件下使用，还是有可能通过无线LAN连接笔记本电脑或平板电脑终端进行远程操作。
例如，在座位上获取汽车发动机数据时，若是支持无线连接的数据采集仪，即可省去繁琐的配线所花费的时间与人力，还可大幅降低配线错误的风险。
基于数据的保存方法选择
如何记录获取的数据也很重要。除了在所连接的电脑内置存储器（HDD或SSD）保存以外，还可在插入数据采集仪的大容量CF存储卡中保存数据。
另外，通过在电脑与数据采集仪中同时保存（镜像保存）数据，能够提高数据保存的安全性与可靠性。
基于与PC的兼容性及后处理便利性、作业效率选择
几乎所有的数据采集仪正如字面所示以“数据收集”为主要目的。因此，利用PC进行数据回收等后期作业或数据分析时需要大量时间与人力的情况并不少见。但是，选择与PC及Excel具有高兼容性的数据采集仪，可大幅缩短作业工时。
基恩士的数据采集仪为提高作业效率，致力于与PC的兼容性。
- 使用专用软件，能够简单连接并详细地显示数据。
- 通过压缩CSV保存功能，减少数据容量。大幅缩短将数据发送到PC的时间。
- 通过专用分析软件，大幅提升利用PC的分析作业效率。
- 能够直接将数据导入Excel，大幅提高作业效率。
电压采集中数据采集仪的选择要点(4)
基于可搬运性或电源环境选择
数据采集仪在各种场所用于数据采集。在有些场景下对尺寸及可搬运性具有要求。另外，在无法连接100 VAC电源的环境下，是否支持电池供电运行，也是重要的选择要点。
- 是否只在安装状态下使用数据采集仪
- 是否有需要改变数据采集仪使用场所的情况
- 是否有可能在没有100 VAC电源的环境下使用
- 是否可在电池供电条件下使用
使用时若需要移动数据采集仪，如果是大型或大重量会发生可搬运性问题。另外，除AC电源以外，能否通过电池供电也很重要。
- 适用于各种环境的丰富产品阵容
- 详细了解基恩士数据采集仪
电压采集中数据采集仪的选择要点(5)
基于是否有电压以外可同时采集的数据选择
除电压采集外，还有可能同时采集温度、电流、应变、加速度等多项数据时，需要的设备构成也有差异。
下面介绍导入设备选择方法中的课题及解决方法，以及使用可多重输入的数据采集仪时的优点。
传统方法中的课题*
【导入并使用多个设备】
进行电压以外的采集时，也有使用外部设备来转换为电压，并分别为每台设备准备专用数据采集仪的方法。但是，这个方法由于导入多个设备，将导致成本增加。另外，还有系统及配线复杂、故障原因多样、采集后多个数据的管理及处理花费大量人力与工时等课题。
*与本公司NR-2000 系列产品的比较
通过数据采集仪解决课题
【用一台汇总收集多种数据】
有可能同时进行电压以外的采集时，建议选择可多重输入的数据采集仪。
可用一台收集多种数据的数据采集仪比仅记录单一数据的设备，往往价格更高*。但是，考虑到需要导入转换器及专用记录仪等多个设备，最终的导入成本相差无几。
在导入成本几乎相同的同时，可多重输入的数据采集仪还有以下优点。
*与本公司NR-2000 系列产品的比较
- 通过汇总收集并分析多个数据，能够缩短采集后的工时
- 通过集成设备，可减少可能引起故障的配线数
- 使用方法具有统一感，使设定及故障排除更加顺利
- 由于各种输入单元来自同一制造商，易于获得支持
- 仅凭一台设备顺利实现混合数据采集
- 详细了解基恩士数据采集仪
总结
以上对电压采集中的数据采集仪选择方法进行了说明。选择要点汇总如下。
(1)通道数扩展性、成本、功能
考虑通道增设时的扩展性。通过绝缘来防止故障也很重要。
(2)精度及采样速度
明确精度与分辨率的定义，确认需要的性能。
(3)操作性及与PC的兼容性、后期处理的作业效率
设定、操作、显示的易理解性与便利性。另外，与PC的简单连接及数据传送、分析功能、与Excel的兼容性直接关系到后期处理工时。
(4)可搬运性及电源环境
是否始终能够保证AC供电，是否有可能需要电池供电。
(5)同时采集多种数据
电压以外数据也同时采集时，系统构成是否简约且可靠性高。
基恩士多重输入数据收集系统“NR系列”采用可搬运性优异的紧凑设计，同时具有高扩展性与高可靠性。并且，是一款追求与PC及Excel的兼容性且能够大幅提高作业效率的数据采集仪。“NR系列”除了在研究开发、品质保证及生产现场用于电压采集以外，还被用来同时收集多种数据。
