案例一:工业自动化中的传感器数据采集
在一个工业自动化生产线上,需要监测压力传感器和温度传感器的输出信号。使用紧凑型数字化仪来采集这些信号。
测试方法:
- 安装压力传感器和温度传感器,并将其输出连接到数字化仪。
- 利用已知精度的标准压力和温度发生装置,产生一系列不同的压力和温度值。
- 同时记录数字化仪采集到的数据和标准装置设定的值。
验证指标:
- 测量误差:计算数字化仪测量值与标准值之间的差异,确保误差在可接受的工业精度范围内(例如,压力测量误差不超过 ±0.5%,温度测量误差不超过 ±0.2℃)。
- 重复性:多次重复相同的压力和温度输入,检查测量结果的重复性,重复性误差应较小。
- 响应时间:观察数字化仪对压力和温度变化的响应速度,是否能够及时准确地捕捉到变化。
案例二:医疗设备中的心电图(ECG)信号采集
在医疗设备研发中,需要验证紧凑型数字化仪对心电图信号的采集性能。
测试方法:
- 使用模拟心电图发生器,产生具有不同特征(如心率、振幅、波形异常等)的心电图信号。
- 将模拟信号输入到数字化仪。
验证指标:
- 信号保真度:对比数字化仪采集到的心电图信号与标准心电图的形态和特征,确保重要的细节(如 P 波、QRS 复合波、T 波等)得到准确捕捉,且没有明显的失真。
- 噪声水平:分析采集到的心电图信号中的噪声含量,应在医疗标准允许的范围内,以确保诊断的准确性。
- 共模抑制比:测量数字化仪对共模干扰(如市电干扰)的抑制能力,保证在实际使用中不会受到外界干扰的影响。
案例三:通信系统中的射频信号分析
在通信系统的测试中,需要评估紧凑型数字化仪对射频信号的性能。
测试方法:
- 利用射频信号源产生不同频率、幅度和调制方式(如 AM、FM、PM 等)的射频信号。
- 通过合适的衰减器和耦合器将射频信号连接到数字化仪。
验证指标:
- 频率测量精度:测量数字化仪检测到的射频信号频率与信号源设定频率的偏差,确保在规定的精度内(例如,频率测量误差小于 ±100 Hz)。
- 幅度测量精度:对比数字化仪测量的信号幅度与信号源设定幅度,幅度测量误差应满足通信系统的要求。
- 解调性能:检查数字化仪对调制信号的解调结果,与理论解调结果进行比较,评估解调的准确性和质量。
案例四:声学研究中的声音信号采集
在声学实验室中,对各种声音信号进行采集和分析。
测试方法:
- 使用扬声器播放已知频谱和强度的声音,如纯音、白噪声、音乐片段等。
- 利用麦克风采集声音信号,并将其输入到数字化仪。
验证指标:
- 频率响应:分析数字化仪采集到的声音信号的频率响应曲线,与理想的频率响应进行比较,确保在感兴趣的频率范围内具有平坦的响应。
- 动态范围:检查数字化仪能够准确采集的声音强度范围,从微弱的声音到高强度的声音,动态范围应满足声学研究的需求。
- 失真度:计算采集到的声音信号的失真度,应在可接受的限度内,以保证声音质量的准确测量和分析。