頻率和真有效值數(shù)據(jù)采集

您是否正在尋找一種快速簡便的方法來計算、顯示和記錄頻率和/或真有效值數(shù)據(jù)？

獲取精確頻率和真有效值數(shù)據(jù)的能力使用戶在從生命科學(xué)到工業(yè)數(shù)據(jù)采集的廣泛應(yīng)用中受益。例如，醫(yī)學(xué)研究人員可以使用這些特征來提取平均壓力和流量以及心率。工業(yè)技術(shù)人員可以使用它們根據(jù)正弦和非正弦波形計算RMS，并在各種情況下進行RPM和流量測量。有關(guān)更多應(yīng)用程序，請參閱下表：

應(yīng)用

真有效值工業(yè)變速電機電壓和電流 （V， I） 線路電壓和電流 （V， I）

生命科學(xué)平均血壓和流量

頻率工業(yè)轉(zhuǎn)速測量 線路電壓頻率（赫茲） 流量計輸出（升/米） 風速（英里/小時）

生命科學(xué)心率（BPM）

由于頻率通常被理解，我將首先討論真有效值計算及其值。還包括一個簡短的過程來演示使用這些新功能的易用性。對于那些不熟悉WinDaq 的用戶，此過程將讓您了解WinDaq的非編程環(huán)境的用戶友好程度。對于有經(jīng)驗的WinDaq用戶，該過程將引入新的菜單和選項。

真有效值計算

就功率而言，RMS可以定義為交流電壓的直流當量。例如，如果在電阻器上放置一個 20V 直流電源，導(dǎo)致 10 瓦的功率耗散，那么當一個等于 20Vrms 的正弦或非正弦交流電源連接到同一個電阻器上時，也會耗散 10 瓦的功率。

WinDaq使用真 RMS 的數(shù)學(xué)定義來推導(dǎo) RMS：where：

vn= 瞬時電壓和 W = 窗口大小

萬一測量正弦波形，只需將峰值電壓乘以.707即可確定RMS。正弦波形測量的典型示例可能包括交流線路電壓的RMS值。然而，絕大多數(shù)測量都是非正弦波形，需要真有效值計算。例如，來自脈動壓力或流量波形的平均血壓和/或流量，或來自變速電機的 RMS 電壓和電流。

頻率計算

常見的工業(yè)測量是每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) （RPM）。WinDaq軟件使用接近傳感器在電機軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個脈沖，并選擇合適的觸發(fā)電平和窗口大小（兩者都在標題為“使用 RMS 和頻率采集”的部分中介紹），可以輕松計算、顯示和記錄電機軸速度（以 RPM 為單位）。請注意，以這種方式記錄 RPM 時，每轉(zhuǎn)多個脈沖會產(chǎn)生不準確的結(jié)果。例如，如果測量具有 150 個齒的齒輪的 RPM，該齒輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生 150 個脈沖，則WinDaq顯示的 RPM 值將是實際 RPM 的 150 倍。您可以使用WinDaq（mx+b） 中的校準設(shè)置來補償這一點。

醫(yī)學(xué)研究人員可以使用頻率采集方法從脈動血壓和心電圖波形中得出心率。

使用RMS和頻率采集

RMS 采集測量 RMS 時，必須首先定義窗口大小。您選擇的窗口大小將確定WinDaq用于計算 RMS 的示例的大小。您必須向WinDaq提供足夠的數(shù)據(jù)（至少兩個完整的周期）才能生成準確的結(jié)果。如果使窗口大小過大，則可能會平均較小的電壓變化，從而使RMS結(jié)果的響應(yīng)速度降低。一個好的準則是選擇一個足夠大的窗口大小，以包含幾個完整的周期。

（A）包含少于一個完整周期且數(shù)據(jù)不足，無法產(chǎn)生準確的測量。為了準確計算RMS，您的窗口應(yīng)包括幾個周期（B）。

要設(shè)置 RMS 測量的窗口大小，請從編輯下拉菜單中選擇首選項》RMS 窗口大小。在“窗口大小 =”文本框中輸入適當?shù)闹怠?/p>

頻率采集與 RMS 采集類似，頻率采集要求您選擇適當?shù)拇翱诖笮?。一個好的指導(dǎo)方針是周期的 10 倍（完成一個周期所需的時間）。例外情況是占空比為50%的方波信號。在這種情況下，一個好的窗口大小將是周期的 》2 倍。

要設(shè)置窗口大小和觸發(fā)級別，請從編輯下拉菜單中選擇首選項》頻率。在“窗口大小=”文本框中輸入適當?shù)闹怠?/p>

接下來設(shè)置觸發(fā)器級別。觸發(fā)電平用于確定每個周期的起點。為避免由于峰值電壓變化而導(dǎo)致結(jié)果不準確，觸發(fā)器應(yīng)放置在正在測量的信號的近似中心。

要設(shè)置觸發(fā)級別，請單擊“設(shè)置級別”按鈕，屏幕上將出現(xiàn)一個級別指示器。放置電平指示器，然后單擊鼠標左鍵以輸入所選值。

設(shè)置窗口大小和觸發(fā)電平后，從編輯下拉菜單中選擇通道設(shè)置，然后選擇“RMS”或“頻率”作為采集方法。

選擇“確定”，您就可以獲取數(shù)據(jù)了。

結(jié)論

過去，頻率和/或RMS測量需要對DI-78B（帶信號調(diào)理模塊）等設(shè)備進行增量投資。隨著這些新獲取方法的加入，當前的WinDaq/Lite用戶可以免費下載最新版本。那些使用WinDaq/Pro或Pro+版本2.84或更早版本的人可以支付少量費用進行升級。升級后，只需單擊幾下鼠標即可訪問 RMS 和頻率采集。

審核編輯：郭婷