基于A02B-0200-C115的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

　　2.1硬件設(shè)計與實現(xiàn)

　　2.1.1 A02B-0200-C115 電壓傳感器、電流傳感器、轉(zhuǎn)矩儀的選型及特性分析

　　A02B-0200-C115驅(qū)動電機系統(tǒng)的工作電壓和電流范圍比較大，從幾十伏（安）到上千伏（安），這就要求電壓和電流傳感器不僅要有良好的絕緣性，還要將輸入信號和輸出信號*隔離，同時，傳感器的響應(yīng)時間也應(yīng)優(yōu)先考慮。試驗臺上驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的測量需要轉(zhuǎn)矩儀有很好的輸出信號的穩(wěn)定性和重復性。結(jié)合電機試驗的要求，本文從傳感器的量程、精度以及動態(tài)響應(yīng)時間方面考慮，分別選擇電壓傳感器CV 3-500，電流傳感器LF 505-S，轉(zhuǎn)矩儀F1i S，其特性如表1所示。

　　2.1.4 A02B-0200-C115 數(shù)據(jù)采集卡

　　本論文的研究對數(shù)據(jù)采集卡提出了很高的要求，由上文可知，死區(qū)時間一般為3～7μs，實際中IGBT的開關(guān)過程有延時和滯后，以東芝公司的MG25N2S1型25A/1000V IGBT模塊為例，其電壓上升和下降時間分別為0.3μs和0.6μs，為了能夠真實的捕捉死區(qū)時間引起的電壓波形畸變，工程中用到的采樣率通常為信號中zui高頻率的6-8倍，這就要求數(shù)據(jù)采集卡的采樣率至少要達到10MS/s。

　　試驗平臺采用凌華公司生產(chǎn)的PCI-9846H數(shù)據(jù)采集卡，這是一款4通道同步并行采集，每通道采樣率高達16MS/s的多功能數(shù)據(jù)采集卡，該采集卡具有4個同步單端模擬輸入和16位的高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器，同時PCI-9846H在總諧波失真（THD）、信噪比SNR、無雜散動態(tài)范圍（SFDR）等方面性能能夠滿足本文對試驗精度的要求。

此外，板載512M Byte內(nèi)存，作為數(shù)據(jù)暫存空間，可以延長連續(xù)采集的時間，其數(shù)據(jù)傳輸方式采用DMA的方式，無需CPU直接控制傳輸，也沒有中斷處理方式那樣保留現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場的過程，通過硬件為RAM與I/O設(shè)備開辟一條直接傳送數(shù)據(jù)的通路，使CPU的效率大為提高，提高了數(shù)據(jù)采集的實時性和動態(tài)響應(yīng)特性，該數(shù)據(jù)采集卡能夠滿足本文對采樣率和精度的研究要求，其主要特性如表2所示。

　　本文所研究的信號的頻率較高，因此需要板卡有足夠的帶寬滿足相應(yīng)的研究要求。A02B-0200-C115 帶寬為20MHz，能夠滿足本文對頻譜分析的要求，此外板卡的系統(tǒng)噪聲在±1V時僅為5.0LSBRMS，其在±1V時的頻譜特性如圖6所示。

Axcelis / Eaton: 5936-0015-0002 Bottom Magnet Pole Pla 

ABB M2AA 132 M Motor =

Genmark Automation Non-Scanning EF Blade, PN: 960131004

VARIAN ??? B64841 54-120356Z MAGNETIC ??? NEW 

Intermec Model: 1545A Barcode Laser Scanner 

Celwave Cat. No. 5000440 Dual B w/ (2) 5198 Receivers 

Imaging Technology Inc PCBA, Part Number DKA196 

Imaging Technology Inc PCBA, Part Number DKA157 

IN BITBUS IPCX PPCX 344A PBA451558-004 BOARD 

Baldor Model: UM3015HO-100 Motor Control Board 

Wayne Kerr Model: RH96-36 Reed Relay Module 

Stearns Brake Model: 1-087-081-H0-HL?F Electric Brake 

Silicon Valley Group / SVG PN: 80071D CPU Board 

PERKIN ELMER 644-0469-005 ILLUMINATOR 86,8247 TESTED 

880-73000 REV. E 880-73-101 MOD 3 MEMORY BOARD