『壹』 數據採集的概念
數據採集(DAQ)，又稱數據獲取，是指從感測器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動採集非電量或者電量信號,送到上位機中進行分析，處理。數據採集系統是結合基於計算機或者其他專用測試平台的測量軟硬體產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。採集一般是采樣方式，即隔一定時間（稱采樣周期）對同一點數據重復採集。採集的數據大多是瞬時值，也可是某段時間內的一個特徵值。
數據採集，又稱數據獲取，是利用一種裝置，從系統外部採集數據並輸入到系統內部的一個介面。數據採集技術廣泛應用在各個領域。比如攝像頭，麥克風，都是數據採集工具。
被採集數據是已被轉換為電訊號的各種物理量，如溫度、水位、風速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數字量。採集一般是采樣方式，即隔一定時間（稱采樣周期）對同一點數據重復採集。採集的數據大多是瞬時值，也可是某段時間內的一個特徵值。准確的數據量測是數據採集的基礎。數據量測方法有接觸式和非接觸式，檢測元件多種多樣。不論哪種方法和元件，均以不影響被測對象狀態和測量環境為前提，以保證數據的正確性。數據採集含義很廣，包括對面狀連續物理量的採集。在計算機輔助制圖、測圖、設計中，對圖形或圖像數字化過程也可稱為數據採集，此時被採集的是幾何量（或包括物理量，如灰度）數據。
在互聯網行業快速發展的今天，數據採集已經被廣泛應用於互聯網及分布式領域，數據採集領域已經發生了重要的變化。首先，分布式控制應用場合中的智能數據採集系統在國內外已經取得了長足的發展。其次，匯流排兼容型數據採集插件的數量不斷增大，與個人計算機兼容的數據採集系統的數量也在增加。國內外各種數據採集機先後問世，將數據採集帶入了一個全新的時代。
2基本原理
在計算機廣泛應用的今天，數據採集的重要性是十分顯著的。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。各種類型信號採集的難易程度差別很大。實際採集時，雜訊也可能帶來一些麻煩。數據採集時，有一些基本原理要注意，還有更多的實際的問題要解決。
假設對一個模擬信號x(t）每隔Δt時間采樣一次。時間間隔Δt被稱為采樣間隔或者采樣周期。它的倒數1/Δt被稱為采樣頻率，單位是采樣數/每秒。t=0，Δt,2Δt,3Δt……等等，x(t）的數值就被稱為采樣值。所有x(0),xΔt),x（2Δt）都是采樣值。根據采樣定理，最低采樣頻率必須是信號頻率的兩倍。反過來說，如果給定了采樣頻率，那麼能夠正確顯示信號而不發生畸變的最大頻率叫做奈奎斯特頻率，它是采樣頻率的一半。如果信號中包含頻率高於奈奎斯特頻率的成分，信號將在直流和奈奎斯特頻率之間畸變。
采樣率過低的結果是還原的信號的頻率看上去與原始信號不同。這種信號畸變叫做混疊（alias）。出現的混頻偏差（aliasfrequency）是輸入信號的頻率和最靠近的采樣率整數倍的差的絕對值。
采樣的結果將會是低於奈奎斯特頻率(fs/2=50Hz）的信號可以被正確采樣。而頻率高於50HZ的信號成分采樣時會發生畸變。分別產生了30、40和10Hz的畸變頻率F2、F3和F4。計算混頻偏差的公式是：
混頻偏差=ABS(采樣頻率的整數倍－輸入頻率）
其中ABS表示「絕對值」，
為了避免這種情況的發生，通常在信號被採集（A/D）之前，經過一個低通濾波器，將信號中高於奈奎斯特頻率的信號成分濾去。這個濾波器稱為抗混疊濾波器。
采樣頻率應當怎樣設置。也許可能會首先考慮用採集卡支持的最大頻率。但是，較長時間使用很高的采樣率可能會導致沒有足夠的內存或者硬碟存儲數據太慢。理論上設置采樣頻率為被採集信號最高頻率成分的2倍就夠了，實際上工程中選用5～10倍，有時為了較好地還原波形，甚至更高一些。
通常，信號採集後都要去做適當的信號處理，例如FFT等。這里對樣本數又有一個要求，一般不能只提供一個信號周期的數據樣本，希望有5～10個周期，甚至更多的樣本。並且希望所提供的樣本總數是整周期個數的。這里又發生一個困難，並不知道，或不確切知道被採信號的頻率，因此不但采樣率不一定是信號頻率的整倍數，也不能保證提供整周期數的樣本。所有的僅僅是一個時間序列的離散的函數x(n）和采樣頻率。這是測量與分析的唯一依據。數據採集卡，數據採集模塊，數據採集儀表等，都是數據採集工具。
3獲取目的
數據採集，是指從感測器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動採集信息的過程。數據採集系統是結合基於計算機的測量軟硬體產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。
數據採集的目的是為了測量電壓、電流、溫度、壓力或聲音等物理現象。基於PC的數據採集，通過模塊化硬體、應用軟體和計算機的結合，進行測量。盡管數據採集系統根據不同的應用需求有不同的定義，但各個系統採集、分析和顯示信息的目的卻都相同。數據採集系統整合了信號、感測器、激勵器、信號調理、數據採集設備和應用軟體。