利用软件工具实现数据的采集和分析

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许多应用都要求对采集的数据进行分析，例如工程师可能需要监视恒温箱的温度，以验证PCB在预定指标范围内工作。如果PCB超差，就需要识别超差现象和关断电源。化学工程师可能需要监视最终产品，如汽油或饮料的流量，当流量达到最小或最大极限时就要调整流量。在设计验证中，工程师要通过测量保证最终产品能在不同工作条件下达到预定指标。例如对于电源参数，测试工程师要在各种负载条件下测量电源的输出。电源输出必须在所有负载条件下稳定，同时要保持产品机箱内的最小温升。
        选择适宜的测量设备和软件工具能帮助数据的采集和分析，使数据更加有用。在本文中我们将考察这些产品特性描述实例，说明如何选择正确的测量设备和软件工具，以帮助数据采集和分析。
选择测量设备
        在数据采集中，许多测量是用传感器把物理现象变换成电压、电阻或频率，然后用适合的测量设备，如数字万用表测量电信号。
        温度是数据采集中最常测量的物理量，可以利用热电偶、RTD(电阻温度探测器)或热敏电阻传感器完成温度测量。热电偶是由两种不同金属构成的结，当结受热时，热电偶就产生一个电压，它与参考结的电压差确定了相关温度。RTD 和热敏电阻都是基于电阻的传感器。在温度改变时，传感器的输出电阻也随之改变。传感器的选择应基于要进行的测量类型，以及应用对精度和线性度的要求。
        几乎所有的万用表都可用于测量传感器产生的电压或电阻，但并非所有万用表都能把电压或电阻变换为物理测量值。例如，如果你用热电偶测量温度，就需要使用有自动变换例程的万用表。通过内置变换，原始热电偶测量结果就从电压变为被测温度。
        除了使用带自动变换例程的仪器外，下面这些仪器特性可帮助对数据的采集和分析：
        仪器支持数学等式，因此不支持的传感器输出也能在仪器中直接变换；
        在测量超出预期极限值时有硬件报警信号；
        仪器前端上有把许多测量点或传感器接到一台测量仪器的多路复用器；
        仪器提供能帮助数据采集和分析的软件。
采集和分析数据的软件工具
        软件工具能使你更容易地采集和分析数据。这些工具一般很容易与仪器连接，并提供无需编程的数据采集设置。最常用的数据分析工具之一是微软公司的Excel。绝大多数PC上都配有Excel，它也得到最广泛的使用。Excel 是极为强大的电子表应用程序，它允许插入公式，并有许多内置的制图特性。有些厂商提供Excel插件(Plug-in)，以帮助数据的设置和采集。这些产品借用微软的专业知识，可把所采集的数据直接送入该应用程序。然后用微软的内置公式和制图工具处理和绘制数据。图1给出了在Excel中采集数据以及为进行分析绘制图形。
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图1：Microsoft Excel 中采集的数据