频率和真有效值数据采集

您是否正在寻找一种快速简便的方法来计算、显示和记录频率和/或真有效值数据？你对省钱感兴趣吗？DATAQ Instruments， Inc. 为您提供解决方案。从 2003 年 7 月发布的WinDaq数据采集软件（2.85 版）开始，可以计算、显示和记录频率和真有效值数据，而无需增加新硬件的成本。

获取精确频率和真有效值数据的能力使用户在从生命科学到工业数据采集的广泛应用中受益。例如，医学研究人员可以使用这些特征来提取平均压力和流量以及心率。工业技术人员可以使用它们根据正弦和非正弦波形计算RMS，并在各种情况下进行RPM和流量测量。

应用

真有效值工业变速电机电压和电流 （V， I） 线路电压和电流 （V， I）

生命科学平均血压和流量

频率工业转速测量 线路电压频率（赫兹） 流量计输出（升/米） 风速（英里/小时）

生命科学心率（BPM

由于频率通常被理解，我将首先讨论真有效值计算及其值。还包括一个简短的过程来演示使用这些新功能的易用性。对于那些不熟悉WinDaq 的用户，此过程将让您了解WinDaq的非编程环境的用户友好程度。对于有经验的WinDaq用户，该过程将引入新的菜单和选项。

真有效值计算

就功率而言，RMS可以定义为交流电压的直流当量。例如，如果在电阻器上放置一个 20V 直流电源，导致 10 瓦的功率耗散，那么当一个等于 20Vrms 的正弦或非正弦交流电源连接到同一个电阻器上时，也会耗散 10 瓦的功率。

WinDaq使用真 RMS 的数学定义来推导 RMS：where：

vn= 瞬时电压和 W = 窗口大小

万一测量正弦波形，只需将峰值电压乘以.707即可确定RMS。正弦波形测量的典型示例可能包括交流线路电压的RMS值。然而，绝大多数测量都是非正弦波形，需要真有效值计算。例如，来自脉动压力或流量波形的平均血压和/或流量，或来自变速电机的 RMS 电压和电流。

频率计算

常见的工业测量是每分钟转数 （RPM）。WinDaq软件使用接近传感器在电机轴每转一圈产生一个脉冲，并选择合适的触发电平和窗口大小（两者都在标题为“使用 RMS 和频率采集”的部分中介绍），可以轻松计算、显示和记录电机轴速度（以 RPM 为单位）。请注意，以这种方式记录 RPM 时，每转多个脉冲会产生不准确的结果。例如，如果测量具有 150 个齿的齿轮的 RPM，该齿轮每转产生 150 个脉冲，则WinDaq显示的 RPM 值将是实际 RPM 的 150 倍。您可以使用WinDaq（mx+b） 中的校准设置来补偿这一点。

医学研究人员可以使用频率采集方法从脉动血压和心电图波形中得出心率。

使用RMS和频率采集

RMS 采集测量 RMS 时，必须首先定义窗口大小。您选择的窗口大小将确定WinDaq用于计算 RMS 的示例的大小。您必须向WinDaq提供足够的数据（至少两个完整的周期）才能生成准确的结果。如果使窗口大小过大，则可能会平均较小的电压变化，从而使RMS结果的响应速度降低。一个好的准则是选择一个足够大的窗口大小，以包含几个完整的周期。

（A）包含少于一个完整周期且数据不足，无法产生准确的测量。为了准确计算RMS，您的窗口应包括几个周期（B）。

要设置 RMS 测量的窗口大小，请从编辑下拉菜单中选择首选项》RMS 窗口大小。在“窗口大小 =”文本框中输入适当的值。

频率采集与 RMS 采集类似，频率采集要求您选择适当的窗口大小。一个好的指导方针是周期的 10 倍（完成一个周期所需的时间）。例外情况是占空比为50%的方波信号。在这种情况下，一个好的窗口大小将是周期的 》2 倍。

要设置窗口大小和触发级别，请从编辑下拉菜单中选择首选项》频率。在“窗口大小=”文本框中输入适当的值。

接下来设置触发器级别。触发电平用于确定每个周期的起点。为避免由于峰值电压变化而导致结果不准确，触发器应放置在正在测量的信号的近似中心。

要设置触发级别，请单击“设置级别”按钮，屏幕上将出现一个级别指示器。放置电平指示器，然后单击鼠标左键以输入所选值。

设置窗口大小和触发电平后，从编辑下拉菜单中选择通道设置，然后选择“RMS”或“频率”作为采集方法。

选择“确定”，您就可以获取数据了。

结论

过去，频率和/或RMS测量需要对DI-78B（带信号调理模块）等设备进行增量投资。随着这些新获取方法的加入，当前的WinDaq/Lite用户可以免费下载最新版本。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费用进行升级。升级后，只需单击几下鼠标即可访问 RMS 和频率采集。

审核编辑：郭婷