BK PRECISION DAS1700 高速数据采集系统 16位分辨率的高速ADC芯片
在工业研发、电力运维、设备故障诊断等领域,对高速瞬态信号的精准捕捉与多通道同步采集是解锁数据价值、优化系统性能的核心需求。BK PRECISION DAS1700 高速数据采集系统凭借1MSa/s的超高采样率、灵活的模块扩展能力及专业的分析功能,成为应对复杂测试场景的关键设备。该系统不仅能同步采集多通道模拟信号,还支持高压、应变等特殊参数测量,同时集成电力分析、波形处理等功能,适配从实验室研发到现场运维的多元需求。本文将从硬件配置、核......
产品描述
在工业研发、电力运维、设备故障诊断等领域,对高速瞬态信号的精准捕捉与多通道同步采集是解锁数据价值、优化系统性能的核心需求。BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统凭借1MSa/s的超高采样率、灵活的模块扩展能力及专业的分析功能,成为应对复杂测试场景的关键设备。该系统不仅能同步采集多通道模拟信号,还支持高压、应变等特殊参数测量,同时集成电力分析、波形处理等功能,适配从实验室研发到现场运维的多元需求。本文将从硬件配置、核心功能、典型应用场景及测试原理四个维度,全面解析BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统,为用户深入理解与高效应用该设备提供参考。
BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统在硬件配置上以“高速、灵活、稳定”为核心,构建了适配多场景测试的硬件架构。该系统配备3个测量模块插槽(可通过扩展单元扩展至6个),支持通用、高压、多工、应变计四种测量板类型,用户可根据测试需求灵活组合:通用板(6通道)支持±500V电压、电流、热电偶等多参数测量,适用于基础电参数与温度同步采集;高压板(6通道)可承受±1000VAC高压输入,满足电力系统、高压设备的测试需求;多工板(12通道)能扩展通道数量,最多支持72个模拟通道同步采集,适配大型工业系统多点位监测;应变计板(6通道)则专门用于应变信号测量,支持全桥、半桥等桥路类型,为材料力学测试、结构应力分析提供专业支持。例如在新能源汽车电机测试中,通过“通用板+高压板”的组合,可同时采集电机输入电压(高压板)、工作电流、绕组温度(通用板),3个插槽满配时能实现18通道同步采集,完整覆盖电机测试的核心参数。
存储与显示硬件进一步强化了BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统的实用性。系统内置500GB高速固态硬盘(SSD),支持2TB容量扩展,结合1MSa/s的采样率,在6通道满负荷、1μs采样间隔场景下,可连续记录约14小时数据;若搭配多工板扩展至72通道,10μs采样间隔下连续记录时间仍可达20小时以上,完全覆盖设备长期老化测试、电力系统周期性监测等场景。显示方面,系统配备15.6英寸宽屏触摸屏,分辨率高且支持多点触控,可实时显示波形图、数字读数、菲涅尔图等多种视图,用户通过手势缩放、光标测量能快速获取波形峰值、周期、相位差等参数,现场测试时无需额外连接示波器,简化测试流程。此外,系统支持VGA输出与USB接口扩展,可外接显示器或存储设备,进一步提升操作灵活性。
BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统的核心功能围绕“高速采集、专业分析、便捷控制”展开,能深度满足复杂测试需求。在高速采集功能上,系统所有模拟通道支持1MSa/s同步采样,采样时钟由内部高精度晶振提供,通道间采样偏差小于1μs,可精准捕捉电力系统电压骤降、电机启动电流冲击等瞬态信号。例如在电力逆变器测试中,1MSa/s的采样率能清晰记录逆变器输出PWM波形的开关细节,捕捉到2μs内的电压波动,为波形优化、谐波抑制提供数据支撑。同时,系统支持“内存模式”与“文件模式”两种采集方式:内存模式用于临时存储瞬态数据(最大32MB),适合捕捉突发故障信号;文件模式则将数据实时写入固态硬盘,用于长时间连续监测,两种模式结合可应对不同测试场景的数据采集需求。
电力分析功能是BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统的一大亮点,专为电力设备测试设计。系统支持单相、三相(Δ、Δ(Aron)、星形)电力网络分析,可测量电压/电流的RMS值、有功功率、无功功率、功率因数等参数,还能计算至50次谐波的THD(总谐波失真)与DF(失真系数),生成菲涅尔图、谐波频谱图等专业视图。例如在电网谐波监测中,通过高压板接入1000VAC电网电压,系统可实时分析各次谐波含量,定位变频器、电焊机等非线性负载产生的谐波干扰,为电网滤波方案设计提供依据;在新能源光伏逆变器测试中,星形三相配置分析能精准计算逆变器的输出功率与转换效率,400Hz、1kHz频率支持则适配航空航天等特殊领域的电力测试需求。
远程控制与数据管理功能进一步拓展了BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统的应用边界。系统配备LAN接口、4个USB主机端口,支持TCP/IP协议与VNC(虚拟网络计算),用户通过电脑、平板即可实现远程参数配置、数据采集控制与实时波形查看。例如在高压实验室中,工程师可在隔离室外通过LAN接口远程操作系统,避免高压暴露风险;在多设备协同测试场景中,通过LAN组网可实现多台DAS1700同步工作,由一台电脑统一控制,完成大型测试系统的多节点数据采集。数据管理方面,系统配套Sefram Viewer与Sefram Pilot免费软件,支持数据导出为CSV、Excel等通用格式,便于后续深度分析,例如将电力测试数据导出至MATLAB,进行傅里叶变换、趋势预测等高级处理,挖掘数据背后的系统特性。
电力分析功能 | ||||
网路 | 单相,3 相,可达 4 个网路模拟 | |||
频率 | 50-60 Hz, 400 Hz, 1000 Hz | |||
显示 | 菲涅耳图、示波器、数据 | |||
测量 |
电压和电流、有功功率、无功功率和视 在功率的平均值、RMS、峰值、峰值因 数、THD 和 DF、功率因数(ø) |
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谐波 | 计算到第 50 位,有显示和记录 | |||
IRIG 选购 | ||||
精度 | 5 ms | |||
取样时间精度 | 10 E -12 (仅适用于 200 μs 取样率) | |||
IRIG 格式 | IRIG-A133, A132, A003, A002, B123, B122, B003, B002 and AFNOR NFS 87-500 | |||
IRIG 信号范围 | 600 mVpp to 8 Vpp | |||
输入阻抗 | 50Ω | |||
数据采集系统 | ||||
记忆模式 | Fastest 取样率 | 1 MSa/s up ~ 36 通道 | ||
记忆体 | 128 M 字节 | |||
档案模式(SSD 硬盘) | Fastest取样率 | 1 MSa/s up ~ 6 通道 | ||
内置 SSD 记忆体 | 500 GB (2 TB 选购) | |||
通用 | ||||
内部固态记忆体 | 500 GB (2 TB 选购) | |||
操作温度 | 0 ~ 40 °C | |||
储存温度 | -20 ~ 60 °C | |||
显示 | 15.6” TFT LCD 1366 x 768 点 | |||
电源 | 99 VAC to 264 VAC, 47 to 63 Hz (80 VA max) | |||
介面 | 4 USB 槽, VGA, LAN | |||
电池(选配) | 不可换, 锂电池 | |||
电池使用时间 | 2 小时 | |||
重量 (one card installed) | 17.64 lbs (8 kg) | |||
尺寸(宽*高*深) | 10.67” x 18.58” x 6.06” (271 x 472 x 154 mm) | |||
保质期 | 1 年 | |||
配件 |
电源线、25 针公连接器和后盖、手提箱、裸 线香蕉适配器、多路复用板连接器(12)、 应变仪板连接器(6)、触控笔、软擦、螺 丝刀、校准证书和测试报告 |
测试原理
BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统基于“信号采集-调理-模数转换-数据处理-存储与显示”的核心流程,实现多参数的高速、精准测量。在信号采集阶段,系统通过不同类型的测量板接收外部信号:电压信号直接通过模拟通道输入,高压信号经高压板内部分压、隔离电路处理后输入,应变信号则通过应变计板的桥路激励与信号放大电路转换为电压信号,温度信号由热电偶或铂电阻传感器将温度变化转换为电压信号后输入,确保不同物理参数均转换为系统可处理的标准电压信号。例如采集1000VAC高压信号时,高压板通过高精度分压电阻将电压降至ADC(模数转换器)可处理的范围,同时采用光电隔离技术实现输入信号与系统内部电路的电气隔离,隔离电压达1500VDC,防止高压信号损坏内部电路,保障测量安全。
信号调理环节是BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统保障测量精度的关键。系统各测量板内置多级信号调理电路,包括放大器、滤波器与校准电路:放大器将微弱信号(如应变片输出的mV级信号)放大至ADC适配范围,避免信号过弱导致的量化误差;滤波器支持10Hz、1kHz、10kHz等多档位模拟滤波,可根据信号频率特性选择合适档位,例如监测电网50Hz基波信号时,选择100Hz滤波器滤除高频噪声,测试PWM波形时则选择10kHz滤波器保留波形细节;校准电路通过内部标准电压源定期对通道进行零点与增益校准,抵消温漂、时漂对测量精度的影响,确保长期测试的数据稳定性。以应变信号测量为例,应变计板的调理电路能为应变片提供±1V、±2.5V的桥路激励电压,同时将应变信号放大1000倍,使1με的微小应变对应1mV的电压输出,满足高精度应变测量需求。
模数转换(ADC)环节是BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统实现高速数字化的核心,系统采用16位分辨率的高速ADC芯片,将经过调理的模拟电压信号转换为数字信号。16位分辨率意味着ADC可将满量程电压划分为65536个量化等级,在±5V量程下,最小量化间隔约为153μV,能精准捕捉微弱信号变化;1MSa/s的采样率则确保每秒可完成100万次采样,即使是2μs的瞬态信号也能被完整捕捉。所有通道共享同一采样时钟,由系统内部高精度晶振(频率稳定度±10ppm)提供,确保通道间采样时间偏差小于1μs,满足多参数时序关联分析需求,例如在电机测试中,电压、电流、温度信号的时间戳精准对齐,可准确计算电压与电流的相位差,评估电机功率因数。
数据处理与存储显示环节则实现了测试数据的价值转化。系统内置高性能微处理器,对数字化后的信号进行实时运算:对于电压、电流参数,通过预设的校准系数(出厂前经标准设备校准)转换为实际物理量值;对于电力参数,通过快速傅里叶变换(FFT)计算有功功率、谐波含量等;对于应变信号,结合桥路参数(如应变片灵敏系数)转换为应变值(με)。处理后的数据一方面存储至500GB固态硬盘,支持循环存储(存储器满时自动覆盖旧数据)与分段存储(按时间或事件划分文件),满足不同场景的数据保存需求;另一方面实时显示在15.6英寸触摸屏上,用户可通过波形图、数字表、趋势图等视图直观查看数据,同时利用光标测量、波形对比等工具深入分析信号特性,例如通过光标定位电机启动电流的峰值与上升时间,快速评估电机启动性能。
BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统通过灵活的硬件配置、强大的采集与分析功能,为工业研发、电力测试、结构分析等领域提供了专业解决方案。无论是高速瞬态信号捕捉、多通道同步采集,还是高压、应变等特殊参数测量,该系统都能凭借稳定的性能与便捷的操作,满足用户多样化需求。随着测试场景的复杂化与智能化需求的提升,BK PRECISION DAS1700高速数据采集系统将持续发挥技术优势,助力用户解锁数据价值,推动测试工作向更精准、更高效、更深度的方向发展,为产品研发创新与系统优化升级提供有力支撑