在这篇文章中，我们将了解历史数据采集，详细描述它，您将：

了解数据采集是如何开始的以及它是如何发展的

了解几十年来的关键DAQ技术

了解DAQ技术的现状及其目前的使用方式

你准备好开始了吗？我们走吧！

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介绍

什么是数据采集系统

数据记录器类型

第一批数据采集系统

条形图记录器的时代

过渡到磁带记录器

第一个基于PC的数据采集

纸张追逐-基于纸张的记录器如何应对数字DAQ系统

当今十大数据采集公司

Dewesoft的完整历史

介绍

大多数人都熟悉数据记录的概念。如果你看过美国国家航空航天局早期的电影，你可能会看到成堆的纸质海图记录仪，无休止地流淌出曲折的线条。这是图形视频显示之前的日子。纸是提供测量信号实时显示的最简单方法。

典型的纸质条形图记录仪典型的纸质带状图记录仪

你可能还见过EEG、EKG机器，也有纸质输出，可以显示和提交纸质医疗读数，还有地震仪，可以画线来表示地震数据。

在测试的早期，仪表的读数必须手写在纸上，然后离线分析结果。最终，这项技术允许将测量结果记录在磁带上，然后用钢笔记录在连续的图表上。直到20世纪80年代，磁带和纸质图表记录器一直是记录科学数据的主要方法。

我们认为磁带和图表纸记录器是当今数字数据采集设备的先驱。

另请阅读：

模数转换器（ADC）的历史

什么是数据采集系统？

我们将数据采集系统定义为一种设备（DAS或DAQ设备），它将模拟电信号从物理现象转换为数字域，然后在相关软件的控制下利用计算机进行数据可视化、存储和分析。

换句话说，DAQ将模拟波形转换为数字数据。当模拟信号被转换成数字数据时，它们可以很容易地被运行软件的计算机操纵。

描述数据采集系统的常用术语包括：

DAS或DAQ——术语“数据采集”的常用缩写。要了解有关数据采集的更多信息，请浏览文章“什么是数据采集-DAQ或DAS？”？

科学测量仪器-测量和记录物理现象的仪器，如应变、压力、振动、温度等。

模拟信号-来自现实世界的物理现象，如电压、电流、应变、压力、振动、温度等。

输入和输出-典型的现代数字数据采集系统有多个输入和输出。可以将输入计数为单个通道，在该通道中可以读取特定信号或数据。以类似的方式，输出用于向其他设备或系统馈送数据。

导出信号-从两个或多个其他特性（如力）导出的被测信号，其计算为质量乘以加速度的乘积。

信号调节器-电子前置放大器，提供传感器和数据采集的A/D转换器之间的接口。也称为信号调节电路。在“什么是信号调节”指南中了解有关信号调节的更多信息。

查看Dewesoft的现代化数字数据采集系统

Dewesoft数据采集系统

数据记录器类型

本文特别提到了为科学测量应用开发的数据记录器，用于工业、航空航天、汽车和动力测试领域。其中包括以下基本类型：

数据记录仪

条形图记录器

磁带记录器

光束示波器

数据采集系统

本文将重点介绍数据采集（DAQ）系统，尽管上面列出的其他类型的数据记录器值得一提，当然也是数据采集历史的一部分。

数据记录仪

数据记录器与DAQ系统的不同之处在于，它们的采样率较慢，旨在记录长时间内缓慢变化的数据——几天、几周、几个月甚至几年。此外，数据记录器通常要小得多，成本更低，并且高度便携。

了解有关数据记录器的更多信息：

什么是数据记录器？它做什么？

数据记录器与数据采集系统的区别

条形图记录器

条形图记录器，有时也称为示波记录器，最初是基于移动笔，在移动图表上跟踪输入信号。虽然比数据记录器更快，但它们仍然受到笔在网格宽度纸张上来回移动的能力的限制。此带宽笔在纸的网格宽度上来回移动的能力。该带宽通常被限制为40至70Hz或每秒次。

因此，不管信号调节放大器传感器的模拟带宽如何，条形图记录器的带宽都受到在给定宽度上来回移动笔的物理限制。图表记录器经常与基于计算机的DAQ系统并行使用，而DAQ系统原本缺乏实时显示。

磁带记录器

磁带录像机（用于仪器仪表）提供的带宽优于纸质条形图录像机，并且记录时间长。但是，它们没有实时数据显示，除非在某些情况下有数字显示。在具有实时显示的DAQ系统出现之前，磁带系统通常与条形图记录器并行使用。

光束示波器

光束示波器是一种纸图记录仪，带宽约为5kHz，全刻度（约为当日典型笔式记录仪的100倍）。最初的模型使用一个连接在检流计上的小镜子，将高强度光束对准感光纸。镜子的微小质量与图表驱动器的结合可以将纸张移动到每秒120英寸（3000毫米/秒），提供了高带宽和令人印象深刻的时间轴分辨率。后来的型号用一个与纸张直接接触的固定光纤阴极射线管代替了镜子。

感光纸非常昂贵，暴露在环境光下会很快褪色。高图表速度意味着测试持续时间极短。这些仪器旨在捕捉短时间事件，如美国宇航局在1960年代的火箭发射，以及广泛的弹道事件。

霍尼韦尔Visicorder光学图表记录器霍尼韦尔·Visicorer型号1912，位于范登堡空军基地。

图片来自Wikimedia commons。约翰逊，SRA。Frederick V.相关名称：Gill，Barry Lee，发射机/公共域

霍尼韦尔最初于1954年从Heiland公司购买了一系列测量仪器。这些产品最终成为Visicorder系列。基于Visicorder和其他测试和测量仪器的成功，霍尼韦尔创建了他们的测试仪器部门。

这个时代最著名的型号是霍尼韦尔Visicorder型号1858，一种18通道的型号，有8英寸宽（200毫米）的纸张。感光纸有100和200英尺卷（30和61米）。

摘自霍尼韦尔历史。

第一批数据采集系统

美国计算机公司IBM在20世纪60年代早期开发了专门用于记录科学数据的计算机。这始于IBM 7700数据采集系统，以及它的后继者IBM 1800数据采集和控制系统。

IBM 7700数据采集系统

IBM 1800数据采集和控制系统

这早在个人计算机（PC）出现之前，所以这些系统都是大规模且非常昂贵的计算机，需要大量的编程和设置才能完成工作。但它们确实代表了数据记录的巨大进步，并直接导致了今天基于PC的数据采集系统。

由于其规模、规模和成本，这些IBM数据采集系统主要由政府和大型政府承包商使用，包括NASA、各军事部门及其承包商。

纸带图表记录器的时代

对于大多数数据记录和监控应用，图表记录器和磁带记录器是主要的产品。20世纪60年代，最著名的纸质海图记录仪制造商是Brush，后来成为Brush/Clevite，最后是Gould，股份有限公司。

也被称为示波记录仪，这些纸图表记录仪最典型的是其加压墨水系统，其中移动的手写笔将墨水注入粘土纸表面的一层薄薄的蜡下。在基于墨水的系统中，实际上在所有条形图技术中，Gould Electronics（后来更名为Gould Instrument systems）是明显的领导者。

早期的GOULD BRUSH 220条形图记录器

古尔德（原名Brush-Clevite）在20世纪60年代至80年代被认为是纸质录音机的“凯迪拉克品牌”。他们在研发上投入巨资，并获得了多项重要创新的专利，其中包括Metrisite®非接触伺服环路系统，该系统提高了精度和线性度。古尔德后来在其产品线中加入了热敏纸，以与生产成本较低的系统的公司竞争。

1959年的Brush Instruments（后来的古尔德仪器）广告

在20世纪90年代，“新贵”品牌渡边（后来改名为“Graphtec Corporation”）让古尔德黯然失色，这是一家日本制造商进入市场的热阵列笔型号比Gould的产品便宜得多，而且制造得非常好和可靠。尽管用热敏笔制作的录音缺少古尔德的加压墨水系统的无与伦比的吸引力，但它们的维护却少得多，从而节省了时间和金钱。

早期示波器纸记录仪的另一个重要制造商是Sanborn，后来被惠普收购。该公司最著名的是其热系统，该系统使用加热的手写笔和热敏纸在移动的纸张上划线。

20世纪80年代的另一个新贵是Astro Med，一家总部位于罗德岛的OEM记录器制造商，主要用于医疗应用。他们为一般市场推出了自己的终端用户模型，并与古尔德和格拉威德在示波器市场竞争，取得了一些成功。

Astromed MT95000记录仪是一款8通道记录仪，具有300 dpi的激光质量写入、20kHz的频率响应、自动自校准（可追溯至NBS）、200kHz的数据捕获AstromedMT95000记录器是一款具有300 dpi20kHz频率响应、自校准（可以追溯至NBS）、200kHz的数据采集的8通道记录器

增加带宽

尽管对移动笔系统进行了所有改进，但由于笔（又名“触笔”）本身的质量，它们仍然面临固有的带宽限制。许多数据采集应用需要更高带宽的解决方案。

这导致了光束示波器（LBO）的发展，如霍尼韦尔公司的1858 Visicorder。这些系统使用电流计快速移动镜子，将光束对准光敏纸。镜子和高速纸马达的质量非常低，可以实现非常高的带宽。缺点是光敏纸的成本非常高，并且在暴露于环境光时容易褪色。

霍尼韦尔1858 Visicorder光束示波器

过渡到磁带记录器

磁带录音机的优点是比包括LBO在内的纸质录音机的带宽高得多，但它们的缺点是没有图形显示。磁带录音机也可以长时间运行。

从20世纪60年代到80年代，FM（调频）磁带录音机一直是记录大量数据的最佳方式。尽管越来越多地被基于PC的数据采集系统所取代，但它们仍在使用。

安装在NASA遥测处理站的磁带记录器

在美国国家航空航天局（NASA）在20世纪60年代所代表的任务关键型应用中，磁带录音机和纸质图表录音机与IBM 7700和1800等大型计算机系统一起并行使用，以提供每个系统的最佳质量。

安装在美国宇航局遥测处理站的磁带记录器安装在美国航天局遥测处理站内的磁带记录器

这些前体技术在整个1970年代和1980年代继续发展。最大的技术进步是用为传真机发明的热阵列打印头取代了移动式手写笔。

这大大增加了带宽，无需来回移动笔。它需要添加一个微控制器并将数据数字化，以便将其发送到打印头，这导致了许多附带的增强，例如将文本和其他元素打印到纸上的能力。

第一家在纸记录器中成功使用打印头的公司是Gould。之后是渡边（后来被称为Graphtec和Western Graphtecs）和Astro Med，Inc.（今天被称为Astro Nova，Inc.）等。

第一个基于PC的数据采集

到20世纪80年代中期，美国国家仪器公司（National Instruments Corporation）开始销售基本组件，如GPIB数据采集卡和模数转换器板（DAQ板），这些组件可以安装在低成本的个人计算机上。

除了将PC用作数据采集平台这一关键突破之外，该系统最重要的组成部分是1986年为Macintosh个人计算机平台发布的名为LabVIEW的软件程序。

运行National Instrument的LabView编程环境的Macintosh计算机

使用LabVIEW，工程师可以使用图形编程环境来开发自己的数据采集系统（DAQ系统），该系统具有各种内置功能，用于数据处理、分析和计算机监视器上的实时显示。

来自国家仪器的LabView编程环境LabView编程