【NI-DAQmx入门】如何计算DAQ设备的绝对精度和系统精度

        首先先确认几个概念的计算方式及代表的实际意义。

        代码宽度计算方式：代码宽度=量程范围/2^bits ，这个概念只是ADC理论上能测量的最小信号变换宽度，但是实际上模拟输入测量值并不能对应代码宽度。因为DAQ设备还有很有其他因素影响最终的采集精度。

        输入噪声、板卡的底噪、器件的温度特性都会影响绝对精度。这会在信号上引入增益误差、失调误差、系统噪声和温度漂移。因此，设备的最终绝对精度将取决于该卡的使用环境。

       有些设备的绝对精度在Datasheet里已经提到了，如果没有则需要按公式进行计算。对于具有增益的单个设备（放大器或衰减器），对于指定的标称范围，NI提供以毫伏为单位的绝对精度规范。

绝对精度   

        基于不同的误差表现，可使用3种不同的公式来计算精度。全部公式如下：

 

公式1：

绝对精度 =± [(电压读数 x 增益误差) + (电压范围 x 偏置误差) + 噪声不确定度]

其中：

• 增益误差 = 残余增益误差 + (增益温度系数 x 上次内部校准至今的温度变化值) + (参考温度系数 x 上次外部校准至今的温度变化值)
• 偏置误差 = 残余偏置误差 + (偏置温度系数 x 上次内部校准至今的温度变化值) + INL误差
• 噪声不确定度* = (随机噪声 x 3) ÷ (√100)
  
  *包含因子为3 σ，取100个采样点的平均值

公式2：

绝对精度 =± [(输入电压 x 读数百分比) + (电压范围 x 偏置) + 系统噪声 +温度漂移量]

其中：

• 输入电压是设备配置的电压范围。例如，对于+- 10V电压，输入电压为1。
• 读数百分比是 基于输入增益的原始百分比精度。已考虑增益误差。
• 偏置是最大偏置误差。多数情况下，该偏置为ppm，而不是百分比(%)。如要更改其为百分比，请使用下列转换：1% = 10,000 ppm
• 系统噪声是设备自身引入测量的误差。这通常取决于滤波器设置或是否采用单个采样而不是多个采样进行平均
• 温度漂移** =± [(输入电压 x 读数百分比/ °C) + (偏置百分比/ ℃)]*

公式3：

C系列模块为用户提供简明的规范，以确定它在整个工作温度范围内的精度（校准最大值-40 ℃～70 ℃）。该精度输入已考虑温度变化、最差情况下的元件容差及热滞后等。

绝对精度 = ± [(输入读数 x 增益误差) + (范围x 偏置误差) + 输入噪声]

其中：

• 输入读数是用户要测量的值。
• 增益误差是基于输入增益的原始百分比精度
• 范围是设备配置的读取范围。例如，对于0至10V电压范围，即范围为10。
• 偏置误差是最大偏置误差。在数据表中，它可能使用ppm为单位，而不是百分比。可根据1%= 10,000ppm进行转换。
• 输入噪声是设备自身引入的测量误差。

系统精度

        系统精度等于每个组件的绝对精度的平方和的平方根。

        系统精度与输入比例(RTI)的计算如下：