数据采集与处理技术实验一

《数据采集与处理》仿真实验教学一、引言数据采集与处理是电子信息科学的一个重要分支，是以传感器、信号的测量与处理、计算机等先进技术为基础而形成的一门综合应用技术。

作为获取信息的工具，数据采集在科学研究和国民经济的各个领域，如通信、雷达、核电、冶金、航空航天等方面有着非常重要的地位。

掌握数据采集与处理相关理论与技术对学生综合运用多学科知识和从事相关领域工作的能力培养具有重要意义。

《数据采集与处理》是西安电子科技大学生命科学技术学院(以下简称“学院”)针对生物医学工程专业大四学生开设的一门选修课程，该课程主要讲解数据采集系统构成，数据采集系统器件工作原理，简单的数据采集系统设计以及数据处理与分析。

为提高教学质量，本文开展数据采集与处理仿真实验，以期通过具体的实例，让学生对数据采集技术有一个完整系统的认识;同时，使学生综合运用所学理论知识，解决实际问题，能够根据实际需求，设计合适的数据采集系统，并对采集到的数据进行分析和处理。

二、《数据采集与处理》仿真实验教学1.实验内容结合数据采集与处理课程的课堂内容，针对学生的专业背景，考虑该领域当前研究进展，以及实验开展的可行性，我们选取4个实验，分别为数据采集系统设计、Nyquist 采样与压缩采样、微弱信号采集与特征提取和中等强度信号采集与参数估计。

这4个实验既涉及理论，又包括工程实践，既涉及硬件，又包括软件，既涉及基础，又涵盖当前研究热点。

通过这4个实验，学生对该课程有一个系统的了解，并且能够运用所学理论知识，去分析和解决实际问题。

《数据采集与处理》课程共48学时，其中，课堂讲解学习32学时，仿真实验16学时，开设4个实验，每次4学时。

具体实验如下。

实验1：数据采集系统设计。

《数据采集与处理》课程围绕数据采集系统展开，并介绍常规的数据处理方法。

为了使学生对数据采集系统有一个清晰的认识，本实验设计语音信号采集系统。

系统通过压电传感器录入语音数据，经过滤波电路、采样保持电路、A/D转换器后将模拟信号转换为数字信号。

大连海事大学实验报告专业班级：环境工程2011-1学号：2220113199 姓名：陈凡课程名称：数据采集与处理技术实验时间：6月18号指导教师：刘明（电航101）实验名称：实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

二、实验原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：R／R＝Kε式中：ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。

金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化。

电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。

对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。

1三、需用器件与单元：主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、42位数显万用表（自备）。

图1应变传感器实验模板说明：实验模板中的R1、R2、R 、R4为应变片，没有文字标记的5个电阻符号下面是空的，其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设，图中的粗黑曲线表示连接线。

四、实验步骤：1、根据图1〔应变式传感器（电子秤传感器）已装于应变传感器模板上。

传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的R1、R2、R3、R和加热器上。

传感器左下角应变片为R1；右下角为R2；右上角为R3；左上角为R4。

当传感器托盘支点受压时，R1、R3阻值增加，R2、R4阻值减小，可用四位半数显万用进行测量判别。

常态时应变片阻值为350Ω，加热丝电阻值为50Ω左右。

〕安装接线。

2、放大器输出调零：将图1实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接(V i＝0)；调节放大器的增益电位器R W3大约到中间位置(先逆时针旋转到底，再顺时针旋转2圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器R W4，使电压表显示为零。

实验一：X射线衍射仪原理及数据采集与处理一．实验类别：综合性二．实验目的：1．了解X射线衍射仪的基本构造、原理与实验技术方法；2．了解实验条件的选择，熟悉衍射仪法制样方法；3．掌握衍射仪法所得粉末衍射花样的基本特征。

三．实验要求：观察X射线衍射仪的结构、工作原理、操作规程，实验条件的选择与衍射数据的处理。

四.实验设备：日本理学D/max-ⅢC型X射线衍射仪X射线衍射仪的基本构造主要分为：X射线发生装置、X射线测角仪、辐射探测器、电脑。

主要部件构成及工作原理简述如下：1．X射线管X射线管是由玻璃外罩将发射X射线的阴极与阳极密封在高真空(10-5-10-7mmHg)之中的管状装置。

阴极是由绕成螺线形的钨丝组成，用高压电缆接负高压，并加到灯丝电流，灯丝电流发射热电子。

管壳做成U形，目的是加长阴极与阳极间放电的距离。

阳极又称靶，是使电子突然减速和发射X射线的地方，靶材为特定的金属材料（例如铜靶，铁靶等）。

靶安装在靶基上（多为铜质），靶基底部通冷却水管，在工作过程中不断喷水冷却，并与衍射仪的管座相接并一起接地。

操作时由高压电缆接预高压，并加以灯丝电流，管壳应经常保持干燥清洁。

X射线管示意图2．测角仪测角仪安装在衍射仪前部，用于安置试样，各类附件及各种计数器，其构造如图1-3所示。

测角仪的工作原理是入射线从X射线管焦点S出发,经过入射光阑系统DS投射到试样P表面产生衍射，衍射线经过接收光阑系统RS进入计数器C。

试样台H、计数器C可以分别独立地沿测角仪轴心转动，工作时试样与计数管以1:2的角速度同时扫描（θ-2θ连动），试样与计数管的转角度数可在测角仪圆盘上读出。

测角仪构造示意图五．实验过程：1．试样的制备衍射仪法一般采用块状平面试样，它可以是整块的晶体，也可用多种晶体的粉末压制。

金属样品可从大块中切割合适的尺寸，经砂轮、砂纸磨平即可。

粉末样品应有一定的粒度要求，颗粒大小约在1~10μm数量级，粉末要过200~325目筛子。

C语言测控系统程序设计数据采集与处理实验报告学生姓名：xx 学号：xxxxx实验的目的:1.掌握定时器/计数器8254的工作原理与编程。

2.熟悉中断控制器8259A的工作原理与使用方法。

3.掌握硬件中断程序设计的原理与编程方法。

4.掌握数/模、模/数转换器的使用与数据采集的方法。

5.掌握建立磁盘数据文件的方法。

6.掌握绘制曲线的方法。

7.学习频谱分析的方法。

实验用设备：1.具有ISA总线插槽和USB接口的PC系列微型计算机，操作系统使用DOS或Windows98。

2.超低频信号发生器。

3.超低频示波器。

4.HY1232模入/模出接口板。

实验设备连接如图所示。

超低频信号发生器产生正弦信号，信号的频率在1.0Hz左右，振幅为6～7V。

实验要求：（1）每12ms中断一次，每中断一次从A/D的0通道采集一个数据，放入整型数组，并从D/A通道输出相同的（如果不可能相同，则输出最接近的）电压。

256次之后恢复系统原有功能，显示数组中的内容，并显示对应的电压值。

示波器上显示的波形应是一个削波的正弦信号。

（2）将存放到整型数组中的数据，用二进制文件的形式建立磁盘数据文件。

然后读出磁盘数据文件中的数据，在CRT上显示。

注意对比是否与采集时的数据相同。

（3）将采集的数据绘制成曲线。

（4）实时在线整流，D/A输出的电压U DA>0V 。

（选作）（5）实时在线整流，D/A输出的电压U DA<0V 。

（选作）（6）将采集的数据进行FFT变换，画出幅频特性。

（选作）设计和计算：程序框图：程序清单和注释：#include <dos.h>#include <stdio.h>#include <math.h>#include <graphics.h>#define SIZE 400int i=0;int data1[SIZE],data2[SIZE];float v[SIZE];void interrupt ad(void);int change(int x);void wdisk(int *pw,int n);void main(void){int j;FILE *fp;int driver=DETECT,mode,x00,x11,y00,y11,m; int data2[256],x1,x2,xstep,ystep,k;char stt[10];double value;disable();outportb(0x43,0x36);outportb(0x40,0x9d);outportb(0x40,0x2e);/*10ms*/setvect(0x08,ad);enable();while(i<256){;}for (j=0;j<256;j++){printf ("%5d",data2[j]);printf ("%.5f\n",v[j]);}fp=fopen("f1.dat","wb");if((fp=fopen("f1.dat","r"))==NULL){printf("Can not open this file.\n");exit();}wdisk(data2,256);fclose(fp);initgraph(&driver,&mode," ");x00=100,y00=210,x11=x00+512,y11=y00+128;rectangle(x00,y00,x11,y11);m=(y00+y11)/2;line(x00,m,x11,m);xstep=(x11-x00)/16;ystep=(y11-y00)/8;for(k=0;k<=16;k++){line(x00+xstep*k,y11,x00+xstep*k,y11+5); value=xstep*k/2;gcvt(value,3,stt);outtextxy(x00+xstep*k-8,y11+8,stt);}for(k=0;k<=8;k++){line(x00-5,y00+ystep*k,x00,y00+ystep*k); value=5-1.25*k;gcvt(value,3,stt);outtextxy(x00-45,y00+ystep*k,stt);}for(k=0;k<=16;k++){line(x00+xstep*k,y11,x00+xstep*k,y11+5);value=xstep*k/2;gcvt(value,3,stt);outtextxy(x00+xstep*k-8,y11+8,stt);}for(k=0;k<=8;k++)line(x00-5,y00+ystep*k,x00,y00+ystep*k);x1=x00;setcolor(5);for(k=0;k<254;k++){x2=x1+2;line(x1,m-12.8*v[k],x2,m-12.8*v[k+1]); x1=x2;}getch();closegraph();printf("That's all\n\t...");getch();}void interrupt ad(void){outportb(0x280,0x00);do;while(!(inportb(0x285)&0x80));data1[i]=inportb(0x281)|((inportb(0x282)&0x0f)<<8); data2[i]=!data1[i]+1;v[i]=0.00244*(data1[i]-2047);outportb(0x283,(data1[i]&0x00ff));outportb(0x284,((data1[i]>>8)&0x0f));i++;outportb(0x20,0x20);}void wdisk(int *pw,int n){FILE *fp;if((fp=fopen("f1.dat","wb"))==NULL){ printf("Can not open the file !\n");exit();}fwrite(pw,sizeof(int),n,fp);fclose(fp);printf("\n Data write to f1.dat.");}调试中出现的错误及分析：。

第42届国际物理奥林匹克竞赛实验试题简介第42届国际物理奥林匹克竞赛实验试题简介：
I．介绍
1、介绍：第42届国际物理奥林匹克竞赛（IPHO）比赛于2020年6月22日到26日在瑞典瑞典历史文化之旅的斯德哥尔摩举行，共有60多个国家的中学生参加。

2、竞赛形式：本次比赛分为团体组和个人组，团体组比赛包括一个理论环节和一个实验环节，个人组则仅为实验环节。

II．实验内容
1、理论环节：本次比赛的理论环节共有10道试题，覆盖物理学的多个分支，主要包括力学、热学、光学、电磁学、相对论和量子物理。

2、实验环节：本届比赛的实验环节包括两个实验部分，主要考察学生在物理实验中的操作能力和数据分析的能力。

（1）第一部分
实验一：电子干涉测量技术：学生需要使用电子干涉测量技术对微小长度进行测量，记录数据和分析结果。

实验二：数据采集与处理技术：学生需要熟悉基本的数据采集和处理技术，掌握仪器和仪器操作，并能从测量结果中提出一定结论。

（2）第二部分
实验一：冲击振动测试：学生需要使用冲击振动测试仪，对包括水泥、石头等材料进行测试，研究不同材料受到动力载荷作用时的振动性能。

实验二：测试结果分析：学生将获得的原始测试数据转换为具有强可
靠性的测试结果，分析不同材料的振动性能指标，并得出相应的结论。

数据采集与处理实验报告本次实验主要涉及数据采集和处理领域，旨在通过实验练习，学习并掌握数据采集和处理的基本原理、方法和技巧。

一、实验过程1. 数据采集本次实验使用的是Python编程语言进行数据采集。

首先，我们需要了解一下Python中的一些库和工具。

在本次实验中，我们使用的是requests、BeautifulSoup以及pandas 库。

requests库用于发送网络请求，BeautifulSoup库用于解析网页内容，pandas库用于数据分析和处理。

我们选取的数据源是某网站的文章内容，通过requests库发起网络请求，获取到HTML文件，然后使用BeautifulSoup库解析HTML文件，获取我们需要的信息，最终将数据保存为CSV文件。

2. 数据处理数据处理采用了pandas库。

首先，我们读取CSV文件，并将其转换为DataFrame对象。

然后，根据我们的需求对数据进行处理和统计。

本次实验主要运用了一些常用的数据处理方法，如数据清洗、数据筛选、数据排序等方法。

二、实验结果最终，我们成功地采集了指定网站的文章内容，将其保存为CSV文件，并且使用pandas库对数据进行了处理和分析。

下面是我们得到的一些结果：1. 文章数量统计我们对采集到的数据进行统计，获得了文章的数量和发布时间分布。

通过分析，我们发现文章数量最多的月份是3月，共有89篇文章。

2. 词频统计为了更好地分析文章内容，我们对文章进行词频统计。

我们选取了频率较高的10个词汇，分别为：好看、漂亮、特别、好吃、好评、推荐、喜欢、值得、性价比、优惠。

其中，好看是出现最频繁的词汇，共出现了111次。

3. 价格筛选我们对文章中的价格信息进行筛选，并计算其平均值、最大值和最小值。

结果表明，文章中价格的平均值为105元，最大值为199元，最小值为12元。

通过本次实验，我们对数据采集和处理有了更深入的了解。

在数据采集方面，我们学会了如何使用Python编程语言和相关库进行数据爬取和解析。

基于FPGA的数据采集与处理技术的研究一、本文概述随着信息技术的快速发展，数据采集与处理技术已经成为现代社会中不可或缺的一环。

在众多的实现方式中，基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的数据采集与处理技术凭借其高性能、高并行度、低功耗等优点，受到了广泛关注。

本文旨在对基于FPGA的数据采集与处理技术进行深入研究，探讨其基本原理、实现方法以及应用前景。

本文首先介绍了FPGA的基本概念和特点，阐述了基于FPGA的数据采集与处理的基本原理和优势。

接着，文章详细分析了FPGA在数据采集与处理中的关键技术，包括ADC（模数转换器）接口设计、数据处理算法优化、高速数据传输等。

在此基础上，文章还探讨了FPGA在不同应用场景下的数据采集与处理实现方法，如工业控制、信号处理、医疗诊断等。

本文还关注FPGA技术的发展趋势和未来挑战，如新型FPGA架构、可编程逻辑与硬件加速的融合、以及面向等复杂应用的优化等。

文章总结了基于FPGA的数据采集与处理技术的当前研究现状，并对未来的发展方向和应用前景进行了展望。

通过本文的研究，期望能够为读者提供一个全面、深入的了解基于FPGA的数据采集与处理技术的窗口，为推动该领域的发展提供有益参考。

二、FPGA技术基础现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）是一种灵活的半导体设备，它允许用户在生产后进行配置以执行特定的逻辑功能。

与传统的ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）不同，FPGA不需要复杂的定制设计流程，而是通过编程方式实现硬件设计。

这使得FPGA成为快速原型设计、系统验证以及灵活的数字系统设计的理想选择。

FPGA的基本结构由三种主要元素构成：可编程逻辑块（Programmable Logic Blocks, PLBs）、可编程输入/输出块（ProgrammableInput/Output Blocks, PIOBs）以及可编程内部连线（Programmable Interconnects, PIs）。

一、实验背景随着大数据时代的到来，商业智能（Business Intelligence，BI）技术逐渐成为企业提高竞争力的重要手段。

本实验旨在通过实际操作，让学生熟悉商业智能的基本原理、技术和应用，提高学生运用商业智能技术解决实际问题的能力。

二、实验目的1. 熟悉商业智能的基本概念、原理和流程；2. 掌握商业智能软件的使用方法；3. 学会运用商业智能技术进行数据分析、挖掘和可视化；4. 提高学生运用商业智能技术解决实际问题的能力。

三、实验内容1. 数据采集与处理（1）使用Excel、Python等工具进行数据采集和清洗；（2）使用数据库管理系统（如MySQL、Oracle等）进行数据存储和管理。

2. 数据分析（1）运用统计学方法对数据进行描述性分析；（2）运用数据挖掘算法对数据进行关联规则挖掘、聚类分析、分类分析等。

3. 数据可视化（1）使用Tableau、Power BI等商业智能软件进行数据可视化；（2）制作各类图表，如柱状图、折线图、饼图等，展示数据特征。

4. 商业智能应用（1）以实际案例为背景，运用商业智能技术进行问题分析和解决方案设计；（2）撰写商业智能分析报告，展示分析过程和结果。

四、实验步骤1. 数据采集与处理（1）确定实验所需数据，如销售数据、客户数据等；（2）使用Excel、Python等工具进行数据采集和清洗；（3）将清洗后的数据导入数据库管理系统。

2. 数据分析（1）运用统计学方法对数据进行描述性分析，如计算均值、标准差等；（2）运用数据挖掘算法对数据进行关联规则挖掘、聚类分析、分类分析等。

3. 数据可视化（1）使用Tableau、Power BI等商业智能软件进行数据可视化；（2）制作各类图表，如柱状图、折线图、饼图等，展示数据特征。

4. 商业智能应用（1）以实际案例为背景，运用商业智能技术进行问题分析和解决方案设计；（2）撰写商业智能分析报告，展示分析过程和结果。

五、实验结果与分析1. 数据采集与处理实验过程中，成功采集和清洗了实验所需数据，并导入数据库管理系统。