在数据采集系统中，采集卡主要作用就是将模拟信号转换为数字信号。分辨率与精度是评估采集卡性能的两个核心参数，它们直接影响测量结果的可靠性和准确性。

一、基本概念

分辨率：采集卡的分辨率通常指其模数转换器，也就是ADC的位数，例如12位、16位或24位。分辨率决定了采集卡能够区分的最小电压变化，即最低有效位对应的电压值。分辨率越高，采集卡能检测到的信号细节就越丰富。

精度：精度则是指采集卡测量值与真实值之间的接近程度。它反映了测量的不确定度，通常受多种因素影响，包括分辨率、量化误差、噪声、非线性、增益误差和偏移误差等。精度通常表示为满量程的百分比，值越小表示精度越高。

二、分辨率与精度的关系

分辨率构成了精度的基础，但并非唯一决定因素。较高的分辨率通常意味着更小的量化误差，从而有助于提升精度。然而，实际精度还受到多种误差源的影响，例如电路噪声和温度漂移等。因此，高分辨率并不必然实现高精度，但它决定了系统精度的理论上限。

量化误差是ADC固有的误差，由于数字化的离散性，它通常为±1/2 LSB。在理想情况下，精度可以由分辨率直接推导出来。

三、如何计算采集卡的百分比精度值

当我们拿到一款采集卡，若只知道采集卡的分辨率、量程范围和采样率时，我们可以基于量化误差来计算百分比精度值。

当然这种方法是基于假设的理想条件，忽略了其他的误差源，如噪声和非线性。因此，此方法得出的值仅供参考，在实际应用中，精度值一般要低于此计算值，要以实际测量结果为准。

四步计算法

步骤1：理解参数含义

分辨率（N）：采集卡的位数，如16位；

量程范围（FSR）：能够测量的电压跨度，如±10V，总范围就是20V；

采样率：每秒采集样本数，影响动态信号捕获能力。

步骤2：计算最小分辨单位（LSB）
1LSB = 量程范围 / 2^分辨率位数

例如：16位采集卡，量程±10V
1LSB = 20V / 65536 ≈ 0.000305V

步骤3：确定量化误差
量化误差 = ±0.5 × LSB
继续上例：量化误差 ≈ ±0.0001525V

步骤4：计算百分比精度
百分比精度 = (量化误差 / 量程范围) × 100%

简化公式：百分比精度 = (0.5 / 2^分辨率位数) × 100%

这个值代表在理想情况下采集卡的最大误差百分比。例如，对于16位ADC，百分比精度值 = 0.5 / 2^16 × 100% ≈ 0.00076%。

四、注意事项

采样率的作用：采样率不影响静态百分比精度计算，但在高频信号采集中，采样率过低会导致混叠误差，从而影响实际精度。因此，在选择采集卡时，需确保采样率满足奈奎斯特定理（采样率至少为信号最高频率的两倍）。

上述计算仅考虑量化误差，实际精度还受其他因素影响，如：

噪声：会增加测量不确定度。

非线性：导致测量值与理想直线偏离。

温度漂移：影响长期稳定性。
实际百分比精度值通常比计算值更差，需要综合考虑多种因素，以实际测量结果为准。

应用建议：在要求高精度的应用中，应选择高分辨率采集卡，并考虑校准和信号调理以减少误差。