可擴展傳感器測量系統應用技術(shù)

NI正在開(kāi)發(fā)目標工業(yè)和需要能夠擴展到數千個(gè)通道的可擴展傳感器測量系統應用的全新技術(shù)。

　　傳統的傳感器測量系統通常是預定制且不靈活的，隨著(zhù)應用需求不斷變化，擴展通道數和升級新型計算技術(shù)的能力有限。全新的NI SC Express產(chǎn)品家族引進(jìn)了傳感器測量技術(shù)，為基于行業(yè)標準PXI平臺的可擴展傳感器測量系統提供了可調整的簡(jiǎn)化體系結構。除了降低復雜度之外，這些全新的產(chǎn)品具備三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：更好的測量精度、更靈活的同步和更高的數據吞吐量。

　　1) 使用集成信號調理提供更好的測量精度

　　許多傳感器在對輸出進(jìn)行精確數字化前需要信號調理。信號調理的一些例子包括放大器、激勵、隔離和濾波。通常，您可能通過(guò)其他連接到數據采集系統的前端系統實(shí)現信號調理，將調理后的模擬信號轉換為數字信號。全新的技術(shù)和微型化幫助公司將信號調理和模擬數字轉換器集成到同一設備中，通過(guò)去除可能引起出錯的電纜和接頭，提供了更高的測量精度。集成信號調理還減少了測量系統中的組件數量，簡(jiǎn)化了安裝、維護和標定，并且還降低了尺寸和高通道數測量系統的成本。

　　全新的SC Express模塊使用集成信號調理體系結構為PXI平臺提供高精度傳感器測量。PXI平臺具有來(lái)自70多家廠(chǎng)商的超過(guò)1500個(gè)可用模塊，幫助您開(kāi)發(fā)高度靈活的單一測量系統，滿(mǎn)足大部分測量應用的不同需要，同時(shí)避免了使用專(zhuān)用外形尺寸或專(zhuān)用數據總線(xiàn)的風(fēng)險。歡迎轉載，本文來(lái)自電子發(fā)燒友網(wǎng)(http://www.elecfans.com)

　　舉例而言，高級溫度室的可擴展高精度測量是可以從全新SC Express技術(shù)中獲益的應用。溫度室的儀器必須以很高的精度測量數百個(gè)熱電偶，因此您可以精確測量并控制溫度室的溫度分步。使用NI PXIe-4353 SC Express模塊，您可以使用單個(gè)PXI機箱測量高達544個(gè)熱電偶通道。

　　表1：全新NI SC Express產(chǎn)品家族模塊比較

　　2) 靈活、高性能的同步

　　為了有效使用和分析數據，您必須知道數據的時(shí)間相關(guān)性。在采集來(lái)自不同傳感器類(lèi)型的多個(gè)設備或傳感器在空間上分步在較大區域時(shí)，相關(guān)同步數據的復雜度大大提高。同步需求是在選擇測量系統時(shí)最重要的方面。

　　在過(guò)去的十多年中，PXI平臺為測量系統提供了世界頂尖的同步性能。PXI Express是PXI平臺的最新發(fā)展，設計用于為測量I/O設備提供高度同步，同時(shí)維護向下兼容性。使用PXI Express背板中的100 MHz差分時(shí)鐘，多個(gè)儀器可以將采樣時(shí)鐘基于相同的參考源。背板觸發(fā)線(xiàn)路允許將機箱中所有設備按照相同的100 MHz時(shí)鐘邊沿進(jìn)行協(xié)同觸發(fā)。和之前的PXI機箱一樣，定時(shí)和同步模塊可以替換背板時(shí)鐘，在同一PXI Express機箱中提供更高精度的時(shí)鐘，您還可以用于同步多個(gè)PXI Express機箱中的測量設備。如果應用需要對分布在長(cháng)距離的多個(gè)機箱進(jìn)行同步，可以使用GPS或IRIG-B模塊使用共用時(shí)鐘信號進(jìn)行多機箱同步。

　　SC Express模塊使用PXI Express總線(xiàn)提供一個(gè)機箱或多個(gè)機箱設備之間的緊密同步。舉例而言，NI PXIe-4330橋式傳感器輸入模塊在單一機箱中單個(gè)模塊或不同模塊之間具有小于100 ns的通道間偏差。此外，NI用全新的方法增強了NI-DAQmx驅動(dòng)程序軟件，在單個(gè)機箱中配置多個(gè)SC Express模塊進(jìn)行同步。如下圖所示，您可以在NI LabVIEW圖形化編程環(huán)境或基于文本的通用語(yǔ)言(例如.NET)使用單個(gè)NI-DAQmx多設備任務(wù)配置并讀取來(lái)自系統中多個(gè)設備的數據，從而大大簡(jiǎn)化了所需的代碼。如果您使用這個(gè)編程方法，在無(wú)需犧牲性能的情況下，驅動(dòng)程序自動(dòng)配置所有定時(shí)和觸發(fā)線(xiàn)路。

　　結構化測試應用通常需要從應變儀和加速度計進(jìn)行同步測量，從而精確比較測量到的壓力和有限元分析模型中得到的數值。您可以簡(jiǎn)單地使用單個(gè)NI-DAQmx多設備任務(wù)讀取用全新的NI PXIe-4330橋式傳感器輸入模塊和NI PXIe-4496加速度計輸入模塊得到的同步應力測量和振動(dòng)測量，對壓力進(jìn)行精確測量。和傳統儀器不同，對于隨著(zhù)時(shí)間發(fā)展越來(lái)越復雜的設計(例如用更強更輕材料造成的機翼)等結構化測試，SC Express模塊具有適應不斷變化需求的靈活性。

　　3) 高數據吞吐量