可擴展傳感器測量系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

NI正在開發(fā)目標工業(yè)和需要能夠擴展到數(shù)千個通道的可擴展傳感器測量系統(tǒng)應(yīng)用的全新技術(shù)。

　　傳統(tǒng)的傳感器測量系統(tǒng)通常是預(yù)定制且不靈活的，隨著應(yīng)用需求不斷變化，擴展通道數(shù)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(tǒng)提供了可調(diào)整的簡化體系結(jié)構(gòu)。除了降低復(fù)雜度之外，這些全新的產(chǎn)品具備三個主要優(yōu)點：更好的測量精度、更靈活的同步和更高的數(shù)據(jù)吞吐量。

　　1) 使用集成信號調(diào)理提供更好的測量精度

　　許多傳感器在對輸出進行精確數(shù)字化前需要信號調(diào)理。信號調(diào)理的一些例子包括放大器、激勵、隔離和濾波。通常，您可能通過其他連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前端系統(tǒng)實現(xiàn)信號調(diào)理，將調(diào)理后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。全新的技術(shù)和微型化幫助公司將信號調(diào)理和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器集成到同一設(shè)備中，通過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(diào)理還減少了測量系統(tǒng)中的組件數(shù)量，簡化了安裝、維護和標定，并且還降低了尺寸和高通道數(shù)測量系統(tǒng)的成本。

　　全新的SC Express模塊使用集成信號調(diào)理體系結(jié)構(gòu)為PXI平臺提供高精度傳感器測量。PXI平臺具有來自70多家廠商的超過1500個可用模塊，幫助您開發(fā)高度靈活的單一測量系統(tǒng)，滿足大部分測量應(yīng)用的不同需要，同時避免了使用專用外形尺寸或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)總線的風險。歡迎轉(zhuǎn)載，本文來自電子發(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(yīng)用。溫度室的儀器必須以很高的精度測量數(shù)百個熱電偶，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PXI機箱測量高達544個熱電偶通道。

　　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(shù)據(jù)，您必須知道數(shù)據(jù)的時間相關(guān)性。在采集來自不同傳感器類型的多個設(shè)備或傳感器在空間上分步在較大區(qū)域時，相關(guān)同步數(shù)據(jù)的復(fù)雜度大大提高。同步需求是在選擇測量系統(tǒng)時最重要的方面。

　　在過去的十多年中，PXI平臺為測量系統(tǒng)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(shè)計用于為測量I/O設(shè)備提供高度同步，同時維護向下兼容性。使用PXI Express背板中的100 MHz差分時鐘，多個儀器可以將采樣時鐘基于相同的參考源。背板觸發(fā)線路允許將機箱中所有設(shè)備按照相同的100 MHz時鐘邊沿進行協(xié)同觸發(fā)。和之前的PXI機箱一樣，定時和同步模塊可以替換背板時鐘，在同一PXI Express機箱中提供更高精度的時鐘，您還可以用于同步多個PXI Express機箱中的測量設(shè)備。如果應(yīng)用需要對分布在長距離的多個機箱進行同步，可以使用GPS或IRIG-B模塊使用共用時鐘信號進行多機箱同步。

　　SC Express模塊使用PXI Express總線提供一個機箱或多個機箱設(shè)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(qū)動程序軟件，在單個機箱中配置多個SC Express模塊進行同步。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言(例如.NET)使用單個NI-DAQmx多設(shè)備任務(wù)配置并讀取來自系統(tǒng)中多個設(shè)備的數(shù)據(jù)，從而大大簡化了所需的代碼。如果您使用這個編程方法，在無需犧牲性能的情況下，驅(qū)動程序自動配置所有定時和觸發(fā)線路。

　　結(jié)構(gòu)化測試應(yīng)用通常需要從應(yīng)變儀和加速度計進行同步測量，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(shù)值。您可以簡單地使用單個NI-DAQmx多設(shè)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(yīng)力測量和振動測量，對壓力進行精確測量。和傳統(tǒng)儀器不同，對于隨著時間發(fā)展越來越復(fù)雜的設(shè)計(例如用更強更輕材料造成的機翼)等結(jié)構(gòu)化測試，SC Express模塊具有適應(yīng)不斷變化需求的靈活性。

　　3) 高數(shù)據(jù)吞吐量