可擴展傳感器測量系統應用技術

NI正在開發目標工業和需要能夠擴展到數千個通道的可擴展傳感器測量系統應用的全新技術。

　　傳統的傳感器測量系統通常是預定制且不靈活的，隨著應用需求不斷變化，擴展通道數和升級新型計算技術的能力有限。全新的NI SC Express產品家族引進了傳感器測量技術，為基于行業標準PXI平臺的可擴展傳感器測量系統提供了可調整的簡化體系結構。除了降低復雜度之外，這些全新的產品具備三個主要優點：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，您可能通過其他連接到數據采集系統的前端系統實現信號調理，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平臺具有來自70多家廠商的超過1500個可用模塊，幫助您開發高度靈活的單一測量系統，滿足大部分測量應用的不同需要，同時避免了使用專用外形尺寸或專用數據總線的風險。歡迎轉載，本文來自電子發燒友網(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間相關性。在采集來自不同傳感器類型的多個設備或傳感器在空間上分步在較大區域時，相關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最重要的方面。

　　在過去的十多年中，PXI平臺為測量系統提供了世界頂尖的同步性能。PXI Express是PXI平臺的最新發展，設計用于為測量I/O設備提供高度同步，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。背板觸發線路允許將機箱中所有設備按照相同的100 MHz時鐘邊沿進行協同觸發。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機箱中的測量設備。如果應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圖形化編程環境或基于文本的通用語言(例如.NET)使用單個NI-DAQmx多設備任務配置并讀取來自系統中多個設備的數據，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，驅動程序自動配置所有定時和觸發線路。

　　結構化測試應用通常需要從應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值。您可以簡單地使用單個NI-DAQmx多設備任務讀取用全新的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測量，對壓力進行精確測量。和傳統儀器不同，對于隨著時間發展越來越復雜的設計(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