NIMeasurementReady即测即用数据采集系统——技术白皮书.PDF

NI Measurement Ready (即测即用) 数据采集系统 ——技术白皮书 目录: • 介绍 • 高质量测量性能 • 完美的软件集成 • 全面的应用技术支持 介绍 高质量测量性能 “即测即用”数据采集(Measurement Ready DAQ)设备为获得绝对精度而进行了优化，具有如下特性： 卓越的模拟设计: 具有低于20 V 的系统噪声和其它硬件规格，无论是小信号还是大信号，都可以进行精确测量。 全面的信号调理选项: 具有隔离、滤波、激励和电流测量模块，您可将其连接到任意类型的传感器上。 完整的校准选择: 一个板载高精度源可以通过简单的软件调用对板卡的温度和时间重新进行校准。 软件集成 “即测即用”数据采集(Measurement Ready DAQ)设备包含了可以缩短编程时间的软件，其特性如下： 与通用编程环境集成使用: 信号和定时信息可以波形数据类型表现，并可与LabVIEW 信号分析程序直接连接。 板卡和通道配置: 每一模拟通道都可以自动地从原始电压换算成有意义的工程单位。 定时和触发控制: 可对模拟输入、输出和计数器/定时器操作以毫微秒的定时精度进行同步。 应用技术支持 每个“即测即用”数据采集(Measurement Ready DAQ)设备都可以通过从如下资源获取技术解决方案的方式加 以补充： 曾荣获技术支持类大奖的的网站 : 它包含2000 多个范例程序和技术问题解答，并由拥有丰富应用经验的工程师不 断更新。 应用技术支持: 可以免费获得工程师的帮助，以帮助自己选择正确的产品并获得设计问题的解答 产品保修与可延长技术服务: 可延长保修期服务和全球性维修服务也支持“即测即用”数据采集(Measurement Ready DAQ)系统 高质量测量性能 简介 各种各样的传感器，最终都是将物理参量转换为可以通过电线传送的电信号。当您将这些电线连接到数据记录器或 数据采集 (DAQ) 卡、数字万用表（DMM）、或任何其它类型的测量硬件上的时候，您肯定希望读取到的就是线 上传输过来的精确的数值。可同时我们也很清楚，没有一种测试硬件是完美的。因此您必定考虑的问题是：我能够 接受的最大误差值是多少呢？ 许多科学家和工程师们在评估DAQ 产品的优劣时，往往只考虑它的精度位数。例如，认为使用16 位精度的DAQ 设备，用户可得到216=65,536 个可能的数据点。这65，536 个值均匀地分布在一个电压范围内，而任何一个采样 得到的信号都会被指向这些值的其中一个。在此指向过程中所产生的误差就叫“量化误差”。DAQ 设备精度上的 量化误差仅仅是造成测试结果误差原因中的极小部分。由于硬件设计的不同，其它类型的错误将呈现极其多种的形 式。NI 公司的 Measurement-Ready DAQ 设备可以最大程度上减少各种类型的误差可能，所有的精确率数据均在 NI 产品目录和用户手册上“绝对精确”一栏有详细介绍。这些都是可能导致误差的原因，在购买任何一种硬件设 备，例如DAQ 设备时，都需认真考虑。 温度漂移： DAQ 设备的精确度会随着它温度的改变而发生变化。“即测即用”数据采集(Measurement-Ready DAQ)产品在设 计上有如下几点优势，因而能将因温度变化引起的误差缩小到最小范围。 • 高品质的元部件：能在很大的温度范围内保持数值的稳定。 • 补偿元件：可以为其它部件产生逆向误差，从而有效地中和误差 • 板上温度传感器：可随时供编程或操作人员用来评估设备当前温度。 由于设计中的诸多考虑，当温度变化1°C 时，16 位精度的“即测即用”数据采集(Measurement-Ready DAQ)设 备所读取的数据变化仅为0.0006% 以下。这种抗温度变化的性能，确保了在温度发生漂移时的读数准确性。 稳定时间： 稳定时间指的是DAQ 设备为达到一定的精确度并保持这一特定的精确度所需的一小段时间。无论要求怎样的增益 和采样率，“即测即用”数据采集(Measurement-Ready DAQ)设备都可以确保根据要求稳定下来。图1 显示了12 位E 系列DAQ 卡最差的稳定时间范围。在电压范围为10V 时，此设备的量化误差为1.22mV 。请记住，量化误差 只是整体测量误差的一小部分。 图1 多路传输DAQ 设备上的仪器放大器必须能够在较高的增益和采样速率下从可能具有不同电压水平的多个通道获取 精确的读数。