NI數(shù)據(jù)采集卡使用入門

1、NI 數(shù)據(jù)采集卡使用入門NI 數(shù)據(jù)采集卡使用入門一、安裝與配置：1 .在安裝板卡之前，請首先安裝 NI-DAQ 驅(qū)動程序軟件。您可以在隨卡附帶的光盤內(nèi)找到這個驅(qū)動程序軟件。另外，NI 公司的網(wǎng)站上也提供這個驅(qū)動程序軟件的免費下載：http:/ LabVIEW 或 LabWindows/CVI 等軟件來進行編程，需要在安裝驅(qū)動軟件之前先安裝開發(fā)平臺 LabVIEW 或LabWindows/CVI 等軟件。安裝過程中，安裝程序會提醒您插入 DAQ 驅(qū)動光盤。2 .NI-DAQ 驅(qū)動軟件正確安裝后，請關閉計算機，插入數(shù)據(jù)采集板卡，啟動計算機，即可自動找到板卡并安裝好，完成整個安裝過程。注意：在安裝

2、PCI 或者 PXI 板卡時，一定要將電腦電源關閉；PC 機則最好將電源線拔掉，以免電腦主板關機后仍然帶電，造成各類損傷。二、模擬輸入說明1 .信號類型根據(jù)信號的參考情況，一個電壓源可以分為兩類：接地信號、浮地信號。接地信號接地信號是信號的一端直接接地的電壓信號。它的參考點是系統(tǒng)地（例如大地或建筑物的地）。最常見的接地信號源是通過墻上的電源插座接入建筑物地的設備，例如信號發(fā)生器和電源供電設備等。浮地信號：一個不與任何地（如大地或建筑物的地）連接的電壓信號稱為浮地信號。一些常見的浮地信號有電池、熱電偶、變壓器和隔離放大器。2 .測量方式按信號連接方式不同可分為三種測量方式：差分（DIFF）;參考

3、單端（RSE）;非參考單端（NRSE）。注意：NI 公司的部分型號數(shù)據(jù)采集卡不一定完全支持上述三種測量方式，請查詢對應數(shù)采卡的使用手冊。按測量方式分類可以分為以下兩大類測試系統(tǒng)：1）差分測試系統(tǒng)（DIFF）n 可避免接地回路干擾n 可避免因環(huán)境引起的共模干擾當輸入信號有以下情況時，使用差分測試系統(tǒng)：n 低電平信號（例如小于 IV）。n 信號電纜比較長或沒有屏蔽，環(huán)境噪聲較大。n 任何一個輸入信號要求單獨的參考點。2）單端測試系統(tǒng)盡管差分測試系統(tǒng)是一種比較理想的選擇， 但是單端測試系統(tǒng)可以使用兩倍的測試通道。 單端測試系統(tǒng)所有信號都參考一個公共參考點，即儀器放大器的負極。當輸入信號符合以下條件時

4、可以使用單端測試系統(tǒng):n 高電平信號（通常大于 IV）。n 距離比較短（通常小于 5 米）或電纜的屏蔽性能較好，環(huán)境無噪聲。n 所有信號可以共享一個公共參考點。單端測試系統(tǒng)分為參考單端測試系統(tǒng)和非參考單端測試系統(tǒng)。A 參考單端（RSE）n 參考單端測試系統(tǒng)用于測試浮地信號，它把信號參考點與儀器模擬輸入地連接起來。B.非參考單端（NRSE）n 可避免接地回路干擾非參考單端測試系統(tǒng)用于測試接地信號。與參考單端測試系統(tǒng)不同的是因為所有輸入信號都已經(jīng)接地了，所以信號參考點不需要再接地。針對上述信號使用的接線方式具體請參考下圖：一般來說：接地信號的測量，可以用差分或非參考單端方式；浮地信號的測量，可以用

5、上述三種測量方式;此外，在用差分和非參考單端測量方式時，為避免疊加在輸入端的共模電壓（儀器放大器輸入端相對于儀器放大器接地端之間的電壓）超出允許范圍，需在測量端與測量地之間連接偏置電阻。3 偏置電阻的選擇一個信號源必須有參考地 AIGND（模擬地）。下圖表示了在浮地信號源下，并行連接兩個偏置電阻。如果你沒有連接電阻，信號源浮地，信號源就不可能一直保持程控增益放大器（PGIA）的共模信號范圍，程控增益放大器將飽和，而導致讀數(shù)不準。如果信號源阻抗小于 100 歐，最簡單的方法是將彳 t 號的正端接到 PGIA 的正端，信號的負端接 AIGND,也接到 PGIA 的負端輸入，不用接任何電阻。如果信號

6、源阻抗大于 100 歐：1）如果采集卡有交流耦合功能并啟用（即采集卡內(nèi)部有前端處理電路，可以去掉信號源的直流分量（一般方法為串聯(lián)電容）：PGIA 需要在正端輸入和 AIGND 之間加一個電阻（R1）。如果信號源為低阻抗，R1 可選擇阻值為 100kW 到 1MW,負端直接連到 AIGND（即 R2=0）;如果信號源為高阻抗，一般選擇在正負端各接一個電阻 R1 和R2（R1=R2）。2）如果采集卡沒有交流耦合功能或者不啟用：A.如果信號源阻抗比較大， 直接連接會有不平衡的差分信號。 噪聲靜電耦合給了正端， 但由于負端接地卻沒耦合給負端，因此噪聲顯示為差分信號而不是共模信號，PGIA 并不接收它。

7、在這種情況下，需要將信號源負端通過一個電阻（R2）連到 AIGND,而不是直接連接到 AIGND,電阻值大概為信號源阻抗的 100 倍。這個電阻將平衡兩路信號，將噪聲同時耦合到兩端。B.你也可以在正端和 AIGND 之間再連接一個電阻 R1（R1=R2）,來充分平衡信號。這種接法有利于更好的抗噪，但是兩個電阻對信號源也會造成負擔過重。注意：接 R1,R2 之后測量信號的幅值會有-1%的誤差。4.NI 常用數(shù)采卡接線方法簡介以 PCI-6052E（68pin）為例，簡單介紹一下不同測量方式的接線方法。下圖是 PCI-6052E 數(shù)采卡的引腳定義圖:（1）差分（DIFF）測量方式:使用 2 根模擬

8、輸入接線，信號一端連接在 PGIA 正端，另一端連接在 PGIA 負端。板卡上正負端接線通道的關系：正端為 ACHi,負端為 ACH（i+8）,（i=0.7）,依此類推。例如：使用數(shù)采卡的 0 通道，信號源接ACH0（68 號引腳）,負端接 ACH8（34 號引腳）。（2）參考單端（RSE）測量方式：使用 1 根模擬輸入接線，信號一端連接在 PGIA 正端，另一端連接在系統(tǒng)地端（AIGND）。板卡上正端為 ACHi,系統(tǒng)地端為 AIGND。例如：使用數(shù)采卡的 0 通道，信號源正端接 ACH0（68 號引腳），負端接 AIGND（67 號引腳）。注：所有 AIGND 在板卡內(nèi)部直接連通共地。（3

9、）非參考單端（NRSE）測量方式：使用 1 根模擬輸入接線，信號一端連接在 PGIA 正端，另一端連接在非系統(tǒng)地的共同端（AISENSE）。板卡上正端為ACHi,共同端為 AISENSE。例如：使用數(shù)采卡的 0 通道，信號源正端接 ACH0（68 號引腳），負端接 AISENSE（62號引腳）。注：如用差分或非參考單端測量方式，注意偏置電阻的選擇。（詳見 3 偏置電阻的選擇）（4）常見引腳定義：ACHx:模擬輸入端；若使用差分方式則正負端對應關系為：ACHi,ACH（i+8）,（i=0.7）。AIGND:模擬輸入?yún)⒖嫉亟尤敕绞絽⒖级?；AISENSE:模擬輸入非參考地接入方式參考端；三模擬輸出說

10、明需要將輸出正端接 AOx,負端接 AOGNDx。1 下圖表示了 NI 數(shù)據(jù)采集卡上的模擬輸出的連接方法：2 模擬輸出端名稱原始輸出端名稱實際命名作用DAC0OUTAO0模擬輸出通道 0DAC1OUTAO1模擬輸出通道 1EXTREFAOEXTREF模擬輸出外部參考AOGNDAOGND模擬輸出地例如：如果使用數(shù)采卡的 1 通道，就將輸出正端接 AO1（21 引腳），負端接 AOGND1（54 引腳）。四數(shù)字 I/O需要將輸出正端接 DIOx,負端接任意一個 DGNDo1 各種設備的數(shù)字端口數(shù)量有所不同。下圖表示了三種典型的數(shù)字 I/O 應用的連接方式：圖中 P0配置為數(shù)字輸入，P0配置為數(shù)字輸

11、出。數(shù)字輸入應用包括接收 TTL 信號和接收外部設備狀態(tài)（例如開關狀態(tài)）。數(shù)字輸出應用包括發(fā)送 TTL 信號和驅(qū)動外部設備（例如圖示中的 LED）。例如：如果使用數(shù)采卡 DIO 的 1 通道作為輸出，就將輸出正端接 DIO1（17 引腳），負端接任意一個 DGND（如 18引腳）。五計數(shù)器計數(shù)器測量和產(chǎn)生數(shù)字信號。常用于測量信號頻率或者信號周期。信號連接方式根據(jù)不同的設備要求而不同。以 6052E 為例：測常規(guī)時間（包括脈沖寬度，周期，頻率）：直接將待測信號正端接入計數(shù)器的 SOURCE 端（如 if 數(shù)器 1的 42 引腳），信號負端接板卡的任意數(shù)字地（如 35 引腳）；GATE（41 引腳

12、）可不接信號，使用內(nèi)部時基（不用接線，軟件定義）；OUT（40 引腳）可產(chǎn)生脈沖或脈沖序列。測高頻：可用兩個計數(shù)器：計數(shù)器 0 的 SOURCE（37 弓 I 腳）使用內(nèi)部時基（不用接線，軟件定義），計數(shù)器 0 的 OUT（2 引腳）接計數(shù)器 1 的 GATE（41 引腳）,待測頻率接計數(shù)器 1 的 SOURCE（42 引腳）。下列表是不同計數(shù)測量的輸入接線端口。測量Ctr0（計數(shù)器 0）邊沿計數(shù)邊沿：PFI8計數(shù)方向：PFI11邊沿：PFI3計數(shù)方向：PFI11脈寬測量PFI9PFI4周期/頻率測量（低頻用PFI9PFI4周期/頻率測量（高頻用PFI8周期/頻率測量（大范圍用 2 個計數(shù)器）1 個計數(shù)器）2 個計數(shù)器）PFI8PFI3半周期測量PFI9PFI4下列表是計數(shù)器輸出的輸出接線端口，你可以使用不同的 PFI 線。Ctr0（計數(shù)器 0）CtrlCTR0OUT（2 弓 I 腳）CTR1OUT（40 引腳）以 M 系列數(shù)采卡舉例：下表是不同計數(shù)測量的缺省輸入接線端口。對任何輸入端口，你可以使用不同的 PFI 線。對于改變測量的PFI 缺省輸入，需要利用 NI-DAQmx 通道屬性在程序中設置。測量Ctrl（計數(shù)器 1）邊沿計數(shù)邊沿：PFI8計數(shù)方向：PFI11邊沿：PFI3計數(shù)方向：PFI11脈寬測量PFI9PFI4周期/頻率測