信号調節とは？

キーテクノロジ

: 増幅
増幅とは、入力信号レベルを A/D コンバータの入力範囲を超えないレベルで増幅し、計測の分解能と感度を向上させるものです。信号源やトランスデューサのできるだけ近くで測定信号を増幅をすることにより、外来ノイズの影響を受ける前に測定信号のレベルを上げ、計測の S/N 比を向上させることができます。
: 減衰
減衰とは増幅の反対であり、A/D 変換する電圧が A/D コンバータの入力範囲を超えている場合に必要になります。減衰を行うことにより、入力信号の振幅が低くなりますので、調節した信号は A/D コンバータの入力範囲内となります。減衰は、高電圧信号を計測する際にも必ず用います。
: 絶縁
絶縁とは、グランドループの防止、高電圧サージの防止、コモンモード電圧の除去のために用いられます。トランス、光、または静電結合を使用して、信号源から計測デバイスまで物理的な接続を行うことなく信号を伝送することで実現します。さらに、絶縁によりユーザと高価な計測機器の両方を保護することができます。
: マルチプレクス
マルチプレクスとは、１つの A/D コンバータで複数の信号を測定する方法です。　マルチプレクスを行うことで、計測システムは複数の信号を1つの A/D コンバータに順次ルーティングすることができるため、測定チャンネル数をコスト効率良く増やすことができます。このマルチプレクスは、あらゆる多チャンネルアプリケーションに必要です。
: フィルタリング
フィルタにより特定の周波数範囲における不要なノイズを除去することができます。ほぼ全てのデータ集録アプリケーションで、電源や機械部分から50～60 Hz のノイズがある程度検出されます。ほとんどの信号調節器には、50～60 Hz のノイズを除去するよう設計されたローパスフィルタが搭載されています。
: 励起
励起は、一部のトランスデューサで必要になります。例えば、サーミスタ、RTD、歪みゲージを使用するには励起用の外部電圧/電流源が必要です。RTD とサーミスタは、温度に応じて抵抗値が変化します。この抵抗値の変化を検出するために励起用の電流源が必要になります。抵抗値が極めて低い歪みゲージは、電圧または電流励起源を持つブリッジ構成で使用します。通常、ホイートストーンブリッジが使用されます。
: 冷接点補償
冷接点補償は、高確度の熱電対計測に必要な技術です。熱電対を計測器に接続すると、その計測器との接点自体がもう一つの熱電対となり電圧を発生させます。これが測定誤差を引き起こすため、熱電対が計測している真の温度を知るためは、誤差電圧を除去する必要があります。これを冷接点補償と呼びます。

信号調節を行うと、熱電対から高電圧信号まで、あらゆるセンサや信号タイプへの直接接続が可能となりますので、データ集録デバイスを完全なデータ集録システムとして使用することができます。信号調節技術を用いることで、データ集録システム全体の性能と確度を最大で10倍に高めることが可能となります。

主要機能に関する情報

信号調節の基本
PC ベースのデータ集録デバイスにおける信号調節の基本について紹介します。

重要な信号調節テクノロジ
信号調節によってデータ集録システムの性能と確度を最大で10倍に高める方法を紹介します。

Sensors Plug&Play
IEEE 1451.4 TEDS 対応センサの使用方法を紹介します。

RTD またはサーミスタを使用した温度計測
NI データ集録システムを使用した温度計測の方法を紹介します。

熱電対を使用した温度計測
NI データ集録システムを使用した温度計測の方法を紹介します。

歪みゲージを使用した歪み計測
NI 信号データ集録システムを使用した歪み計測の方法を紹介します。

圧力センサを使用した圧力計測
NI データ集録システムを使用した圧力計測の方法を紹介します。

注目の製品

NI 信号調節製品ファミリは、様々なセンサや信号タイプへの接続に対応しています。各ファミリは特定のセンサや信号タイプ、計測システムのサイズ/形状、予算に対応するよう設計されています。

SCXI
高性能なモジュール式 USB データ集録システムである SCXI は、事実上全ての計測タイプに使用可能なセンサ/信号に特化した調節機能を搭載しています。

SCC
低コストなモジュール式のポータブルフロントエンド信号調節システムである SCC は、M シリーズ/ Eシリーズ DAQ デバイスとともに動作するよう設計されており、チャンネルごとに直接接続をカスタマイズする機能も搭載されています。

SC シリーズ
PXI データ集録デバイスである SC シリーズは、計測に特化した信号調整を内蔵しています。

Sensors Plug&Play（TEDS）計測デバイス
このモジュール式信号調節ハードウェアを使用すると、IEEE 1451.4プラグアンドプレイセンサ（TEDS）を使ってシステムのセットアップを簡素化することができます。

5B シリーズ
フロントエンドアナログ信号調節モジュールである5Bシリーズは、極めて高い絶縁機能が求められる少チャンネルアプリケーションに適しています。

信号調節アクセサリ
NI では、プラグインデータ集録デバイス用の低コストアナログ/デジタル信号調節アクセサリを各種提供しています。