NI CompactDAQ als Stand-alone-System (NI cDAQ-9138/9) und sein Einfluss auf die Messgenauigkeit

Überblick

Die Stand-alone-Chassis NI cDAQ-9138/9 sind für verschiedene Montagekonstellationen innerhalb des gesamten Betriebstemperaturbereichs konzipiert und werden entsprechend geprüft. Die Art der Montage kann unter Umständen die maximal zulässige Umgebungstemperatur verringern und die typische Genauigkeit von I/O-Modulen der C-Serie im System beeinflussen. Lesen Sie hier, wie Sie mit den Stand-alone-Chassis NI cDAQ-9138/9 die optimale Messqualität erreichen.

Inhalt

Systeme basierend auf NI cDAQ-9138/9 sollen sowohl hochpräzise Messungen ermöglichen als auch robust genug für raue Industrieumgebungen sein. Bei der Auslieferung wird jedes Analog-I/O-Modul anhand einer NIST-konformen Präzisionsstromquelle kalibriert. Die Genauigkeit wird für mindestens ein Jahr nach der Kalibrierung garantiert. Die Module können jederzeit neu kalibriert werden. Da Systeme auf Basis von NI cDAQ-9138/9 auch für Anwendungen mit hohen Stoß- und Schwingungsbelastungen ausgelegt sind, werden keine fehleranfälligen mechanischen Kühlkomponenten, wie etwa rotorierende Lüfter, verbaut. Während Komponenten von NI-CompactDAQ-Systemen problemlos im gesamten angegebenen Temperaturbereich eingesetzt werden können, wird die Genauigkeit von Analogmodulen durch Wärme beeinträchtigt. Die Hochleistungsprozessoren und Komponenten von NI cDAQ-9138/9 können im System zusätzliche Wärme erzeugen.

Bei allen Messsystemen sind sorgfältige Verdrahtung, Rauschabschirmung und Erdung unabdingbar, um präzise analoge Messungen zu erhalten. Die einwandfreie Anbindung und Verdrahtung sollte den ersten Schritt beim Entwurf eines hochpräzisen Messsystems darstellen. Sehen Sie sich dazu den Artikel Grundlagen der Messtechnik an.

National Instruments empfiehlt folgende Vorgehensweise, um die spezifizierte Genauigkeit von Analogmodulen für NI-CompactDAQ-Systeme mit einem Chassis des Typs NI cDAQ-9138/9 zu erzielen:

Anordnung und Installation der Module

Die Genauigkeit analoger Module kann erhöht werden, indem sie so im NI-CompactDAQ-Chassis angeordnet werden, dass sie von Modulen mit hoher Verlustleistung, wie etwa Digitalausgangs-, Kommunikations- oder Motorsteuerungsmodulen getrennt sind. Analoge Module sollten sich auch nicht direkt neben Komponenten befinden, die sich stark erwärmen, z. B. Netzteile, Relais usw. Die maximale Verlustleistung jedes Moduls ist im jeweiligen Datenblatt aufgeführt. Darüber hinaus müssen bei der Installation Mindestabstände eingehalten und genug Platz für die Verkabelung eingeräumt werden. Bitte lesen Sie dazu die Bedienungsanleitung NI cDAQ-913x User Manual.

Erfüllen der Spezifikationen für maximale Genauigkeit

Die Spezifikationen für maximale Genauigkeit gehen von ungünstigsten Bedingungen in Bezug auf Toleranzen von Komponenten und eine maximale Wärmeentwicklung im System aus (maximale Prozessorauslastung und ein Chassis, das voll mit Modulen mit hoher Leistungsaufnahme bestückt ist).

Folgende Tabelle beschreibt Montagekonstellationen, bei denen die Spezifikationen für maximale Genauigkeit für Module in den Chassis NI cDAQ-9138/9 erreicht werden können.

Montagekonstellation/Zubehör

Ausrichtung

Maximale Umgebungstemperatur während des Betriebs

NI-Rackmontagekit, direkte Montage

Horizontal

0↔55 °C

NI-Panelmontagekit auf metallischer Oberfläche

Horizontal

0↔55 °C

NI-Panelmontagekit auf metallischer Oberfläche

Beliebig

0↔45 °C

NI-Panelmontagekit auf nichtmetallischer Oberfläche

Beliebig

0↔45 °C

NI-Rackmontagekit, DIN-Schienenmontage

Horizontal

0↔45 °C

NI-DIN-Schienenmontagekit

Horizontal

0↔45 °C

NI-Desktop-Montagekit

Beliebig

0↔45 °C

Unbefestigt auf dem Desktop

Beliebig

0↔45 °C

Nicht aufgeführte Konstellationen

Nicht offiziell unterstützt

 

Folgende Abbildung zeigt ein horizontal mit dem Desktop-Montagekit installiertes NI-cDAQ-9138/9-Chassis.

 

Erfüllen der Spezifikationen für typische Genauigkeit

Systeme auf Basis von NI cDAQ-9138/9 sind für Anwendungen konzipiert, bei denen die Messgenauigkeit entscheidend ist. Viele Analogmodule bieten Spezifikationen für typische Genauigkeiten. Da es sich bei den Chassis NI cDAQ-9138/9 um Hochleistungssysteme mit hoher Leistungsaufnahme handelt, können die typischen Genauigkeiten nicht bei jeder Montageart erreicht werden. Folgende Tabelle beschreibt Montagekonstellationen, bei denen die Spezifikationen für typische Genauigkeit für Module in den Chassis NI cDAQ-9138/9 erreicht werden können.

Montagekonstellation/Zubehör

Ausrichtung

Typische Genauigkeitsspezifikationen für Module der C-Serie erreichbar

NI-Panelmontagekit auf metallischer Oberfläche

Beliebig

Ja

NI-Panelmontagekit auf nichtmetallischer Oberfläche

Beliebig

Nein

NI-DIN-Schienenmontagekit

Horizontal

Ja

NI-Rackmontagekit(s)

Horizontal

Ja

NI-Desktop-Montagekit

Horizontal

Ja

Beliebig

Nein

Unbefestigt auf dem Desktop

Beliebig

Nein

Nicht aufgeführte Konstellationen

Nicht offiziell unterstützt

 

Andere Module

Thermoelementmodule

Messungen mit Thermoelementen reagieren empfindlicher auf Temperaturgradienten, da sie neben genauen Spannungsmessungen auch präzise Messungen der Sperrschichttempteratur erfordern. Folgende Tabelle zeigt die Module der C-Serie, die sich für Messungen mit Thermoelementen eignen.

Module der C-Serie für Messungen mit Thermoelementen

Für den Einsatz in den Chassis NI cDAQ-9138/9 empfohlen

NI 9211 Nein
NI 9213 /  NI 9214 / NI 9219 Ja, eingeschränkte Montagekonstellationen

 

NI 9211

Da es sich bei den Chassis NI cDAQ-9138/9 um Hochleistungssysteme mit hoher Leistungsaufnahme handelt, können die Spezifikationen für maximale und typische Genauigkeit für Messungen mit dem Thermoelementmodul NI 9211 nicht mit jeder Montagekonstellation erzielt werden.

NI 9213 / NI 9214 / NI 9219

NI empfiehlt für Thermoelementmessungen in den Chassis NI cDAQ-9138/9 die Module NI 9213 oder NI 9214. Wird eine Kanal-zu-Kanal-Isolierung benötigt, wird das Modul NI 9219 empfohlen.

Die typische Genauigkeit dieser Module kann durch Beachten der Installationshinweise im Abschnitt Erfüllen der Spezifikationen für typische Genauigkeit erreicht werden.

Folgende Tabelle beschreibt Montagekonstellationen, mit denen die Spezifikationen für maximale Genauigkeit für die Module NI 9213, NI 9214 und NI 9219 erzielt werden können.

Maximale Genauigkeit der isothermischen Module NI 9213, NI 9214 und NI 9219 in den Chassis NI cDAQ-9138/9

Montagekonstellation/Zubehör

Ausrichtung

Spezifikationen für maximale Genauigkeit bei temperaturempfindlichen Modulen der C-Serie erreichbar

NI-Panelmontagekit auf metallischer Oberfläche

Horizontal

0↔55 °C

Beliebig

Nein

NI-Panelmontagekit auf nichtmetallischer Oberfläche

Horizontal

0↔45 °C

Beliebig

Nein

NI-Rackmontagekit (direkte Montage)

Horizontal

0↔55 °C

NI-Rackmontagekit (DIN-Schienenmontage)

Horizontal

0↔45 °C

NI-DIN-Schienenmontagekit

Horizontal

0↔45 °C

NI-Desktop-Montagekit

Beliebig

0↔45 °C

Unbefestigt auf dem Desktop

Beliebig

Nein

Nicht aufgeführte Konstellationen

Nicht offiziell unterstützt

 

Modul zur Leistungsmessung und Stromqualitätsüberwachung (NI 9225)

Die Module für die Messung der Stromqualität bieten drei Spezifikationen: eine Spezifikation für maximale Genauigkeit über den gesamten Temperaturbereich, eine Spezifikation für maximale Genauigkeit bei 25 °C und eine Spezifikation für typische Genauigkeit bei 25 °C. Die maximale Genauigkeit im gesamten Temperaturbereich kann durch Beachten der Hinweise im Abschnitt Erfüllen der Spezifikationen für maximale Genauigkeit erfüllt werden. Die Spezifikationen für typische Genauigkeit können durch Beachten der Hinweise im Abschnitt Erfüllen der Spezifikationen für typische Genauigkeit erfüllt werden.

Die Spezifikationen für maximale Genauigkeit bei 25 °C können beim Einsatz in den Chassis NI cDAQ-9138/9 nicht erreicht werden, gleichgültig in welcher Montagekonstellation.

DC-Servoantriebsmodul (NI 9505)

Beim NI 9505 handelt es sich um ein leistungsstarkes Modul mit H-Brückenschaltung für bürstenbehaftete DC-Servomotoren. Da es sich bei den Chassis NI cDAQ-9138/9 um Hochleistungssysteme mit hoher Leistungsaufnahme handelt, ist die Angabe zum Verhältnis von Umgebungstemperatur und Stromleistung beim NI 9505 nicht gültig. Wenn Sie NI 9505 in den Chassis NI cDAQ-9138/9 einsetzen möchten, setzen Sie sich bitte mit NI in Verbindung.