Spezifikationen im Detail: Module der C-Serie
Überblick
In den Spezifikationshandbüchern für Module der C-Serie von NI finden Sie die technischen Details, die erforderlich sind, um zu bestimmen, welche Module für Ihre Anwendung am besten geeignet sind, und um die Leistung während der Systementwicklung zu überprüfen. Dieses Dokument stellt Definitionen der verwendeten Terminologie in einem Glossarformat bereit, um die Bedeutung und die Relevanz der einzelnen Spezifikationen eingehender zu erklären.
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite NI-Produktdokumentation.
Inhalt
- Einführung
- Grundlegendes zur Spezifikationsterminologie
- Vom Modul oder der Backplane bestimmt?
- Spezifikationen zum analogen Subsystem
- Thermoelement-Subsystem-Spezifikationen
- Spezifikationen zum digitalen Subsystem
- Sonstige Spezifikationen
- Zusätzliche Ressourcen
Einführung
Dieses Handbuch ist in die gleichen Abschnitte unterteilt wie die meisten NI-Spezifikationshandbücher. Die folgenden Begriffe und Definitionen sind in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt, können jedoch in den Spezifikationshandbüchern in einer anderen Reihenfolge erscheinen. Diese Anleitung gilt ausschließlich für Module der C-Serie. Andere NI-Produktfamilien wie Multifunktions-DAQ 60xx, 61xx, 62xx und 63xx (früher B-, E-, S-, M- und X-Serie), Multifunktions-RIO 78xx R-Serie, Digitalmultimeter, Oszilloskope/Digitizer und andere Instrumente können unterschiedliche Terminologien oder Methoden zur Ableitung von Spezifikationen verwenden. Daher sollte diese Anleitung nicht als Referenz für andere Geräte als Geräte der cDAQ- und cRIO-Familie verwendet werden. Module der C-Serie werden zwar mit cDAQ- und cRIO-Chassis und -Controllern verwendet, deren Spezifikationen sind jedoch nicht in dieser Anleitung enthalten.
In dieser Anleitung werden mehrere Module als Referenzen verwendet. Informationen dazu finden Sie im Datenblatt des jeweiligen Moduls auf ni.com/manuals.
Grundlegendes zur Spezifikationsterminologie
Zunächst ist es wichtig, den kategorialen Unterschied zwischen verschiedenen Spezifikationsarten zu verstehen. NI definiert die Fähigkeiten und die Leistung seiner Test- und Messinstrumente jeweils als Spezifikationen, als typische Spezifikationen und als charakteristische oder Zusatzspezifikationen. Sehen Sie sich das Datenblatt Ihrer Module an, um zu erfahren, welche Spezifikationen gerechtfertigt oder typisch sind.
- Spezifikationen bezeichnen die gewährleistete Leistung des Instruments innerhalb des empfohlenen Kalibrierintervalls und unter den angegebenen Betriebsbedingungen.
- Typische Spezifikationen sind Spezifikationen, die von den meisten Instrumenten innerhalb des empfohlenen Kalibrierintervalls und unter den angegebenen Betriebsbedingungen eingehalten werden. Für typische Spezifikationen wird keine Gewähr übernommen.
- Charakteristische oder Zusatzspezifikationen bezeichnen grundlegende Funktionen und Eigenschaften des Instruments, die im Rahmen der Konstruktion oder bei der Entwicklung festgelegt und in der Prüf- oder Justierphase nicht evaluiert wurden. Sie enthalten Informationen, die für einen angemessenen Einsatz des Instruments relevant sind, auf den in früheren Definitionen kein Bezug genommen wurde.
Vom Modul oder der Backplane bestimmt?
Einige Spezifikationen für ein System der C-Serie werden durch die Module und andere durch die Backplane festgelegt. Einige Spezifikationen sind auch vom Systemkonfigurator abhängig.
In der Regel stellt ein cDAQ-Chassis oder -Controller Timing, Trigger, Zähler und Datenübertragung zwischen Modulen und einem Host-Computer oder dem geräteeigenen Controller bereit. Ein cRIO-Controller verfügt über einen Echtzeitprozessor und einen rekonfigurierbaren FPGA für Hochgeschwindigkeitssteuerung und benutzerdefinierte Timing- und Trigger-Funktionen.
Beide Backplane-Typen arbeiten direkt mit Modulen der C-Serie, die das Timing und die Steuerung der Backplane für ihre Ein-, Ausgänge oder andere Funktionen verwenden. Die Module führen ihre eigene Erfassung und Erzeugung durch und übermitteln diese Daten zurück an das Chassis, das diese Daten dann an den Benutzer überträgt. Einige Module enthalten auch eine eigene Signalaufbereitung.
Alle cDAQ-Chassis oder -Controller und cRIO-Controller haben ihre eigenen Sicherheitszertifikate, Leistungsanforderungen und andere Spezifikationen. Referenzieren Sie das Datenblatt oder die Spezifikationen Ihres Chassis oder Controllers für Spezifikationen, die nicht in diesem Dokument gefunden wurden.
Spezifikationen zum analogen Subsystem
Analogeingang
Auflösung des A/D-Wandlers
Die Auflösung ist theoretisch die kleinste Differenz im Eingangssignal, die ein Gerät oder ein Sensor erkennen kann. Bei A/D-Wandlern hängt die Auflösung von der zur Darstellung des Analogsignals verwendeten Bitanzahl ab.
Beispiel
Das NI 9209 ist ein 24-Bit-Modul mit einem Bereich von ±10 V. Das heißt, die kleinste erkennbare Amplitudenänderung beträgt 1,19 μV.
Siehe auch
Rauschen, Leerlaufkanalrauschen, Eingangsrauschen oder Effektivwertrauschen
Aliasfreie Bandbreite
Jedes Signal, das in der definierten aliasfreien Bandbreite angezeigt wird, ist kein Alias-Artefakt eines Signals bei höheren Frequenzen.
Beispiel
Das NI 9250 gibt eine aliasfreie Bandbreite von 0,5 * fs an, was bedeutet, dass bei einer fs von 102,4 kS/s die aliasfreie Bandbreite im DC-Kopplungsmodus zwischen 0 Hz und 51,2 kHz liegt.
Siehe auch
Brückenergänzung
Brückenergänzung bezieht sich auf Optionen zum Anschließen von Wheatstone-Brückensensoren, die üblicherweise zur Dehnungsmessung verwendet werden, an das Modul. Die softwareseitig wählbaren Brückenergänzungsmodi sind Vollbrücke, Halbbrücke und Viertelbrücke.
Beispiel
Das NI 9237 unterstützt alle drei Arten der Brückenergänzung.
Darüber hinaus gibt das NI 9237 die Halb- und Vollbrückenergänzung als intern an. Das bedeutet, dass Halb- und Vollbrückensensoren direkt an das Modul angeschlossen werden können, da es Widerstände im Modul gibt, die die Brücke vervollständigen.
Beim NI 9237 wird die Viertelbrückenergänzung als extern angegeben. Das bedeutet, dass ein externer Widerstand oder eine Viertelbrückenergänzungsvorrichtung wie das NI 9944 oder NI 9945 zusammen mit der Viertelbrücke an das Modul angeschlossen werden muss, um die Brücke zu vervollständigen.
Siehe auch
Gleichtaktunterdrückungsverhältnis (CMRR)
Wenn an den positiven und negativen Eingängen eines Verstärkers das gleiche Signal festgestellt wird, gibt die CMRR an, wie viel von diesem Signal in der endgültigen (in der Regel in dB gemessenen) Ausgabe unterdrückt wird. Ein idealer Verstärker würde 100 % des Gleichtaktsignals beseitigen, dies ist jedoch in der Praxis nicht erreichbar.
Beispiel
Das NI 9205 hat einen CMRR von 100 dB von DC bis 60 Hz. Das bedeutet, dass es Gleichtaktspannungen um das 100.000-fache dämpfen wird. Wenn es sich beim gemessenen Signal beispielsweise um eine 5-Vpk-Sinusschwingung handelt und die Offset- oder Gleichtaktspannung zwischen dem Kanal und Erde 5 VDC beträgt, wird die 5-VDC-Eingabe vom endgültigen Ausgang bis auf 50 μV unterdrückt oder gedämpft. Die CMRR wird in Genauigkeitsableitungen nicht eingeschlossen und sollte separat berücksichtigt werden, wenn das gemessene Signal Gleichtaktspannungen enthält.
IEPE-Quellenspannung
IEPE bezieht sich auf eine Art von Sensoren, die mit einem integrierten Ladungsverstärker oder Spannungsverstärker ausgestattet sind. Die Compliance-Spannung gilt für Module, die IEPE-Sensoren unterstützen, wie NI 9232 und NI 9234. Die Erregerspannung des Sensors muss kleiner oder gleich der Compliance-Spannungsspezifikation sein, um den gesamten Messbereich des Sensors nutzen zu können. Mit anderen Worten, es ist der größte Spannungsabfall, den die IEPE-Schaltung bei konstanter Versorgung verarbeiten kann. Der kombinierte Spannungsabfall an der IEPE-Schaltung ergibt sich aus:
- Das vom Sensor erzeugte Signal.
- Die vom Sensor erzeugte Vorspannung.
- Gleichtaktspannung am Eingangskanal.
Beispiel
Das NI 9250 hat eine IEPE-Compliance-Spannungsspezifikation von maximal 19 V. Beachten Sie, dass die Konfiguration den IEPE-Compliance-Spannungsbereich erfüllt.
(UGleichtakt + UArbeitspunkt ± UGesamtbereich) muss einen Wert im Bereich von 0 bis 19 ergeben
Hierbei gilt:
VGleichtakt die am NI 9250 anliegende Gleichtaktspannung ist
UArbeitspunkt die Arbeitspunktspannung des IEPE-Sensors ist
UGesamtbereich der Spannungsbereich des IEPE-Sensors ist
Hinweis: Bei einigen Modulen wird die Nachgiebigkeitsspannung als Minimum angegeben. Die Spezifikation sollte trotzdem auf die gleiche Weise verwendet werden. Die obige Konformitätsgleichung muss immer noch zwischen 0 und der IEPE-Konformitätsspannung liegen, unabhängig davon, ob es sich um ein Minimum oder ein Maximum handelt.
Siehe auch
Rauschanteil des IEPE-Erregerstroms
IEPE-Erregerrauschen ist das Effektivstromrauschen des Erregerstroms. Das Erregerrauschen kann die Messung beeinflussen, indem es dem Quellsignal Rauschen hinzufügt.
Beispiel
Das NI 9232 hat eine Erregerrauschspezifikation von 100 nArm.
Siehe auch
Eingangsruhestrom
Eine Folge der endlichen Eingangsimpedanz besteht darin, dass das Modul eine geringe Strommenge benötigt, um ein Signal erkennen zu können. Theoretisch sollte dieser Wert 0 A betragen, in der Praxis ist das jedoch nicht möglich. Berücksichtigen Sie den angegebenen Wert beim Lesen der Messung.
Beispiel
Der Eingangsbiasstrom des NI 9224 beträgt 6 μA bei einer Eingangsspannung von +8 V. Der durch die Quellenimpedanz fließende Eingangsbiasstrom erzeugt eine Fehlerspannung. Wenn die gemessene Quelle mit dem NI 9224 beispielsweise eine Ausgangsimpedanz von 1 kΩ hat, würde der Messwert des Moduls 8,06 V betragen, was die Fehlerspannung von +6 mV einschließt.
Siehe auch
Eingangskopplung
Einige Module wie NI 9234 und NI 9250 unterstützen sowohl DC- als auch AC-gekoppelte Modi. Bei Auswahl des DC-Kopplungsmodus wird der DC-Offset im Quellsignal an den A/D-Wandler weitergeleitet. Bei Auswahl des AC-Kopplungsmodus wird am Eingang des Signalpfads ein Hochpassfilter aktiviert, der den größten DC-Inhalt des Signals herausfiltert.
Beispiel
Das NI 9250 ermöglicht die softwaregesteuerte Kopplung zwischen DC- und AC-Kopplungsmodi. Der AC-Filter hat einen Wert von 3 dB bei 0,43 Hz.
Siehe auch
Eingabeverzögerung
Eingangsverzögerung ist die Gesamtwegverzögerung zwischen den Eingangspins und den lesebereiten Daten. Bei einigen Modulen wird die Eingangsverzögerung als Funktion der Sample-Frequenz angegeben, bei anderen als Wert.
Die Eingangsverzögerungsspezifikation gilt nur für Module mit Delta-Sigma-A/D-Wandler. Beim Hinzufügen von Modulen mit unterschiedlichen Eingangsverzögerungen zu einem System können Synchronisationsprobleme zwischen diesen Modulen auftreten. Dies kann mit einem Filter ausgeglichen werden, der das Signal des Moduls mit der niedrigeren Eingangsverzögerung verzögert, um es mit dem Modul mit der höheren Eingangsverzögerung zu synchronisieren.
Beispiel
Die Eingangsverzögerung des NI 9250 beträgt 34/fs + 2,7 μs. Wenn die Sample-Rate beispielsweise auf 102,4 kS/s eingestellt ist, beträgt die Eingangsverzögerung 334,73 μs.
NI 9224 gibt die Eingangsverzögerung für jeden Timing-Modus an. Bei High Resolution wird die Eingangsverzögerung beispielsweise mit 199,290 ms angegeben.
Hinweis: Bei einigen Modulen der C-Serie ist die Eingangsverzögerung in gemischter Bruchbruchdarstellung angegeben. Ein Beispiel dafür ist das NI 9239. Die Eingangsverzögerung beträgt (40+5/512)/fs + 3,3μs.
Siehe auch
Wie kann ich mit C-Serien-Modulen in LabVIEW FPGA unterschiedliche Gruppenverzögerungen ausgleichen?
Eingangsimpedanz (analog)
Die Eingangsimpedanz gibt an, in welchem Maße die Eingangsschaltung des Moduls verhindert, dass Strom zur Masse des Analogeingangs durchfließt. Bei einem idealen A/D-Wandler sollte dieser Wert unendlich sein – d. h., vom Eingang zur Masse fließt kein Strom. In der Praxis ist dies jedoch nicht möglich. Eine endliche Eingangsimpedanz bedeutet, dass der A/D-Wandler in einem gewissen Grad die Schaltung belastet, und zwar insbesondere im Fall einer hohen Ausgangsimpedanz. Sensoren haben in der Regel eine niedrige Ausgangsimpedanz.
Beispiel
Das NI 9220 hat eine Eingangsimpedanz von Zin > 1 G Ω. Unter der Annahme des Worst-Case-Szenarios der niedrigsten Eingangsimpedanz kann eine Messung gegen Masse als die folgende vereinfachte Schaltung betrachtet werden, wobei ein Sensor mit einer Ausgangsimpedanz angenommen wird.
Zout = 150 Ω.
Die Serienkombination aus Sensorausgangsimpedanz und Moduleingangsimpedanz führt zu einem Messfehler. Wenn die Signalquelle z. B. bei 5 V liegt, lautet das tatsächlich vom Modul gemessene Signal:
Somit liegt ein Messfehler von 750 nV vor. Dies ist bei Verwendung des NI 9220 vernachlässigbar, da der Fehler viel kleiner ist als der Verstärkungsfehler des Moduls. Wenn die Quellimpedanz jedoch beispielsweise 10 MΩ beträgt, beträgt der Fehler 50 mV. Daher ist es wichtig, sowohl die Quellimpedanz als auch die Moduleingangsimpedanz zu kennen, damit der Messfehler dieser beiden Quellen bekannt ist.
Siehe auch
Eingangsbereich
Bei analoger Erfassung ist dies der maximale positive und negative Wert, der mit Genauigkeit gemessen werden kann. Einige Module verfügen über mehrere vom Benutzer wählbare Eingangsbereiche, die für eine höhere Auflösung und verbesserte Genauigkeit bei Signalen mit niedrigerem Pegel verwendet werden können.
Beispiel
Das NI 9224 gibt einen typischen Eingangsbereich von ±10,54 V an. Dies ist die maximale Spannung, die ein typisches Modul genau messen kann.
Das NI 9224 gibt außerdem einen Mindesteingangsbereich von ±10,4 V an. Dies ist die maximale Spannung, die von jeder einzelnen Einheit des NI 9224 garantiert genau gemessen wird.
Siehe auch
Unterschiede zwischen Genauigkeit, Code-Breite und Auflösungs-Bits
Momentaner Messbereich
Der momentane Messbereich ist der tatsächliche Eingangsbereich, den das Modul genau lesen kann. In der Regel wird diese Spezifikation von einer Betriebseingangsbewertung begleitet, da diese Module für sinusförmige Eingangssignale mit Effektivstrom vorgesehen sind. Die Betriebsaufnahme ist der maximale Effektivstrom, der vom Modul kontinuierlich genau gemessen werden kann. Beide Spezifikationen müssen eingehalten werden, um genaue Messungen zu gewährleisten.
Beispiel
Das NI 9246 hat einen Momentanmessbereich von mindestens +/-30,6 A, so dass es Stromwerte bis zu +/-30,6 A genau messen kann. Diese Signale müssen jedoch auch einen Effektivstrom von weniger als +/-22 A haben.
Siehe auch
Maximale Arbeitsspannung oder Gleichtaktspannungsbereich
Maximale Arbeitsspannung gibt den Gesamtspannungspegel an, den ein Modul auf jedem analogen Eingangskanal tolerieren kann, bevor die Gültigkeit der Daten auf anderen Kanälen problematisch wird. Die Kombination aus dem zu messenden Signal und einer beliebigen Gleichtaktspannung gegenüber AI GND sollte diese maximale Arbeitsspannungsspezifikation nicht überschreiten, damit die Genauigkeit auf anderen Kanälen gewährleistet bleibt. Beachten Sie, dass die maximale Arbeitsspannung unabhängig vom Eingangsbereich des Moduls ist.
Beispiel
Eine Sinuswelle von 10 Vpk mit 2,5-VDC-Gleichtakt wird an einem NI 9205 gemessen, der eine maximale Arbeitsspannung von ±10.4 V hat, wie nachstehend dargestellt:
Die Kombination der beiden Signale erreicht einen Spitzenwert von +12,5 V, der die maximale Arbeitsspannung übersteigt. Durch eine Überschreitung der maximalen Arbeitsspannung wird die Gültigkeit der Daten auf anderen Multiplexkanälen gefährdet, da der Multiplexer dann wegen Überladung nicht genügend Zeit zum Einschwingen hat.
Siehe auch
Normalmodusunterdrückungsverhältnis (NMRR) oder Rauschunterdrückung
NMRR ist die Unterdrückung, die das analoge Frontend bei einer bestimmten Frequenz bereitstellt. Sie wird in Dezibel (dB) angegeben und liegt in der Regel bei Netzfrequenzen wie 50/60 Hz.
Beispiel
Das NI 9212 gibt eine Rauschunterdrückung von 74 dB bei 50/60 Hz an, wenn das Modul im hochauflösenden Modus verwendet wird. Wenn am Signalweg ein 50-Hz-Stromnetzsignal von 100 μVeff anliegt, wird dieses vom NI 9212 auf 20 nVeff zurückgewiesen.
Siehe auch
Rauschen, Leerlaufkanalrauschen, Eingangsrauschen oder Effektivwertrauschen
Zusätzliches Systemrauschen, das vom analogen Front-End erzeugt wird, gemessen mittels Erdung des Eingangskanals. Der angegebene Wert ist das Effektivrauschen in Volt Effektivwert oder in LSB Effektivwert. Die Rauschmessung erfolgt durch eine große Anzahl von Samples und Ermitteln der Standardabweichung der Samples. Da das Leerlaufkanalrauschen höchstwahrscheinlich eine gaußsche Verteilung mit einem Mittelwert von 0 hat, entspricht das Effektivrauschen einer Standardabweichung. So werden etwa 66% der vom Modul aufgenommenen Samples Rauschwerte aufweisen, die unter den Effektivrauschwert fallen. Rauschspezifikation ist die effektive Auflösung des Geräts, da alles, was unter dem Rauschwert liegt, nicht wahrgenommen werden kann.
Beispiel
NI 9223 gibt 0,75 LSB Effektivrauschen an. Das NI 9223 hat einen Eingangsbereich von ±10 V mit einer Auflösung von 16 Bit. Der Wert von 1 LSB in Volt beträgt daher 305 μV und das Rauschen 0,75 x 305 μV, was 229 μVeff entspricht.
Siehe auch
Überabtastrate
Diese Terminologie gilt nur für Module mit Delta-Sigma-A/D-Wandlern. Delta-Sigma-A/D-Wandler verwenden Sample-Raten, die große Vielfache sind, z. B. 128 Mal die Nyquist-Rate eines gegebenen Signals. Zum Abtasten eines 25-kHz-Signals wäre beispielsweise eine Sample-Rate größer als die Nyquist-Rate (über 50 kHz) ausreichend. Ein Delta-Sigma-A/D-Wandler mit einer Überabtastrate von 128 tastet das Signal jedoch mit einer viel höheren Frequenz als die Nyquist-Rate ab. Dieser Ansatz hat mehrere Vorteile, wie besseres Antialiasing und höhere Auflösung.
Die überabgetasteten Daten werden von einem digitalen Filter im A/D-Wandler verarbeitet, bevor die Daten ausgegeben werden. Da die Verarbeitung der überabgetasteten Daten durch den Digitalfilter ungleich 0 dauert, ist die Ausgangsdatenrate immer kleiner als die Überabtastrate. Die Ausgangsdatenrate entspricht der Überabtastrate dividiert durch das A/D-Wandler-Dezimierungsverhältnis.
Beispiel
Das NI 9218 hat eine Überabtastrate von 64*fs, wobei fs die von der Software ausgewählte Ausgaberate ist.
Das NI 9250 hat eine Überabtastrate (1024*fs, 512*fs, 256*fs, 128*fs, 64*fs oder 32*fs), die von der von der Software ausgewählten Ausgangsdatenrate abhängt.
Siehe auch
Unterdrückung der Überabtastrate oder Aliasunterdrückung
Aliasunterdrückung gibt an, wie viel Unterdrückung bei einer gegebenen Frequenz bereitgestellt wird, die zurück in den Durchlassbereich des Moduls führt. Um die Aliasunterdrückung zu verstehen, muss zunächst die Alias-Eigenschaft eines abgetasteten Systems verstanden werden. Das Nyquist-Theorem besagt, dass die Frequenz eines Signals mit der Frequenz f genau gemessen werden kann, solange es mit mehr als 2f abgetastet wird. Wenn versucht wird, Frequenzen oberhalb von f durch Abtasten des Signals bei 2f zu messen, wird bei Frequenzen unterhalb von f ein Alias oder falsche Bilder des Signals erzeugt. Diese falschen Frequenzen erscheinen spiegelbildlich zur ursprünglichen Frequenz um die Nyquist-Frequenz.
Hierbei gilt:
R (Sample-Rate) =100MS/s
fs (abgetastetes Signal) =70MHz
fN (die Nyquist-Frequenz, bezogen auf die Sample-Rate) = 50MHz
fa (geglättete Frequenz) = 30 MHz
Die Frequenz des Aliassignals ergibt sich aus folgender Gleichung:
fa = |R*n-fs|
wobei n das nächste ganzzahlige Vielfache der Sample-Rate (R) zum geglätteten Signal ist.
Die Unterdrückung der Überabtastrate, wenn sie bei der von der Software ausgewählten Mindestausgaberate angegeben wird, gibt auch Hinweise darüber, wie stark das Gerät Signale unterdrückt, die aufgrund des digitalen Filters in Aliaslöchern auftreten können.
Beispiel
NI 9250 gibt die Aliasunterdrückung bei Überabtastrate mit 100 dB bei 3,2768 MHz für die Datenrate an, fs = 102,4 kS/s. Da die Datenrate ein ganzzahliges Vielfaches der Überabtastrate ist, gibt ein Signal mit der Überabtastrate einen Alias zwischen 0 Hz und 51,2 kHz aus, was dem Nyquist-Band entspricht. Bei einer Unterdrückung von 100 dB wird dieses Signal um das 100.000-fache gedämpft.
Siehe auch
Aliasing und Abtastung bei Frequenzen oberhalb der Nyquist-Frequenz
Unterdrückung niederfrequenter Aliassignale mit dynamischen Signalerfassungsmodulen von NI
Überspannungsschutz, Überspannungsschutz oder sicherer Betriebsbereich
Die Größe des Spannungsmoduls kann zwischen den Eingangspins für eine bestimmte Dauer standhalten, bevor es beschädigt wird.
Beispiel
Das NI 9223 verfügt über einen ±30-V-Überspannungsschutz an jedem Kanal. Das Modul hält einer maximalen Spannungsdifferenz von 30 V zwischen Pins kontinuierlich stand, ohne Schaden zu nehmen.
Das NI 9244 hat eine Überspannungsfestigkeit, die auf 1000 Veff für 1 Sekunde und 800 Veff kontinuierlich festgelegt ist. Wenn also ein 1000-Veff-Signal an das Modul angelegt wurde, ist gewährleistet, dass es nur bis zu einer Sekunde standhält, bevor es beschädigt wird. Wenn eine Spannung von 800 Veff an das Modul angelegt wird, ist gewährleistet, dass das Modul dies kontinuierlich aushält.
Bei einigen Modulen hängt der Überspannungswiderstand von der Signalfrequenz ab.In der folgenden Abbildung sehen Sie den SOA für das NI 9775. Die orangefarbene Leiterbahn zeigt die Schutzgrenze des Moduls in Abhängigkeit von Eingangsspannung und Eingangssignalfrequenz an. Wenn die Eingangssignalfrequenz beispielsweise 5 MHz beträgt, ist das Modul bis zu 30 Vpk geschützt. Bei einer Signalfrequenz von 25 MHz ist das Modul jedoch nur bis zu 10 Vpk geschützt.
Siehe auch
Kanal-zu-Kanal-Phasenkohärenz
Phasenunterschied zwischen Kanälen definiert den Phasenunterschied zwischen einem Kanal und einem Referenzkanal. Sie wird als Funktion der Eingangsfrequenz angegeben.
Beispiel
NI 9250 gibt die Kanal-zu-Kanal-Verstärkung von Finne * 0,035° (Maximum) in kHz an. Wenn die Eingangssignalfrequenz beispielsweise 2 kHz beträgt, beträgt die maximale Phasendifferenz an einem Kanal relativ zu einem anderen Kanal des Moduls 0,07°.
Sample-Rate
Die Sample-Rate gibt an, wie oft ein A/D-Wandler Daten von analogen in digitale Werte umwandelt. Manche Module haben nur einen A/D-Wandler, so dass die Sample-Rate von allen Kanälen gemeinsam genutzt oder gemultiplext wird. Dies wird auch als Abtastmodus bezeichnet. Andere Module haben einen speziellen A/D-Wandler pro Kanal, der auch als Simultanabtastmodus bezeichnet wird. Die Sample-Rate wird in Samples pro Sekunde (S/s) oder in Samples pro Sekunde pro Kanal (S/s/ch), wenn mehrere Kanäle erfasst werden.
Beispiel
NI 9205 gibt eine Sample-Rate von insgesamt 250 kS/s an. Das NI 9205 ist ein Multiplexmodul und hat nur einen A/D-Wandler. Wenn es für die Erfassung an allen 16 differentiellen Kanälen konfiguriert ist, beträgt die maximale Sample-Rate an jedem Kanal 15,625 kS/s (250/16).
NI 9223 gibt eine Sample-Rate von 1MS/s pro Kanal an. Das NI 9223 ist ein Simultaneingangsmodul mit einem unabhängigen A/D-Wandler, so dass die Sample-Rate an jedem Kanal 1 MS/s beträgt.
Surge widerstehen
Die Höhe der plötzlichen Spannung, der das Modul für eine bestimmte Dauer standhält, bevor es beschädigt wird.
Beispiel
NI 9244 gibt eine Überspannungsfestigkeit von 8 kV (1,2 μs / 50 μs) an. Das Modul wurde mit einem Überspannungssignalverlauf getestet (siehe folgende Abbildung). Dabei beträgt Um 8 kV.
Siehe auch
TEDS (Transducer Electronic Data Sheet)
TEDS ist ein IEEE1451.4-Standard für Sensoren, die kritische Attribute für Module bereitstellen, um Signale eines analogen Sensors ordnungsgemäß zu verwenden.
Beispiel
Das NI 9250 unterstützt TEDS der Klasse 1 nach IEEE 1451.4.
Siehe auch
Analogausgang
Ansteuerbare kapazitive Last
Wie viel Kapazität das Modul fahren kann, bevor die Genauigkeitsspezifikationen der Module überschritten werden. Das Überschreiten dieses Werts garantiert nicht mehr, dass die Integrität des Ausgangssignals den Spezifikationen entspricht.
Beispiel
Das NI 9264 hat eine Kapazität von maximal 1.500 pF.
Stromantrieb (für Spannung)
Die maximale Stromstärke, die ein Modul ausgeben kann. Diese gibt auch die Lastimpedanz an, die das Modul bei vollem Ausgangsbereich fahren kann. Sie wird in der Regel für jeden Kanal und als Maximum pro Modul angegeben. Das Überschreiten dieser Spezifikation beeinträchtigt die Fähigkeit des Moduls, den vollen Ausgangsbereich beizubehalten, beschädigt das Modul jedoch nicht, da das Modul einen Kurzschlussschutz bietet. NI-Chassis unterstützen Module mit maximalem Strom in allen Slots gleichzeitig.
Beispiel
Das NI 9264 hat folgende aktuelle Antriebsspezifikationen:
Wenn das Modul für die Ausgabe an einem Kanal konfiguriert ist, beträgt die Stromstärke des Kanals ±4 mA. Eine andere Betrachtungsweise ist, dass zur Ausgabe von ±10 V an einem Kanal der Lastwiderstand mindestens
10 V / 4 mA = 2,5 kΩ.
Wenn das Modul jedoch für die Ausgabe an mehreren Kanälen konfiguriert ist, ist der Gesamtstrom des Moduls auf ±16 mA begrenzt. Wenn das Modul beispielsweise für die Ausgabe einer Spannung an vier Kanälen konfiguriert ist und die Last an jedem der vier Kanäle ± 4 mA beträgt, kann das Modul dies tun, da der maximale Strom von ±16 mA noch nicht überschritten wurde. Wenn es jedoch fünf statt vier Kanäle wären, kann das Modul nicht mehr mit ±4 mA pro Kanal betrieben werden, da der Gesamtstrom des Moduls ±16 mA überschritten hat.
Differenzielle Nichtlinearität (DNL) / Integrale Nichtlinearität (INL)
DNL ist die Differenz zwischen der idealen Schrittweite eines D/A-Wandlers und dem tatsächlich ausgegebenen Wert (in der Regel in LSB gemessen). Bei einem idealen D/A-Wandler wäre der DNL-Wert 0 LSB. Die INL ist die Gesamtwirkung der DNL. Daher wird die INL-Spezifikation häufig bei Genauigkeitsberechnungen verwendet.
Beispiel
Die DNL des NI 9264 ist auf ±1 LSB (Maximum) und die INL auf ±12 LSB (Maximum) festgelegt. Dies bedeutet für jeden vom D/A-Wandler ausgegebenen Wert, dass der tatsächliche Wert um ±1 LSB vom programmierten Wert abweichen kann. Wenn der Benutzer den D/A-Wandler beispielsweise so programmiert, dass er einen Wert von 1 V ausgibt, kann die Ausgabe (Genauigkeitseffekte nicht eingeschlossen) zwischen den folgenden Werten liegen:
Siehe auch
Auflösung von Digital/Analog-Wandlern
Die Anzahl der Bits, durch die ein analoges Signal bei der Umwandlung von einem Digitalwert dargestellt wird.
Beispiel
Das NI 9264 hat eine D/A-Wandler-Auflösung von 16 Bit. Das heißt, es können 2^16 oder 65.536 diskrete Werte im Ausgangsbereich von ±10 V ausgegeben werden, wobei jeder Schritt 10 V / 65.536 = 305 μV beträgt.
Siehe auch
Monotonie
Durch die Monotonie wird gewährleistet, dass bei ansteigenden D/A-Wandler-Codes auch die Ausgangsspannung ansteigt. Ein Modul ist garantiert monoton, wenn der DNL nicht größer als ±1 LSB ist.
Beispiel
Der DNL-Wert des NI 9264 beträgt maximal ±1 LSB, was bedeutet, dass die Monotonie des Moduls gewährleistet ist. Außerdem wird eine Monotonie von 16 Bit angegeben, was bedeutet, dass der Übergang zwischen allen 16 Bit monoton ist.
Siehe auch
Maximale Last, Maximale Widerstandslast für Strom
Gibt die maximale Last an, die ein Stromausgangsmodul für einen gegebenen Lastwiderstand fahren kann, bevor es die Compliance-Spannung erreicht.
Beispiel
Das NI 9265 hat eine maximale Last von 600 Ω für den Ausgangsstrom bei 20 mA, da die Compliance-Spannung des Moduls 12 VDC beträgt. Die Nachgiebigkeitsspannung und der Ausgangsstrom bestimmen den maximalen Lastantrieb des Moduls. Wenn der gewünschte Ausgangsstrom beispielsweise nur 10 mA beträgt, kann das Modul stattdessen Lasten bis zu 12 V / 10 mA = 1,2 kΩ ansteuern.
Siehe auch
Ausgangsimpedanz
Ausgangsimpedanz ist die Impedanz, die wie nachstehend dargestellt effektiv in Reihe mit einem analogen Ausgangskanal liegt:
Durch eine niedrige Ausgangsimpedanz kann mehr von der erzeugten Spannung über die Last des Analogausgangs abgegeben werden. Es ist wichtig, die Ausgangsimpedanz zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass die gewünschte Spannungsgenauigkeit erreicht wird.
Beispiel
Das NI 9264 hat eine Ausgangsimpedanz von 2 Ω. Das bedeutet, dass bei einer angeschlossenen Last mit einer Impedanz von 500 Ω und einer vom Benutzer spezifizierten Spannung von 1 V die tatsächliche Spannung an der Last um 0,996 V, d. h. 4 mV, niedriger als erwartet wäre. Bei dieser Spannung werden dem Modul auch 1,99 mA entnommen.
Ausgangsbereich
Die maximalen positiven und negativen Werte, die vom Modul erzeugt werden können. Manche Geräte haben mehrere Ausgangsbereiche, die verwendet werden können, um bei Signalen mit niedrigerem Pegel eine höhere Auflösung zu erzielen.
Beispiel
Das NI 9265 ist ein Stromausgangsmodul mit einem Ausgangsbereich von 0 mA bis 20 mA.
Das NI 9264 ist ein Spannungsausgangsmodul mit einem Ausgangsbereich von ±10 V.
Siehe auch
Maximale Last, maximale Widerstandslast für Strom
Unterschiede zwischen Genauigkeit, Code-Breite und Auflösungs-Bits
Einschwingzeit
Die Zeit, die erforderlich ist, bis sich ein analoger Ausgabewert innerhalb eines bestimmten Genauigkeitsgrades stabilisiert hat. Die Einschwingzeit hängt von der Lastkapazität ab. Eine geringere Lastkapazität kann zu einer kürzeren Einschwingzeit führen.
Beispiel
Das NI 9264 gibt die Einschwingzeit an als:
Hier gilt die Einschwingzeit für 100 pF Lastkapazität und die angegebene Zeit gibt an, wie lange es dauert, bis sich die Ausgabe innerhalb von 1 LSB eingeschwungen hat. Bei einer Schrittweite von 20 V mit einer Ausgangsspannung von -10 V bis 10 V dauert es 20 μs, sich auf 9,999695 V einzuschwingen. Bei einer Schrittweite von 1 V oder 0,1 V dauert die Einschwingzeit weniger.
Flankensteilheit
Die Flankensteilheit gibt die Änderungsrate für die analogen Ausgangskanäle in einem bestimmten Gerät an. Sie wird in der Regel in V/µs gemessen. Die Einschwingzeit für die Ausgabe wird unter Berücksichtigung der bereits in der Berechnung enthaltenen Anstiegszeit berechnet. Es ist wichtig, die Flankensteilheit beim Entwurf eines Systems für Hochfrequenzsignale mit hoher Amplitude zu berücksichtigen, da der große Amplitudenhub die Flankensteilheit für ein bestimmtes Gerät übersteigen kann.
Beispiel
Das NI 9264 hat eine Rate von 4 V/μs. Das bedeutet, dass die höchste theoretische Frequenz, die erzeugt werden kann, wenn der Ausgang zwischen -10 V und 10 V umschaltet, 200 kHz beträgt. Wir wissen jedoch, dass es nicht möglich ist, ein 200 kHz-Signal zu erzeugen, da hier die Ausgangsdatenrate des Moduls nur 25 kS/s beträgt. Die Flankensteilheit kann hier als Begrenzung der Signalflanke statt als Begrenzung der Ausgangsfrequenz angesehen werden.
Siehe auch
Ausgaberate
Bei der analogen Ausgabe gibt Update-Rate an, wie oft das Modul eine Ausgabe erzeugt. Die meisten Geräte von NI verfügen über einen einzigen D/A-Wandler pro analogem Ausgangskanal, teilen sich jedoch alle den FIFO, in dem die analogen Ausgabedaten gespeichert werden. Die Ausgaberate kann zuweilen durch die Rate, mit der Daten aus diesem FIFO gelesen und an die verschiedenen geräteeigenen D/A-Wandler übertragen werden können, begrenzt sein, wenn mehrere AO-Kanäle auf demselben Gerät verwendet werden. Die Ausgaberate wird, wenn die Ausgabe von einem einzelnen Kanal erfolgt, in Samples pro Sekunde (S/s) oder, wenn die Ausgabe von mehreren Kanälen erfolgt, in Samples pro Sekunde pro Kanal (S/s/ch) gemessen.
Beispiel
Basierend auf den Spezifikationen für NI 9264 benötigt das Modul mindestens 3,1 μs, um seine Ausgabe zu aktualisieren, wenn es für die Ausgabe an nur einem Kanal konfiguriert ist. Es dauert länger, wenn es für die Ausgabe an mehreren Kanälen konfiguriert ist.
Analog allgemein
Genauigkeitsverstärkung und Offset
Die Genauigkeit gibt an, wie nahe der Wert einer Messung am richtigen Wert ist. Die absolute Genauigkeit über den gesamten Bereich ist eine berechnete theoretische Genauigkeit unter der Annahme, dass der gemessene Wert die maximale Spannung ist, die in einem gegebenen Bereich unterstützt wird. Die Genauigkeit einer Messung ändert sich, wenn sich die Art der Messung selbst ändert. Um einen Vergleich zwischen verschiedenen Geräten ziehen zu können, wird daher die Genauigkeit über den gesamten Bereich geprüft. Dabei ist zu beachten, dass die absolute Genauigkeit über den gesamten Bereich auf Annahmen hinsichtlich der Umgebungsvariablen, wie z. B. einer Betriebstemperatur von 25 °C, basiert, die in der Praxis unterschiedlich sein können.
- Positiver Maximalwert im Nennbereich: der ideale positive Maximalwert, der in einem bestimmten Bereich gemessen werden kann
- Negativer Maximalwert im Nennbereich: der ideale negative Maximalwert, der in einem bestimmten Bereich gemessen werden kann
- Kalibrierter Verstärkungsfehler: dem Instrumentenverstärker inhärenter Verstärkungsfehler, der bekanntlich nach einer Selbstkalibrierung auftritt
- Verstärkungs-Temperaturkoeffizient: der Koeffizient, der angibt, wie sich die Temperatur im Verhältnis zur Temperatur bei der letzten Selbstkalibrierung auf die Verstärkung auswirkt
- Kalibrierter Offset-Fehler: der dem Instrumentenverstärker inhärente Offset-Fehler, der bekanntlich nach einer Selbstkalibrierung auftritt
- INL-Fehler (relative Genauigkeitsauflösung): die maximale Abweichung vom idealen Ausgangswert am Spannungsausgang eines A/D-Wandlers. Kann als Worst-Case-DNL aufgefasst werden.
- Offset-Temperaturkoeffizient: der Temperaturkoeffizient, der angibt, wie sich die Temperatur bei einer A/D-Wandlung im Vergleich zur Temperatur bei der letzten Selbstkalibrierung auf den Offset auswirkt
Beispiel
NI 9223 veröffentlicht die obige Tabelle unter Genauigkeit. Wenn das Modul beispielsweise für die Ausgabe kalibrierter Daten konfiguriert ist und 5 VDC gemessen wird, beträgt der maximal erwartete Verstärkungsfehler für den gesamten Betriebstemperaturbereich ±0,20% x 5 V = ±10 mV. Der Offset-Fehler beträgt ±0,10% x 10 V = ±10 mV, so dass die Gesamtunsicherheit bei der Messung eines 5-V-Signals 5 V ±20 mV beträgt.
Siehe auch
Wie werden die absolute Genauigkeit und die Systemgenauigkeit berechnet?
Übersprechen
Das Maß dafür, wie stark ein Signal auf einem Kanal in einen Nachbarkanal einkoppeln oder diesen beeinflussen kann. Ein Übersprechen liegt immer dann vor, wenn ein Signal mit veränderlicher Amplitude auf einem Draht oder einer Leiterplattenbahn vorhanden ist, der bzw. die sich physisch in der Nähe eines anderen Drahts oder einer anderen Leiterplattenbahn befindet. Übersprechen wird manchmal auch als Ghosting, Fließkomma oder andere unerwartete Spannungen bezeichnet.
Beispiel
Das NI 9224 hat eine Übersprechspezifikation von -125 dB bei einer Eingangsfrequenz von 1 kHz. Wenn AI 0 beispielsweise mit einem Eingangssignal von 10 Vpk, 1 kHz angesteuert wird, wird ein Signal von 5,6 μVpk, 1 kHz an AI 1 angekoppelt.
Siehe auch
Spurious-Free Dynamic Range (SFDR)
Der Spurious-Free Dynamic Range (SFDR) ist der nutzbare dynamische Bereich, in dem das Grundsignal durch keine Störgeräusche gestört oder verzerrt wird. Die Amplitude des Grundsignals beträgt in der Regel -1 dBFs. SFDR ist das Maß, wenn das Amplitudenverhältnis zwischen der fundamentalen und der größten harmonischen oder nicht harmonischen Sporn von DC zur vollen Nyquist-Bandbreite (halbe Sample-Rate) ist. Ein Störsignal in einem beliebigen Frequenzbereich des Spektrumanalysators oder einer Fourier-Transformation des analogen Signals in dBc.
In der folgenden Abbildung sehen Sie, wie SFDR gemessen wird.
Beispiel
Der nicht harmonische SFDR des NI 9250 beträgt 138 dBF.
Siehe auch
IEPE-Erregerstrom
Dies ist der Erregerstrom, den das Modul an IEPE-Sensoren liefern kann. Es kann in Software ein- oder ausgeschaltet werden.
Beispiel
Das NI 9232 gibt einen typischen Erregerstrom von 4,25 mA an.
IEPE-Erregerspannung
Dies ist der Spannungsabfall, den die IEPE-Schaltung verarbeiten kann, während sie ihre konstante Stromversorgung aufrechterhält.
Beispiel
Das NI 9232 gibt eine IEPE-Erregerspannung (als Compliance-Spannung) von mindestens 22 V an, die über Software aktiviert oder deaktiviert werden kann.
Siehe auch
Flachheit
Die Signale innerhalb eines Durchlassbereichs haben eine frequenzabhängige Verstärkung oder Dämpfung. Die geringe Verstärkungsabweichung gegenüber einer Referenzfrequenz wird Durchlassebene genannt.
Beispiel
NI 9250 gibt eine Flachheit von maximal 0,03 dB (DC bis 20 kHz) an. Das bedeutet, dass die maximale Abweichung zwischen einem Signal bei DC und 20 kHz höchstens 0,03 dB beträgt.
Siehe auch
Kanal-zu-Kanal-Phasenkohärenz
Phasenunterschied zwischen Kanälen definiert den Phasenunterschied zwischen einem Kanal und einem Referenzkanal. Sie wird als Funktion der Eingangsfrequenz angegeben.
Beispiel
NI 9250 gibt die Kanal-zu-Kanal-Verstärkung von Finne * 0,035° (Maximum) in kHz an. Wenn die Eingangssignalfrequenz beispielsweise 2 kHz beträgt, beträgt die maximale Phasendifferenz eines Kanals relativ zu einem anderen Kanal 0,07°.
Intermodulationsverzerrung (IMD)
IMD ist ein weiteres Maß für Verzerrungen aufgrund von Nichtlinearität im Modul. IMD wird häufig verwendet, um die Verzerrung eines Moduls nahe der Hochfrequenzgrenze des Moduls oder des Messsystems zu messen. Wenn der Eingang des Moduls ein Mehrfrequenzsignal ist, würde die Nichtlinearität im Modul dazu führen, dass sich die Schwingungen mischen und neue Schwingungen im Spektrum erzeugen, die unerwünscht sind. Der Pegel dieser neuen Signale wird durch IMD definiert.
Beispiel
NI 9250 gibt Intermodulationsverzerrungen an, die nach zwei Standards getestet werden: -101 dB (SMTPE 60 Hz + 7 kHz) und -103 dB (CCIF 14 kHz + 15 kHz).
Siehe auch
Eingangsbandbreite
Die Eingangsbandbreite, oft auch als -3 dB Bandbreite bezeichnet, ist die Frequenz, bei der der Betrag des Signals 3 dB unter dem Betrag des Signals bei DC liegt. Der Industriestandard -3dB gibt die Eingangsbandbreite des Produkts an.
Beispiel
NI 9224 gibt eine Eingangsbandbreite von 1,3 kHz an. Bei einem Eingangssignal von 1 VDC würde das Modul 1 VDC messen. Wenn der Eingang des Moduls ein 1-Vpk-Signal mit einer Frequenz von 1,3 kHz war, beträgt der Betrag des Signals 0,707 Vpk.
Siehe auch
LSB-Gewichtung oder Skalierungskoeffizient
Dies ist ein Skalierungskoeffizient, der multipliziert mit dem A/D-Wandlerausgang (in Codes) die technischen Einheiten ergibt. Die Kenntnis dieser Skalierung ist nur beim Einlesen von rohen A/D-Wandlercodes wichtig, da sonst die Skalierung von Codes in technische Einheiten beim Lesen im kalibrierten Modus erfolgt.
Beispiel
Das NI 9244 gibt einen Skalierungskoeffizienten von 118.911 nV/LSB an. Dies bezieht sich auf den angegebenen Eingangsbereich in Spannung von 997,5 Vpk. Wenn ein NI 9244 mit einem positiven Full-Scale-Eingang angesteuert wird, lautet der A/D-Wandler-Code 8.388.608, was 2^23 entspricht. Der A/D-Wandler-Code wird hier auf die Potenz von 23 anstelle von 24 erhöht, da das Modul interne Softwarebearbeitungen durchführt, um das eine der 24 Bits als Vorzeichenbit zu verwenden. Somit sind 8.388.608 x 118.911 nV/LSB = 997,5 Vpk ; ebenfalls wenn der Eingang auf negativem Full-Scale liegt, lautet der A/D-Wandler-Code -8.388.608 x 118.911 nV/LSB = -997,5 Vpk
Verstärkung und Offset-Drift
Verstärkung und Offset-Drift definieren, wie stark sich Verstärkung und Offset-Fehler in Abhängigkeit von der Temperatur ändern können. Sie wird oft als Änderung pro Grad Celsius angegeben.
Beispiel
Das NI 9224 hat eine Verstärkungsdrift von ±17 ppm/°C und eine Offset-Drift von 21 μV/°C. Das bedeutet für eine typische Karte, dass sich der Verstärkungsfehler bei jedem Grad Celsius um 17 ppm und der Offsetfehler bei jedem Grad Celsius um 21 μV ändert. Die Verstärkungsdrift gilt nur für die typische Spezifikation und außerhalb des ±5 °C-Fensters.
Siehe auch
Wie werden die absolute Genauigkeit und die Systemgenauigkeit berechnet?
Nichtlinearität der Phase
Idealerweise stehen in einem linearen Phasensystem Phase und Frequenz des Signals in einem linearen Zusammenhang. Das bedeutet, dass Eingangssignale aller Frequenzen die gleiche Zeitverzögerung durch das System haben. Phasennichtlinearität ist ein Ausdruck dafür, inwieweit die Phasen-Frequenz-Funktion vom Ideal abweicht.
Beispiel
NI 9239 gibt die Phasennichtlinearität von maximal 0,11° an. Dies bedeutet, dass die maximal zu erwartende Abweichung von der idealen linearen Frequenz-Phase CURVE 0,11° beträgt.
Gesamtklirrfaktor (THD)
In einem idealen System führt die schnelle Fourier-Transformation (FFT) eines Sinuselements zu einem Spitzenwert bei einer bestimmten Frequenz. In realen Systemen führen Nichtlinearität und Rauschen jedoch zu Unvollkommenheiten. Wenn ein Signal einer bestimmten Frequenz f1 ein nicht lineares System durchläuft, besteht der Ausgang aus f1 und seinen Harmonischen.
Klirrfaktor ist das Maß für die in den Harmonischen des Signals enthaltene Leistung relativ zur Leistung in der Grundschwingung. Gesamtklirrfaktor (THD) ist ein Maß für die Leistungssumme aller Harmonischen im Spektrum relativ zur Leistung in der Grundschwingung. Sie kann als Leistungsverhältnis oder Prozentverhältnis definiert werden.
In Leistungsverhältnis ausgedrückt:
Dabei ist PTHD die Leistung des Gesamtklirrfaktors, P fund die Grundsignalleistung in dB und P harm die Gesamtleistung der Harmonischen in dB.
Prozentual ausgedrückt:
Dabei ist U kN die Amplitude der N-ten Harmonischen, U fund die Grundsignalamplitude.
Beispiel
NI 9223 gibt THD von -85 dB an, wobei ein 20-Vpp-Signal bei 1 kHz das Testsignal ist. Das bedeutet, dass der Leistungsunterschied zwischen der Grundfrequenz bei 1 kHz und der Summe aller Harmonischen -85 dB entspricht.
Siehe auch
Thermoelement-Subsystem-Spezifikationen
Genauigkeit des Sensors für die Kaltstellenkompensation
Das Thermoelement selbst beruht auf dem Prinzip, dass an der Kontaktstelle zweier unterschiedlicher Metalle ein elektrisches Potential anliegt. CJC wird notwendig, da die Verbindung zwischen jedem Ende des Thermoelements und Ihrem Messsystem (Anschlussblock, Anschlussblock) auch eine Potentialdifferenz zur Thermoelementspannung hinzufügt. Dies wird durch die Verwendung eines integrierten CJC-Sensors zur Temperaturmessung zwischen Thermoelement und Messsystem ausgeglichen. Die Genauigkeit des CJC-Sensors ist nur die Genauigkeit des CJC-Sensors.
Beispiel
Das NI 9212 gibt die CJC-Genauigkeit für beide unterstützten Steckverbindertypen an. Die CJC-Genauigkeit wird in der veröffentlichten Gesamtgenauigkeit des Thermoelements berücksichtigt, z. B. Tabelle 1 im Datenblatt des NI 9212.
Siehe auch
Eingangsstrom zur Erkennung offener Thermoelemente (OTD) oder Eingangsstrom zur Erkennung offener Thermoelemente (OTD)
Die Schaltung zur Erkennung offener Thermoelemente (OTD) dient zur Erkennung von Thermoelementschäden oder Thermoelementfehlern. Die OTD-Schaltung erkennt Thermoelemente, die beim Anschließen an das Messgerät eine offene Kontaktstelle haben können, indem sie Strom in das Thermoelement einspeist und die Spannung zurückliest. Bei geöffnetem Thermoelementkontakt wird ein signifikant hoher Spannungswert ausgegeben. Der in das Thermoelement eingekoppelte Strom ist der Eingangs-OTD-Vorspannungsstrom. Bei manchen Systemen kann der OTD-Status programmatisch abgefragt werden, um unerwartete Messwerte zu vermeiden.
Beispiel
NI 9212 gibt einen Eingangs-OTD-Vorspannungsstrom von 37,4 nA bei 23 °C ±5 °C an. Beträgt beispielsweise die Source-Impedanz des Thermoelements 0,5 Ω, so ist aufgrund des OTD-Biasstroms ein zusätzlicher Fehler von 18,7 nV zu erwarten.
Siehe auch
Vorspannungsstromdrift der Erfassung offener Thermoelemente
Die Schaltung zur Erkennung offener Thermoelemente (OTD) dient zur Erkennung von Thermoelementschäden oder Thermoelementfehlern. Eingangs-OTD-Biasstromdrift gibt an, wie stark sich die Eingangs-OTD-Biasstromdrift in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Sie wird oft als Änderung pro Grad Celsius angegeben.
Beispiel
Die Drift des Eingangs-OTD-Vorspannungsstroms des NI 9212 beträgt maximal ±12 pA/°C. Dieser Wert ist auf 23 °C normalisiert
Wenn beispielsweise die Source-Impedanz des Thermoelements 0,5 Ω und die Betriebsumgebungstemperatur des Moduls 43 °C beträgt, kann mit einem zusätzlichen Fehler von 20 x ±12 pA/°C x 0,5 Ω = 120 pV gerechnet werden.
Siehe auch
Offset-Fehler von Source-Impedanz bei offener Thermoelementerkennung (OTD)
Die Schaltung zur Erkennung offener Thermoelemente (OTD) dient zur Erkennung von Thermoelementschäden oder Thermoelementfehlern. Der Offset-Fehler von der Source-Impedanz mit OTD ist der auf 1 Ω normalisierte Eingangs-OTD-Vorspannungsstrom.
Beispiel
Wenn der Offset-Fehler der Source-Impedanz mit OTD 37,4 nV pro Ω bei 23 °C ± 5 °C beträgt. Beträgt beispielsweise die Source-Impedanz des Thermoelements 0,5 Ω, so ist aufgrund des OTD-Biasstroms mit einem zusätzlichen Fehler von 18,7 nV zu rechnen.
Siehe auch
Einschwingzeit offener Thermoelemente beim Ein-/Ausschalten des OTD
Die Schaltung zur Erkennung offener Thermoelemente (OTD) dient zur Erkennung von Thermoelementschäden oder Thermoelementfehlern. Bei Modulen wie dem NI 9214 ist es möglich, die OTD-Einstellungen über Software ein- und auszuschalten.
Offene Thermoelement-Einschwingzeit beim Ein-/Ausschalten der OTD ist die empfohlene Wartezeit nach dem Aktivieren oder Deaktivieren der OTD-Schaltung, bevor Temperaturmessungen durchgeführt werden.
Beispiel
Das NI 9214 gibt eine Einschwingzeit von 6 Sekunden an, bevor eine Temperaturmessung nach dem Ein- oder Ausschalten des OTDs empfohlen wird.
Siehe auch
Wartezeit nach Ein-/Ausschalten der Erkennung offener Thermoelement-Stromkreise
Die Schaltung zur Erkennung offener Thermoelemente (OTD) dient zur Erkennung von Thermoelementschäden oder Thermoelementfehlern. OTD-Einschwingzeit ist die Zeit, die das Modul benötigt, bis das offene Thermoelement erkannt wird.
Bei den meisten Modulen ist diese Zahl so klein, dass sie nicht angegeben wird. Der Wert wird jedoch in Fällen angegeben, in denen die Zahl signifikanter ist.
Beispiel
Die Einschwingzeit offener Thermoelemente beträgt 0,75 Sekunden. Wenn ein Thermoelement geöffnet ist, würde es 0,75 Sekunden dauern, bis das Modul es erkennt.
Siehe auch
Messempfindlichkeit
Messempfindlichkeit bezeichnet die kleinste von einem Sensor erkennbare Temperaturänderung. Sie gilt für Thermoelemente und der genaue Wert hängt vom Thermoelementtyp ab. Dies ist vergleichbar mit der LSB-Gewichtsspezifikation, bei der die kleinste Spannungsänderung von einem Spannungseingangsmodul erfasst werden kann.
Beispiel
NI 9212 gibt eine Messempfindlichkeit von 0,05 °C für Thermoelemente des Typs J, K, T und E an, wenn das Modul im Hochgeschwindigkeitsmodus betrieben wird. Das bedeutet, dass die kleinste Temperaturänderung, die bei Verwendung dieser Thermoelementtypen festgestellt werden kann, 0,05 °C beträgt.
Siehe auch
Temperaturmessbereich
Dieser Bereich gibt die höchsten und niedrigsten Temperaturen an, die mit dem Modul mit garantierter Genauigkeit gemessen werden können.
Beispiel
Der Temperaturmessbereich des NI 9214 umfasst alle vom National Institute of Standards and Technology (NIST) definierten Temperaturbereiche für alle unterstützten Thermoelementtypen (J, K, T, E N, B, R, S). So kann das NI 9214 beispielsweise im Temperaturbereich von -270 °C bis 1260 °C messen.
Siehe auch
Definitionen und Temperaturbereiche von Thermoelementen - NIST
Thermoelementtypen
Gibt den Thermoelementtyp an, der mit dem Modul verwendet werden kann. Thermoelementtypen sind standardisiert und nach Buchstabentyp gekennzeichnet, wobei jeder Typ aus einer bestimmten chemischen Zusammensetzung besteht und jeder für Messungen in einem bestimmten Temperaturbereich geeignet ist.
Beispiel
Das NI 9212 kann mit Thermoelementen des Typs J, K, T, E, N, R, S und B verwendet werden.
Siehe auch
Definitionen und Temperaturbereiche von Thermoelementen - NIST
Spezifikationen zum digitalen Subsystem
Digitale Erfassung
Eingangsstrom, Eingangs-High-Strom (IIH) oder Eingangs-Low-Strom (IIL)
Im Idealfall ist die Eingangsimpedanz eines Geräts unendlich, und es wird kein Strom gezogen; dies ist jedoch in der Praxis nicht erreichbar. Beim Einlesen eines digitalen Werts bei entweder 0 V oder 5 V wird von der digitalen Eingangsschaltung des NI-Geräts eine kleine Strommenge gezogen. Die Strommenge, die bei der Messung eines hohen Spannungspegels gezogen wird, ist High-Eingangsstrom. Dem entsprechend ist die Strommenge, die bei der Messung eines niedrigen Spannungspegels gezogen wird, Low-Eingangsstrom. Es ist wichtig sicherzustellen, dass ein einer Messung unterzogenes digitales Signal die Fähigkeit besitzt, die angegebenen Stromwerte zu tolerieren. Je nach Modul kann diese Angabe als Eingangsstrom, IIH, IIL oder unter digitalen Logikpegeln als Senk- und/oder Quellstrom aufgeführt werden.
Beispiel
Das NI 9403 senkt oder speist bis zu 250 μA, wenn 0 V ≤ Vin ≤ 5 V. Das NI 9402 speist entweder bis zu 55 μA, wenn Vin = 0 V oder bis zu 150 μA, wenn Vin = 4,5 V.
Das NI 9426 liefert im AUS-Zustand bis zu 150 μA oder im EIN-Zustand mindestens 330 μA. Dies gilt für alle digitalen Leitungen.
Siehe auch
Eingangsimpedanz oder Eingangswiderstand
Eingangs-High-Spannung (VIH) oder Eingangs-Low-Spannung (VIL) oder Eingangsspannung
Eingangskapazität
Die Eingangskapazität kann zur Bestimmung der Eingangsimpedanz verwendet werden, wenn die Eingangsschaltung eines NI-Moduls mehr als einen typischen Pulldown-Widerstand umfasst. Die Eingangsimpedanz wird benötigt, um die Stromstärke zu bestimmen, die zur Ansteuerung eines Eingangs eines Moduls benötigt wird. Sie kann nach folgender Formel berechnet werden:
Wobei:
Ucc die Spannung ist, die von der Schaltung des Benutzers bereitgestellt wird, die das NI 9401 ansteuert
fin die Frequenz der Spannung ist, die von der Schaltung des Benutzers bereitgestellt wird, die das NI 9401 ansteuert
C(in,9401) die im Handbuch angegebene Eingangskapazität ist
C-Kabel die Kapazität des verwendeten Kabels ist
I(in,9401) der Eingangsstrom des NI 9401 ist
Beispiel
Das NI 9401 gibt eine Eingangskapazität von 30 pF an. Da das NI 9401 einen DIO-TTL-Signaltyp bietet, hat die Impedanz in der Regel keinen Einfluss auf diese Arten von Anwendungen. Stattdessen ist der aktuelle Antrieb die Fahrspezifikation, die anhand der obigen Formel berechnet werden kann.
Wenn Sie z. B. ein 2,2-V-Signal bei 10 kHz bereitstellen, beträgt der erforderliche Strom zur Ansteuerung des Eingangs Iinput=[2,2 V x 500 kHz x (30 pF + 1000 pF)+ 250mA] = 251,133 mA.
Siehe auch
Was ist die Impedanz des NI 9401?
Eingangsimpedanz oder Eingangswiderstand
Die Eingangsimpedanz gibt an, in welchem Maße die Eingangsschaltung verhindert, dass Strom zum Digitaleingang COM durchfließt. Einige Module unterteilen diese Spezifikation in Eingangswiderstand und Eingangskapazität. Diese Module haben keine lineare I/V CURVE und können anschließend für alle Spannungen einen einzigen Widerstandswert aufweisen. Da die Impedanz eine starke Funktion der Spannung ist, geben einige Module keine Eingangsimpedanz an, sondern liefern bei einer gegebenen Spannung erwartete Ströme.
Beispiel
Das NI 9402 gibt einen Eingangswiderstand von mindestens 49 kΩ an.
Inzwischen gibt das NI 9426 eine Eingangsimpedanz von 30 kΩ mit einer Toleranz von ±5% an. Die Kombination des Sensorausgangs und des Eingangs des NI-Moduls in Reihe bedeutet, dass die Spannung zwischen den beiden Impedanzwerten aufgeteilt wird, wobei die größere Impedanz den größten Teil der Spannung trägt. Das bedeutet, dass die vom NI-Modul gemessene Spannung die Ausgangsspannung des Sensors multipliziert mit dem Verhältnis der Eingangsimpedanz zur Summe der Eingangsimpedanz des NI-Moduls und der Ausgangsimpedanz des Sensors ist. In diesem Beispiel beträgt die Sensorausgangsimpedanz 150 Ω.
Um an einem Beispiel zu veranschaulichen, wann die Eingangsimpedanz zu einer wichtigen Spezifikation wird, nehmen wir den hypothetischen Fall an, dass ein Sensor eine extrem hohe Ausgangsimpedanz hat, z. B. 20 kΩ. Beim Anschließen des NI-Moduls an einen Sensor mit dieser extrem hohen Ausgangsimpedanz wird eine Nennspannung von 5 V des Sensors als 3,00 V gelesen.
Siehe auch
Anstiegszeit, Abfallzeit oder Anstiegs-/Abfallzeit
Theoretisch würde ein digitales Signal beim Übergang vom Low- zum High-Pegel sofort auftreten. Es dauert jedoch eine Weile, bis ein Signal zwischen High- und Low-Pegel wechselt. Die Anstiegszeit (trise) ist die Zeit, die ein Signal benötigt, um zwischen dem Low-Pegel und dem High-Pegel von 10 Prozent auf 90 Prozent der Spannung anzusteigen. Abfallzeit (tfall) ist die Zeit, die ein Signal benötigt, um zwischen dem Low-Pegel und dem High-Pegel von 90 Prozent auf 10 Prozent der Spannung abzufallen.
Beispiel
Das NI 9401 gibt eine Anstiegs-/Abfallzeit von maximal 500 ns an. Das bedeutet, dass beim Lesen eines Signals, das von TTL-Low auf TTL-High wechselt, der Übergang von 0,525 V auf 4,725 V bis zu 500 ns dauern kann.
Einrichtzeit
Einrichtzeit gibt an, wie viele Zeit die Eingangssignale stabil sein müssen, bevor das Modul den Messwert vom NI-Modul taktet, um einen genauen Messwert zu erhalten. Wenn die Eingangssignale während dieser Zeit nicht stabil bleiben oder innerhalb der Ober- und Untergrenze der angegebenen Spannungsschwellen liegen, können falsche Daten gemessen werden.
Beispiel
Das NI 9403 gibt eine Rüstzeit von mindestens 10 ns an. Das bedeutet, dass ein High-Signal mindestens 10 ns lang zwischen 2,2 V und 5,25 V verbleiben muss, bevor ein Lesevorgang gestartet werden kann, damit das NI 9403 den digitalen Logikpegel genau messen kann. Da das NI 9403 auch eine Haltezeit von 60 ns hat, muss das Signal mindestens 70 ns stabil bleiben.
Siehe auch
Haltezeit
HaltezeitDie Haltezeit gibt an, wie lange ein Eingangssignal nach dem Beginn eines Lesevorgangs von Modul stabil sein muss. Wenn die Eingangssignale während dieser Zeit nicht stabil bleiben oder innerhalb der Ober- und Untergrenze der angegebenen Spannungsschwellen liegen, können falsche Daten gemessen werden.
Beispiel
Das NI 9403 gibt eine Haltezeit von mindestens 60 ns an. Das bedeutet, dass ein Signal nach Beginn eines Lesevorgangs mindestens 60 ns lang stabil bleiben muss, damit das NI 9403 den digitalen Logikpegel genau messen kann. Da das NI 9403 auch eine Rüstzeit von 10 ns hat, muss das Signal mindestens 70 ns stabil bleiben.
Siehe auch
Hysterese
Hysterese definiert die Strom- und Spannungspegeländerung, die auftreten muss, damit das NI-Modul einen Übergang erkennt. In diesem Fall erfolgt der beobachtete Übergang vom High- zum unbestimmten Zustand und vom Low- zum unbestimmten Zustand. Diese Spezifikation zeigt, wie stark sich der Spannungspegel unterhalb des Spannungspegels im EIN-Zustand oder oberhalb des Spannungspegels im AUS-Zustand ändern kann, bevor er wieder in den unbestimmten Zustand eintritt. Die Stromkomponente der Hysteresespezifikation definiert ein ähnliches Verhalten für den angegebenen Strompegel.
Beispiel
Das NI 9425 gibt eine Hysterese von mindestens 2 V an. Das heißt, wenn ein Signal von 6 V auf 4,5 V übergeht (d. h. eine Änderung von 1,5 V), befindet es sich immer noch in einem unbestimmten Zustand, obwohl der logische Pegel selbst vom unbestimmten in den AUS-Zustand übergegangen ist. Wenn das Signal von 6 V auf 4 V wechselt (d. h. eine Änderung von 2 V), wechselt es in den AUS-Zustand. Der Mindeststrom von 60 μA gibt an, dass der Eingangsstrom, der direkt mit der Eingangsspannung korreliert, eingehalten werden muss.
Siehe auch
Eingangs-High-Spannung (VIH) oder Eingangs-Low-Spannung (VIL) oder Eingangsspannung
Eingangsverzögerung
Eingangsverzögerung gibt an, wie lange das Signal vom Eingangspin des Moduls bis zum Chassis- oder Controlleranschluss des 15-poligen D-Subs dauert. In Bezug auf die Eingangsspannung ist die Eingangsverzögerungszeit die Zeit, die die Spannung an einem Kanal auf dem EIN- oder AUS-Pegel verbleiben muss, um den Kanal von EIN in AUS oder von AUS in EIN zu ändern. Diese Spezifikation sollte auch bei der Bestimmung von Signalraten für eine Anwendung berücksichtigt werden, da die Eingangsverzögerungszeit länger als die zulässige Signalübergangszeit dauern kann.
Beispiel
Das NI 9411 gibt eine Eingangsverzögerungszeit von maximal 500 ns an. Daher dauert es 500 ns, bis sich das Signal ausbreitet. Das bedeutet, dass ein Signal mindestens 500 ns stabil bleiben muss, um den digitalen Logikpegel genau messen zu können.
Siehe auch
Digitalausgang
Einschaltzustand
Einschaltzustand gibt den Standardzustand (EIN oder AUS) der Ausgangskanäle beim Einschalten des NI-Moduls an.
Beispiel
Der Einschaltzustand des NI 9476 lautet "Kanäle aus". Das bedeutet, dass sich die Ausgangskanäle beim Einschalten standardmäßig im AUS-Zustand befinden.
Siehe auch
High-Spannung (VOH) oder Low-Spannung (VOL) oder Ausgangsspannung
Die Betriebsspannung liegt in Bereichen, die beim Erzeugen eines High- oder Low-Pegels von einem Ausgangssignal erwartet werden können. Die Ausgangsspannung gibt in der Regel auch den Strom an, den das Modul absenken kann, um die High- oder Low-Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten.
Beispiel
Das NI 9402 gibt an, dass die maximale Spannungsausgabe bei einer hohen Spannung 3,4 V beträgt. Bei einer niedrigen Spannung gibt das VOL an, dass das Modul 2 mA versenken und maximal 0,3 V ausgeben kann.
Siehe auch
Ausgabeverzögerungszeit
Ausgabeverzögerung ist die Zeit, die die Spannung an einem Kanal benötigt, um den Kanal von EIN in AUS oder von AUS in EIN zu ändern. Diese Zeit umfasst auch die Laufzeit vom Chassis-Anschluss bis zum Modulausgangspin. Diese Spezifikation ist bei Volllast mit dem maximalen Stromantrieb und Spannungsausgabebereich definiert. Diese Spezifikation sollte auch bei der Bestimmung von Signalaktualisierungsraten für eine Anwendung berücksichtigt werden, da die Ausgabeverzögerungszeit länger als die zulässige Signalübergangszeit dauern kann.
Beispiel
Das NI 9472 gibt eine Ausgabeverzögerungszeit von maximal 100 μs unter Volllast an. Das bedeutet, dass ein Signal bei einem Spannungsbereich von 30 V bei einem maximalen kontinuierlichen Ausgangsstrom von 0,75 A maximal 100 μs bis zum Frontend des Moduls dauern kann.
Siehe auch
Kontinuierlicher Ausgangsstrom pro Kanal
Kontinuierlicher Ausgangsstrom ist der Strom, den jeder Kanal ausgeben kann, ohne sich außerhalb der Grenzen der angegebenen Betriebsbedingungen zu bewegen. Dies kann eine Modulabschaltung oder Beschädigung beinhalten. Informationen zum Verhalten Ihres Moduls finden Sie im Datenblatt Ihres Moduls.
Beispiel
Das NI 9472 gibt einen kontinuierlichen Ausgangsstrom pro Kanal von 0,75 A an. Das NI 9472 gibt folgende Funktionsweise an, wenn mehr als 0,75 A pro Kanal bereitgestellt werden:
Geschalteter Ausgangsstrom pro Kanal
Geschalteter Ausgangsstrom ist der Strom, den jeder Kanal bei einer festgelegten Ausgangsfrequenz, maximalem Tastgrad und 2 Metern Verkabelung bereitstellen kann. Diese Spezifikation gilt für das NI 9478.
Beispiel
Das NI 9478 gibt einen geschalteten Ausgangsstrom an einem Kanal von maximal 4 A bei einer Ausgangsfrequenz von 10 kHz an. Bei einer höheren Frequenz von 20 kHz bei eingeschaltetem Kanal beträgt das Maximum 3,33 A.
Ausgangswiderstand
Ausgangswiderstand ist die Widerstandskomponente zur Eingangsimpedanz eines NI-Moduls. In der folgenden Abbildung beträgt die Ausgangsimpedanz 50 Ω. Die übereinstimmende Wellenimpedanz verbessert Signalverlust und Reflexionen.
Beispiel
Das NI 9402 gibt einen Ausgangswiderstand von mindestens 49 Ω an. Dadurch kann der Wellenwiderstand des BNC-Kabels auf 50 Ω abgestimmt werden, um eine optimale Signalintegrität zu gewährleisten.
Siehe auch
Ausgangsimpedanz
Ausgangsimpedanz (R0) ist die Impedanz, die mit einem digitalen Ausgangskanal in Reihe liegt. Durch eine niedrige Ausgangsimpedanz kann mehr von der erzeugten Spannung über die Last des Analogausgangs abgegeben werden. Es ist wichtig, die Ausgangsimpedanz zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der gewünschte Spannungspegel erreicht wird. Die Ausgangsimpedanz mit Ausgangsstrom kann zur Bestimmung der erwarteten Ausgangsspannung verwendet werden.
Beispiel
Das NI 9475 gibt eine Ausgangsimpedanz von maximal 0,14 Ω an. Verwenden der folgenden Formel mit einem maximalen kontinuierlichen Ausgangsstrom von 1 A und einer externen Stromversorgung von 60 VDC:
Usupsup - (I00 x R0)
Die minimale Ausgangsspannung für diese Anwendung kann mit 59,86 V berechnet werden.
Siehe auch
Kontinuierlicher Ausgangsstrom pro Kanal
High-Spannung (VOH) oder Low-Spannung (VOL) oder Ausgangsspannung
Verzögerung zwischen Kanälen
Maximale Verzögerung zwischen KanälenDie Maximale Verzögerung zwischen Kanälen gibt die Zeitspanne zwischen der Ausgabe des ersten Signals und des letzten Signals an. Es ist die Zeitverzögerung zwischen zwei Kanälen, die gleichzeitig aktualisiert werden sollen. Sie ist die Zeitdifferenz zwischen einer steigenden oder fallenden Flanke an einem Kanal relativ zu einem anderen, wenn die steigende oder fallende Flanke gleichzeitig gelesen oder ausgegeben wurde.
Beispiel
Das NI 9403 gibt einen Laufzeitunterschied zwischen Kanälen von maximal 265 ns an, was bedeutet, dass zwischen zwei Kanälen, die gleichzeitig durchlaufen werden, eine Verzögerung von bis zu 265 ns auftreten kann. Es gibt keine Möglichkeit, Laufzeitunterschiede an den Ausgangsleitungen dieses Moduls zu verhindern. Das NI 9401 wird für Anwendungen empfohlen, bei denen eine genauere Kontrolle über Laufzeitunterschiede erforderlich ist. Der maximale Laufzeitunterschied zwischen Kanälen beim 9401 beträgt 100 ns, was der maximalen Aktualisierungsrate entspricht.
Ausgangsspannung
Ausgangsspannung definiert den Spannungsbereich, den das NI-Modul an seinen Ausgangsleitungen bereitstellen kann. Bei diesen NI-Modulen wird die Ausgangsspannung durch die Ausgangsimpedanz, den Ausgangsstrom und den Spannungsbereich der externen Stromversorgung definiert.
Usupsup - (I00 * R0)
Beispiel
Das NI 9476 hat eine Ausgangsimpedanz von maximal 0,3 Ω und einen kontinuierlichen Ausgangsstrom von maximal 200 mA bei Verwendung einer Versorgungsspannung von 36 V DC. Unter Volllast würde die maximale Ausgangsspannung daher 35,94 V betragen.
Siehe auch
High-Ausgangsstrom (IOH) oder Low-Ausgangsstrom (IOL)
Modulausgangsstrom
Der maximale garantierte Strom, den das Modul von allen Ein-/Ausgangsleitungen aus steuern kann, ohne in einen Überstromzustand überzugehen.
Beispiel
Das NI 9403 gibt einen Modulausgangsstrom von maximal 64 mA an. Mit 32 Kanälen kann jedes Modul bis zu 2 mA speisen. Wenn mehr Strom durch die Ausgangskanäle gezogen wird, geht das Modul in einen Überstromzustand über, in dem das Modul alle DIO-Kanäle für etwa 280 ms tristatet. Das Modul verbleibt weiterhin im Überstromzustand, bis die Überstrombedingung aufgehoben wird.
Siehe auch
High-Ausgangsstrom (IOH) oder Low-Ausgangsstrom (IOL)
Spannungsbereich der externen Stromversorgung
Der Spannungsbereich der externen Stromversorgung (Usup oder Usup-to-COM) definiert den zulässigen Spannungsbereich der Gleichstromversorgung.
Beispiel
Das NI 9476 definiert einen Spannungsbereich der externen Stromversorgung von 6 V DC bis 36 V DC. Einige NI-Module, wie das NI 9411, stellen diese Informationen unter dem Abschnitt Externe Stromversorgung bereit.
Siehe auch
Usup-Stromverbrauch
Der Usup-Stromverbrauch gibt die maximale Stromstärke an, die von der externen Stromversorgung des Benutzers benötigt wird.
Beispiel
Das NI 9476 definiert einen Usup-Stromverbrauch als 28 mA. Das heißt, die externe Stromversorgung des NI 9476 muss bis zu 28 mA Strom liefern können.
Siehe auch
Digital allgemein
Digitale Einschaltleitungsrichtung
Bei bidirektionalen Modulen gibt die Richtung der digitalen Einschaltleitung an, ob die Leitungen beim Einschalten des Moduls als Ein- oder Ausgänge voreingestellt sind.
Beispiel
Die Leitungen des NI 9403 verwenden beim Einschalten standardmäßig Eingangskanäle.
Maximale Signalschaltfrequenz oder maximale I/O-Schaltfrequenz
Die Schaltfrequenz gibt an, wie schnell die Modulschaltung aktualisiert werden kann. Dadurch verpasst das Modul möglicherweise einen High-Low- oder Low-High-Übergang, wenn dieser schneller als die Schaltfrequenz auftritt. Diese Spezifikation ist für Anwendungen relevant, die ein CompactRIO-Chassis verwenden. Je nach gewünschtem Tastgrad und gewünschten Raten können schnellere Designs funktionieren, aber NI garantiert diese Grenzwerte nicht und verlangt vom Benutzer eine Validierung des endgültigen Designs. Die Schaltfrequenz wird pro Kanal angegeben, da sie direkt mit der Aktualisierungsfähigkeit der Schaltung zusammenhängt.
Beispiel
Das NI 9401 kann bei Verwendung aller 8 Ausgangskanäle eine 5-MHz-Schaltfrequenz erzeugen. Das bedeutet, dass alle 8 Kanäle ihre Ausgaben alle 0,2 μs aktualisieren können.
Siehe auch
Typ des Ein-/Ausgangs
Ein-/Ausgabeart wird verwendet, um festzulegen, mit welchen Logiksignalen das NI-Modul kompatibel ist, wie das Signal beendet wird und ob die Leitungen stromziehend oder stromliefernd sind. Mit den Termini "stromziehend" ("sinking") und "stromliefernd" ("sourcing") wird die Art und Weise beschrieben, wie sich Gleichstrom in einer Last verhält.
Eine stromziehende DIO stellt eine geerdete Verbindung zur Last bereit.
Eine stromliefernde DIO stellt eine Spannungsquelle für die Last bereit.
TTL-Signale (Transistor-Transistor-Logik) und LVTTL-Signale (Niederspannungstransistor-Transistor-Logik) müssen definierte Spezifikationen erfüllen, um mit dem Standard kompatibel zu sein. Diese NI-Module sind stromziehende Module.
- TTL-Signale haben einen Spannungsbereich von 0 V bis 5 V.
- LVTTL-Signale haben einen Spannungsbereich von 0 V bis 3,3 V.
Differentiell und einseitig geerdet bestimmen, welche Art von Signal das NI-Modul messen kann.
- Differentielle digitale Eingangsleitungen messen differentielle Signale wie differentielle Encoder und LVDS-Signale.
- Digitalleitungen gegen Bezugspotential können keine differentiellen Signale messen.
Beispiel
Das NI 9403 definiert Ein-/Ausgabetyp als TTL, einseitig geerdet. Das bedeutet, dass dieses Modul nicht mit differentiellen Signalen kompatibel ist, aber TTL-kompatible 5-V-Signale messen und ausgeben kann. Da es sich um ein TTL-Modul handelt, hat es stromziehende Ein- und Ausgänge.
Siehe auch
Was ist der Unterschied zwischen stromziehenden und stromliefernden Ausgängen?
Update/Übertragungszeit oder Maximale Update-Rate
Update-/Übertragungszeit ist die maximale Zeit, die die Software zum Lesen von Daten von den NI-Modulen oder zum Schreiben von Daten an die NI-Module benötigt. Beachten Sie, dass dies je nach Hardware (z. B. NI 9775) unterschiedlich sein kann.
Beispiel
Das NI 9403 hat eine Update-/Übertragungszeit von 7 μs. Nach dem Nyquist-Theorem bedeutet dies, dass das NI 9403 in der Lage ist, ein Signal von höchstens einer Periode alle 14 μs zu erfassen.
Siehe auch
Impulsbreitenverzerrung
I/O-Impulsbreitenverzerrung ist die maximale inhärente Verzögerung zwischen Eingangs- und/oder Ausgangskanälen eines NI-Moduls.
Beispiel
Das NI 9401 gibt eine Impulsbreitenverzerrung von 10 ns an. Das bedeutet, dass zwischen zwei Signalen immer noch 10 ns Verzögerung liegen können, selbst wenn alle Timing-Fehlerquellen verwaltet werden.
Siehe auch
Ansteuerbare kapazitive Last
Kapazitive Ansteuerung definiert die maximale Kapazität der Last des Benutzers, die sicherstellt, dass das Modul nicht mehr als den zulässigen Strom verbraucht.
Beispiel
Das NI 9381 gibt einen kapazitiven Antrieb von 100 pF an.
Laufzeit
Laufzeitverzögerung ist die Zeit, die ein Ein- oder Ausgangssignal zwischen Backplane und I/O-Anschluss benötigt. Zusätzliche Verzögerungen durch Verkabelung sind nicht enthalten. Es kann die Zeitdauer nach dem Schreiben an das NI-Modul sein, bis das Ein- oder Ausgangssignal gültig wird.
Beispiel
Das NI 9402 hat eine maximale Laufzeitverzögerung von 55 ns und eine typische Laufzeitverzögerung von 18 ns.
Siehe auch
Update/Übertragungszeit oder Maximale Update-Rate
Maximale Signalschaltfrequenz oder maximale I/O-Schaltfrequenz
Richtungsänderungsdauer
Richtungsänderungszeit gibt die maximale Zeit an, die zum Ändern der Leitungsrichtung von Eingang zu Ausgang oder von Ausgang zu Eingang benötigt wird.
Beispiel
Das NI 9403 hat eine maximale Richtungsänderungszeit von 18 μs. Das bedeutet, dass es bis zu 18 μs dauern kann, eine Eingangsleitung in eine Ausgangsleitung umzuwandeln (oder umgekehrt) und gültige Daten zu erhalten.
Siehe auch
High-Eingangsstrom (IIH) oder Low-Eingangsstrom (IIL)
Im Idealfall ist die Eingangsimpedanz eines Geräts unendlich, und es wird kein Strom gezogen; dies ist jedoch in der Praxis nicht erreichbar. Beim Einlesen eines digitalen Werts bei entweder 0 V oder 5 V wird von der digitalen Eingangsschaltung des NI-Geräts eine kleine Strommenge gezogen. Die Strommenge, die bei der Messung eines hohen Spannungspegels gezogen wird, ist High-Eingangsstrom. Dem entsprechend ist die Strommenge, die bei der Messung eines niedrigen Spannungspegels gezogen wird, Low-Eingangsstrom. Es ist wichtig sicherzustellen, dass ein einer Messung unterzogenes digitales Signal die Fähigkeit besitzt, die angegebenen Stromwerte zu tolerieren. Diese Spezifikation kann auch unter Ein- und Ausgangsspannung aufgeführt werden.
Beispiel
Das NI 9402 liefert entweder bis zu 100 μA bei Vin = 0 V oder es nimmt bis zu 100 μA bei Vin = 5.25 V auf. Dies gilt für alle Digital- und PFI-Leitungen.
Eingangs-High-Spannung (VIH), Eingangs-Low-Spannung (VIL) oder Eingangsspannung
Die empfohlenen Betriebsspannungsbereiche, die ein Eingangssignal besitzen sollte, um ein logisches High oder ein logisches Low zu registrieren.
Beispiel
Für das NI 9401 ist spezifiziert, dass die Eingangsspannung, die als Low-Signal protokolliert wird, im Bereich von 0 bis 0,8 V liegt. Bei einem High-Signal liegt dieser Bereich zwischen 2 und 5,25 V. Unterhalb von 0 V und oberhalb von 5,25 V ist das Gerät im Überspannungsschutz-Zustand. Ein unbestimmter Bereich ist auch dann gegeben, wenn ein Wechsel von Low zu High oder von High zu Low nicht registriert wird, solange VIH oder VIL nicht überschritten wird.
Siehe auch
I/O-Schutz oder Überspannungsschutz
Eingangs-High-Spannung (VIH) oder Eingangs-Low-Spannung (VIL) oder Eingangsspannung
High-Ausgangsstrom (IOH) oder Low-Ausgangsstrom (IOL)
Wenn ein hoher oder niedriger Wert ausgegeben wird, betragen die Nennspannungen für mehrere NI-Module 0 und 5 V. Wenn jedoch eine relativ niederohmige Last angeschlossen ist, besteht ein größerer Strombedarf, und diese Nennspannung steigt von 0 V aufwärts oder fällt von 5 V ab. Diese Spezifikation bezeichnet das Verhältnis zwischen dem Ausgangsstrom und der Ausgangsspannung.
Beispiel
Das NI 9401 ist imstande, Strom zu liefern oder zu ziehen, je nachdem, ob ein hoher oder niedriger Wert auf den Pin geschrieben wird. Der Höchstwert für die Stromquelle und -senke beträgt je nach Ausgangspegel 2 mA oder 100 μA pro Kanal. Wenn Strom das Gerät verlässt (Stromabgabe), beträgt der Strom -2 mA. Wenn Strom in das Gerät eintritt (Stromaufnahme), beträgt der Strom +2 mA.
Siehe auch
I/O-Schutz oder Überspannungsschutz
Einzelne digitale Leitungen verfügen über einen dedizierten I/O-Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD) und Überspannungszustände. Für die zusätzliche Gerätesicherheit gibt es eine zweite Schutzebene, die von allen digitalen Leitungen gemeinsam genutzt wird. Wenn auf mehreren Leitungen gleichzeitig eine zu hohe Überspannung vorhanden ist, wird diese gemeinsame Schutzschaltung überlastet, was zu Schäden am Gerät führen kann. Bei fortgesetzter Verwendung auf diesem Spannungspegel verschlechtert sich die Lebensdauer des Moduls.
Beispiel
Das NI 9401 verfügt über einen Überspannungsschutz von ±30 V zwischen dem Kanal und COM-Pins an jeweils einem Kanal. Das bedeutet, dass jede Leitung für sich bis zu ±30 V Überspannung sicher handhaben kann, jedoch nicht mehr als eine Leitung gleichzeitig die Nenneingangsspannung überschreiten darf.
Siehe auch
Eingangs-High-Spannung (VIH) oder Eingangs-Low-Spannung (VIL) oder Eingangsspannung
Kurzschlussfestigkeit
Der Kurzschlussschutz legt fest, in welchem Zustand der Schutz des NI-Moduls im Kurzschlusszustand eingreift. Jedes Modul gibt das Ansprechverhalten und den Spannungs- oder Stromschwellwert an einer digitalen Leitung an, die die Kurzschlussschutzschaltung einschaltet (dieser Zustand wird als Kurzschlusszustand bezeichnet).
Beispiel
Das NI 9476 legt fest, dass der Kurzschlussschutz unbegrenzt wirksam wird, wenn ein Kanal mit COM oder einer Spannung bis zum Wert der externen Versorgungsspannung kurzgeschlossen wird. Das heißt, wenn eine digitale Leitung versehentlich mit COM kurzgeschlossen wird, schaltet sich der Kanal aus und ein, bis der Kurzschluss aufgehoben wird oder der Strom auf einen akzeptabel niedrigen Pegel zurückkehrt. Jeder Kanal des NI 9476 hat eine Statusleitung, die in der Software anzeigt, ob sich der Kanal im Überstromzustand befindet.
Sonstige Spezifikationen
Kalibrierung
Wie bei allen Mess- und Prüfgeräten ist es wichtig, dass eine Routinekalibrierung durchgeführt wird, um sicherzustellen, dass das Modul im Rahmen der spezifizierten Genauigkeitseinstellungen arbeitet. Das Modul verfügt über eine gewisse Eigenerwärmung, sodass es wichtig ist, vor der Durchführung von Messungen die angegebene Aufwärmzeit einzuhalten, damit sichergestellt ist, dass eine stabile Temperatur erreicht wurde. Nach dem Warmlaufen wird empfohlen, eine Selbstkalibrierung durchzuführen, sofern diese unterstützt wird. Weitere Informationen zu den von NI angebotenen Kalibrierdienstleistungen finden Sie unter Kalibrierdienstleistungen.
Beispiel
Das NI 9212 hat eine Aufwärmzeit von 15 Minuten und ein Kalibrierintervall von 1 Jahr. Nach einjähriger Nutzung wird empfohlen, das Modul zur zertifizierten Kalibrierung einzusenden.
Siehe auch
Was sind die Unterschiede zwischen Selbstkalibrierung und externer Kalibrierung?
Umweltspezifikationen
Diese Spezifikationen beschreiben die Bedingungen, unter denen das Modul funktioniert. Chassis, Controller und Backplanes werden separat bewertet. Stellen Sie daher sicher, dass alle Komponenten Ihres Systems den Spezifikationen für Ihre Umgebung entsprechen.
Beispiel
Das NI 9250 hat einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis 70 °C und eine maximale Höhe von 5.000 m.
Umweltmanagement
Weitere Informationen über die Selbstverpflichtung von NI, Produkte auf umweltverträgliche Weise zu entwerfen und herzustellen, finden Sie unter ni.com/environment.
Zertifizierung gefährlicher Standorte
Ein gefährlicher Ort ist eine Umgebung, die potenziell brennbares oder explosives Material in der umgebenden Atmosphäre enthält. In Nordamerika beschreibt die Klasse die Art des brennbaren Materials (z. B. Gas, Staub usw.), die Division beschreibt, unter welchen Bedingungen die gefährlichen Materialien vorliegen können (normal oder abnormal), und die Gruppe beschreibt die spezifische Art des vorhandenen Materials (z. B. Acetylen, Wasserstoff usw.). Hinweise zum Betrieb an gefährlichen Orten finden Sie im Benutzerhandbuch Ihres Moduls oder in der Anleitung zum Einstieg.
Beispiel
Das NI 9250 ist für verschiedene Standorte zertifiziert, jedoch speziell für UL Class I, Division 2, Group A sowie IECEx IIC. Beide Zertifikate gelten für Orte, an denen Acetylengas vorhanden sein kann.
Siehe auch
MITTLERE BETRIEBSDAUER ZWISCHEN AUSFÄLLEN
Mittlere Zeit zwischen Fehlern (MTBF) ist die durchschnittliche Zeit zwischen Fehlerereignissen für ein reparierbares Produkt. Es ist die durchschnittliche Anzahl der Lebensdauereinheiten, in denen alle Teile des Objekts innerhalb der angegebenen Grenzen in einem bestimmten Messintervall unter angegebenen Bedingungen ausgeführt werden. MTBF ist eine statistische Schätzung, die üblicherweise verwendet wird, um die Erfolgswahrscheinlichkeit (Zuverlässigkeit) oder die Ausfallwahrscheinlichkeit für ein Produkt für eine Betriebsdauer in einer definierten Umgebung zu berechnen.
Siehe auch
Was ist Zuverlässigkeit?
Wo finde ich die MTBF für mein NI-Gerät?
Physische Merkmale
NI veröffentlicht zu den meisten Produkten technische Zeichnungen, die zur Überprüfung des lichten Abstands vor dem Kauf eines Geräts oder zur Erstellung eines Modells des aufzubauenden Systems dienen können. Physikalische Eigenschaften beschreiben auch die Verdrahtungsanforderungen für Anschlussverbindungen.
Siehe auch
Technische Zeichnungen
Leistungsanforderungen
Es ist wichtig, den Strombedarf Ihres Systems zu kennen, damit die richtige Strommenge bereitgestellt werden kann. Die in diesem Abschnitt angegebenen Werte gelten für den Normalbetrieb und geben nicht die maximale Leistung an, die ein Modul aufnehmen kann, wenn es außerhalb der Spezifikationen verwendet wird. NI verkauft Netzteile, die den empfohlenen Spezifikationen entsprechen. Sie können jedoch je nach Bedarf ein Netzteil von Drittanbietern oder ein benutzerdefiniertes Netzteil verwenden. Stellen Sie sicher, dass Ihre Stromversorgung für Ihre Umgebung geeignet ist, insbesondere unter gefährlichen oder rauen Bedingungen. Einige Module der C-Serie haben zusätzliche Leistungsanforderungen, die von der Backplane getrennt sind.
Beispiel
Im aktiven Modus verbraucht das NI 9250 maximal 0,96 W vom Chassis.
Siehe auch
Versorgung Ihres CompactDAQ-Systems
Sicherheit, elektromagnetische Verträglichkeit und CE-Zulassung
Module der C-Serie werden getestet und entsprechen verschiedenen Standards, die in den drei Abschnitten unserer Spezifikationen aufgeführt sind. Weitere Informationen zu den Standards finden Sie auf ni.com/certifications.
Beispiel
Sie können sich die Konformitätsspezifikationen für das NI 9212 ansehen, indem Sie die Zertifizierungssuche verwenden: Produktzertifizierung für das NI 9212
Sicherheitsspannungen – Isolation
Isolationsspezifikationen gelten für das, was das Modul zwischen Masse und Pins verarbeiten kann. Anschlüsse an Module der C-Serie sind für verschiedene Spannungskategorien ausgelegt. Messkategorie CAT O (früher Messkategorie CAT I) dient zur Messung von Lasten, Geräten oder Circuits, die nicht direkt mit dem Netz verbunden und isoliert sind. Messkategorie II gilt für Messungen, die an das Netz angeschlossen werden können oder nicht vom Netz isoliert sind. Bei Modulen der C-Serie beziehen sich die Sicherheitsspannungen auf die jeweilige Verbindung (z. B. RS-485 Serial Port usw.), so dass Module mit hohen Spannungswerten in jedem Chassis verwendet werden können.
Beispiel
Sicheres Verbinden von bis zu 30 V (Messkategorie I) zwischen Kanal und Erde beim NI 9250.
Siehe auch
Isolations- und Sicherheitsstandards für elektronische Instrumente
Sicherheitsspannungen – Überspannung
Überspannungsspezifikationen gelten für die Verarbeitung des Moduls zwischen Pins. Anschlüsse an Module der C-Serie sind für verschiedene Spannungskategorien ausgelegt. Messkategorie CAT O (früher Messkategorie CAT I) dient zur Messung von Lasten, Geräten oder Circuits, die nicht direkt mit dem Netz verbunden und isoliert sind. Messkategorie II gilt für Messungen, die an das Netz angeschlossen werden können oder nicht vom Netz isoliert sind. Bei Modulen der C-Serie beziehen sich die Sicherheitsspannungen auf die jeweilige Verbindung (z. B. RS-485 Serial Port usw.), so dass Module mit hohen Spannungswerten in jedem Chassis verwendet werden können.
Beispiel
Sicheres Anschließen von bis zu 30 V über AI+-to-AI am NI 9215 mit BNC.
Stoß- und Vibrationsfestigkeit
Module der C-Serie werden nach spezifischen Industriestandards getestet, um sicherzustellen, dass die Genauigkeit gemäß den Spezifikationen und die Geräteintegrität gemäß den angegebenen Schock- und Vibrationsspezifikationen erhalten bleibt. Es ist wichtig, diese spezifizierten Werte nicht zu überschreiten, damit ein ordnungsgemäßer und genauer Betrieb des Moduls sichergestellt ist. Alle Module der C-Serie sowie cRIO- und cDAQ-Chassis werden auf die gleichen Schock- und Schwingungsstandards getestet. Die Einhaltung dieser Spezifikationen kann jedoch bestimmte Montage- oder Verbindungsprozeduren erfordern, die im Benutzerhandbuch Ihres Chassis beschrieben sind.
Beispiel
Um die Stoß- und Vibrationsspezifikationen für das NI 9250 zu erfüllen, müssen Sie das System an der Wand montieren.
Wärmeverlustleistung
Dies quantifiziert, wie viel Leistung im ungünstigsten Fall verloren geht. Dazu gehören Situationen, in denen die Moduleingangsspannung die empfohlene Eingangsspannung (Überspannung) überschreitet.
Beispiel
Das NI 9250 hat eine Wärmeableitung bei 70 °C von maximal 1,30 W, wenn sich das Modul im aktiven Modus befindet. Das heißt, wenn das Modul zur Datenerfassung bereit ist, Daten erfasst oder sich gerade in einem Fehlerzustand befindet, wird es maximal 1,30 W verlieren.
Warmlaufzeit
Einige A/D-Wandler reagieren sehr empfindlich auf Temperaturänderungen. Dadurch, dass das Modul eine stationäre Temperatur erreicht, kann diese Empfindlichkeit reduziert und ein genauerer Messwert gemessen werden.
Beispiel
Das NI 9212 hat eine 15-minütige Warmlaufzeit. Das heißt, es wird empfohlen, nach dem Einschalten des Moduls 15 Minuten zu warten, bis das Modul für Messungen verwendet wird, um eine optimale Genauigkeit zu gewährleisten.