安装和配置PCI/PCI Express与PXI/PXI Express DAQ设备

本节内容包含

事前准备

本文主要介绍安装和配置PCI/PCI Express及PXI/PXI Express DAQ设备的详细步骤。开始前,请确保已安装应用开发环境和NI-DAQmx驱动软件。详细信息,请参阅安装LabVIEW和NI-DAQmx

DAQ系统概述

图1是一个典型的DAQ系统,由以下部分组成:传感器、信号调理装置、连接设备与附件的线缆、DAQ设备、应用程序开发软件和计算机。下文中的各节涵盖了一个常规DAQ系统的安装流程。

图1. 常规DAQ系统的组成部分

组装PCI/PCI Express和PXI/PXI Express DAQ硬件

PCI/PCI Express和PXI/PXI Express DAQ硬件产品品种多样,既有低价位、多功能的PCI/PCI Express板卡,也有高性能、带信号调理功能的PXI/PXI Express模块。

图2. PCI/PXI M系列和PCI Express/PXI Express X系列

PCI/PCI Express DAQ硬件

请按照下列步骤,安装PCI/PCI Express DAQ板卡:

  1. 关闭计算机并拔下插头。
  2. 打开计算机机箱盖和/或扩展槽盖。
  3. 触摸计算机的金属部分,以释放静电。

图3. 安装PCI/PCI Express板卡:(1) PCI/PCI Express板卡;(2) PCI/PCI Express系统插槽;(3)带PCI/PCI Express插槽的计算机

  1. 将板卡插入可用的PCI/PCI Express系统插槽。请轻轻摇晃设备使设备插入到位,不要用力过猛。按照PCI标准,PCI规范总线(包括PXI)可支持带有通用PCI连接器的NI PCI DAQ板卡。请勿将PCI Express板卡安装在PCI插槽,反之亦然。PCI Express板卡支持上插,即低位宽的设备可插入高位宽的PCI Express插槽。关于安装守则,见ni.com/pciexpress
  2. 将设备安装支架固定在计算机的后面板导轨上。
  3. (可选)对于M和X系列PCI Express板卡,可选择连接计算机和设备磁盘驱动器的电源连接器。磁盘驱动电源连接器是PCI Express板卡上的一个4针硬盘驱动连接器,连通后可增强板卡在+5 V接线端的电流强度。对于大多数应用而言,不必连接磁盘驱动电源连接器。但在下列情况下,应连接磁盘驱动电源连接器:
    • 需要的电源大于设备规范中列出的电源
    • 需使用无外部电源的SCC或SC Express附件,如SC-2345

    将计算机磁盘驱动电源连接器连接至板卡的磁盘驱动电源连接器,如图4所示。请勿使用与计算机硬盘处于同一电源链的电源连接器。

图片4. 连接磁盘电源连接器:(1) 设备磁盘电源连接器;(2) 计算机磁盘电源连接器

  1. 盖上计算机机箱盖。
  2. 插上插头并启动计算机。

PXI/PXI Express DAQ硬件

请按照下列步骤,安装PXI/PXI Express DAQ模块:

  1. 关闭机箱并拔下PXI/PXI Express机箱插头。

图5. 在机箱中安装PXI/PXI Express模块:(1) PXI/PXI Express机箱;(2)PXI/PXI Express系统控制器;(3) PXI/PXI Express模块;(4) 助拔器;(5) 前端面板固定螺丝;(6) 模块滑槽;(7) 电源开关

  1. 在机箱中找到PXI/PXI Express插槽。

图6. PXI Express/PXI Express混合/PXI插槽标识:(1) PXI Express系统控制器插槽;(2) PXI Express外围插槽;(3 )PXI Express混合外围插槽;(4) PXI Express系统定时插槽

    确保您的PXI/PXI Express模块安装在正确的插槽中。PXI Express模块只能使用PXI Express插槽和PXI Express混合插槽,详细信息请参阅机箱文档。

  1. 移除不用的PXI/PXI Express插槽的填充板。
  2. 触摸机箱的金属部分,以释放静电。
  3. 确保PXI/PXI Express的助拔器未被锁死并可以自由移动。请注意,SC Express设备没有助拔器。
  4. 将PXI/PXI Express模块沿两边插入机箱上的上下滑槽。
  5. 将模块滑入PXI/PXI Express 插槽并推至机箱后部。
  6. 当感受到阻力时,拉起助拔器锁定模块。请注意,SC Express设备没有助拔器。
  7. 拧紧前面板固定螺丝,将设备前面板固定至机箱。
  8. 插入插头并启动PXI/PXI Express 机箱。

SC Express硬件

请按照下列步骤,安装SC Express模块:

  1. 关闭机箱并拔下PXI/PXI Express机箱插头。
  2. 在机箱中找到可用的PXI Express插槽。SC Express设备只能安装在PXI Express外围插槽、PXI Express混合外围插槽和PXI Express系统定时插槽,请参见图6。
  3. 移除填充板,触摸机箱的金属部分,以释放静电。
  4. 将模块沿两边插入机箱上的上下滑槽。安装时,请确保模块的边沿位于滑槽内,且模块的组件不会接触到相邻的模块。
  5. 沿滑槽滑动模块,直至接触到后部的连接器,然后推动模块前面板,直至与机箱前面板完全平齐。
  6. 拧紧模块前面板上的螺丝,将设备固定在机箱上。螺丝刀扭矩值为0.31 N • m (2.7 lb • in.)。
  7. 卸下接线盒顶盖上的外加螺丝,打开顶盖,以连接信号。
  8. 卸下防应变螺丝,移除防应变条。
  9. 剥去信号线末端至多7 mm (0.28 in.)绝缘层。
  10. 将信号线穿过防应变开口。

图7. TB-4300/4300B部件结构框图:(1) 防应变螺丝;(2) 防应变条;(3) 扎带孔;(4)接地片; (5)接线盒至模块连接器;(6)顶盖外加螺丝;(7)顶盖;(8)扎带;(9)信号线

  1. 将剥去绝缘层的信号线充分插入合适的接线端。关于各接线端的功能,见螺栓端子旁边的标签。确保没有裸线暴露在螺栓端子上。裸线会增加短路风险,引起电路故障。如要进行精确测量,通道的COM端子必须连接至被测的AI源地。
  2. 拧紧端子螺丝,螺丝刀扭矩值为0.57至0.79 N • m (5lb至7 lb • in.)。所有接地的导线必须保证高电压绝缘。
  3. 使用接地片将一根屏蔽式线缆接地。
  4. 重新装上防应变条,并拧紧防应变螺丝。
  5. 如需要,请使用扎带将信号线绑在扎带孔上,已释放多余应力。
  6. 重新装上顶盖,拧紧顶盖外加螺丝。
  7. 将接线盒对齐SC Express模块前面板,把接线盒的对齐片插入模块前面板相应的导轨槽内。

图8. 为SC Express模块安装接线盒:(1) PXI Express控制器;(2) PXI Express机箱;(3) 固定螺丝;(4) 接线盒;(5) SC Express模块;(6)对齐片

  1. 向前推动接线盒使接线盒完全接合模块。接线盒底部的弹簧装置将锁定模块。为防止高电压情况下出现安全问题及设备损坏,所有SC Express模块和接线盒均带定位设计,以防止不正确的接线盒、模块及线缆之间相互连接。
  2. 拧紧接线盒顶部的固定螺丝,将接线盒连接至SC Express模块上。
  3. 打开机箱电源。

线缆和附件

为确保符合电磁兼容性(EMC)规范,本产品必须使用屏蔽式线缆和附件。如使用了非屏蔽式线缆和附件,产品的EMC规范将无法保证,除非这些线缆和附件安装在带设计良好的屏蔽式输入/输出端口的屏蔽式外壳中。

NI提供丰富多样的PCI Express/PXI Express设备配套产品,包括线缆、接线盒及其他附件。

线缆

下列线缆适用于大部分的应用:

  • SHC68-68-EPM:专为M系列和X系列设备设计的高性能屏蔽式线缆(其中模拟信号线和数字信号线分开捆绑,差分模拟输入通道走独立的屏蔽式双绞线,模拟输出也是独立的屏蔽式线。)
  • SHC68-68:低价位屏蔽式线缆,内含34对双绞线
  • RC68-68:高延展性非屏蔽式带状线缆

PCI Express/PXI Express设备中一个连接器连接一根线缆。部分设备只有一个连接器。

螺栓端子附件

NI提供多种螺栓端子接线盒,请使用SHC68-68-EPM屏蔽式电缆连接X系列设备和下列接线盒:

  • CB-68LP和CB-68LPR:非屏蔽式接线盒
  • SCB-68A:屏蔽式68针接线盒,带温度传感器
  • TBX-68:导轨安装型接线盒
  • TB-2706:直接安装在PXI Express X系列模块的前面板上(请将TB-2706安装在PXI/PXI Express模块的Connector 0上。安装TB-2706后,Connector 1将无法使用。)

如设备上有两个接线器,可将螺栓端子附件连至任一接线器,也可同时使用两个附件。

BNC附件

请使用SHC68-68-EPM屏蔽式线缆连接DAQ设备和下列BNC附件:

  • BNC-2110:提供所有模拟信号和部分数字信号的BNC接口,以及剩余数字信号的弹簧端子接口
  • BNC-2111:提供16路单端模拟输入信号、2路模拟输出、5路DIO/PFI信号和一个模拟输出外部参考电压的BNC接口
  • BNC-2120:类似于BNC-2110,也具备内置函数发生器、正交编码器、温度参考和热电偶连接器。
  • BNC-2090A:桌面/机架安装式,提供22个BNC接口用于连接模拟、数字和定时信号。

可将使用BNC附件连接X系列设备上两个接线器中的任意一个,也可同时使用两个附件。

为即插式DAQ设备配置NI-DAQmx

请按照下列步骤配置NI-DAQmx软件,以使用PCI/PCI Express和PXI/PXI Express DAQ硬件:

  1. 重启电脑,让Windows识别新安装的设备。Vista和Windows 7会自动安装设备软件,如弹出了“发现新硬件”向导,请选择自动安装推荐软件。
  2. 双击桌面上的Measurement & Automation Explorer(MAX)图标,打开MAX。
  3. 展开“设备和接口”,确认设备已被识别。如使用的是远程实时终端,请展开“远程系统”,找到设备,展开设备选项,然后展开“设备和接口”。如设备未显示,请刷新MAX。

图9. MAX

  1. 右键单击设备并选择“自检”。自检结束后,系统将弹出一条信息显示自检通过或发生错误。如发生错误,请使用错误代码在NI知识库中搜索相关信息。

图10. 自检

  1. 初始化自校准。对于NI 62xx和NI 63xx设备,请右键单击设备名称,从快捷菜单中选择“自校准”。自校准将测量设备的板载参考电压,调整自校准常量,以消除由环境中短期波动引起的误差。进行自校准时,请断开所有外部信号。
  2. 单击“下一步”,开始校准。该过程可能持续数分钟。

图11. 自校准

  1. 单击“完成”。
  2. 右键单击设备名称并选择“配置”。
  3. 单击“附件”选项卡,选择连接至DAQ设备连接器的附件或接线盒(如有)。请注意,MAX可自动检测到SC Express模块的接线盒。

图12. 设备属性

  1. 单击“确定”。

注册产品

重启计算机或连接新硬件后,可能会弹出“NI产品注册向导”。请花一分钟注册您的NI产品,以便享受下列服务:

  • 重要的产品和驱动更新服务
  • 确保硬件合规的校准提醒服务
  • 保修期限过期通知
  • 简化您在ni.com中所有产品的资源管理
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