Описание
Общее описание продукта
Основным объектом рассмотрения — NI SCXI-1102B (ссылка на продукт: [вставить ссылку]). Это промышленный модуль с аналоговыми входами компании National Instruments (NI), разработанный для интеграции с системами данных приобретения (DAQ) NI SCXI и контроллерами LabVIEW, а также ПЛК ведущих брендов. NI SCXI-1102B специализируется на высокоточной обработке аналоговых сигналов от датчиков температуры, давления, напряжения и тока в лабораторных исследованиях, промышленном мониторинге и автоматизированных испытаниях (ATE). Благодаря расширенной фильтрации сигналов и низкому уровню шума, NI SCXI-1102B гарантирует качество данных при работе с чувствительным оборудованием, а глубокая интеграция с программным обеспечением NI упрощает конфигурацию и анализ результатов. Особенно ценной является его модульность и возможность масштабирования, что делает модуль подходящим для проектов от небольших лабораторных установок до крупных промышленных тестовых стендов.
Технические параметры продукта
- Тип устройства: Модуль аналоговых входов для системы NI SCXI (Signal Conditioning eXtensions for Instrumentation)
- Количество каналов: 32 независимых аналоговых входов (дифференциальные, настраиваемые на одиночные-ended через ПО)
- Диапазоны измерения: ±10 В, ±5 В, ±2,5 В, ±1 В, ±0,5 В, ±0,25 В (настраиваемые для каждого канала)
- Технические характеристики точности:
- Точность: ±0,01% от полного диапазона (при 25 °C)
- Температурная дрейф: ≤ 10 ppm/°C (для сохранения точности при переменных температурах)
- Устойчивость нуля: ≤ 5 мВ/год (для долгосрочных измерений)
- Фильтрация сигналов: Встроенная низкочастотная фильтрация (LPF) с настраиваемой частотой среза (0,1 Гц – 10 кГц), подавление помех на 50/60 Гц (широкополосный фильтр Notch)
- Электрические характеристики:
- Изоляция: Галваническая изоляция 250 В AC между каналами и шиной SCXI
- Уровень шума (на выходе фильтра): ≤ 2,5 мВpp (для защиты сигналов от искажений)
- Рабочая температура: от 0 °C до +55 °C
- Влажность: До 85% (без конденсации)
- Габаритные размеры: 132 мм × 343 мм × 130 мм (стандартный размер для шкафов NI SCXI)
- Класс защиты: IP20 (для монтажа в закрытых шкафах DAQ или лабораторных столах)
- Монтаж: Разъемное крепление к шине NI SCXI (совместимо с шкафами SCXI-1000, SCXI-1001)
- Дополнительные функции: LED-индикаторы питания и состояния модуля, поддержка синхронного сбора данных по всем каналам, интеграция с ПО NI LabVIEW, NI Measurement Studio и NI DAQmx, сертификации CE, FCC и IEC 61010-1 (электробезопасность для лабораторного оборудования)
Преимущества и особенности
- Экстремальная точность и низкий шум: С точностью ±0,01% и уровнем шума ≤ 2,5 мВpp NI SCXI-1102B идеально подходит для измерения слабых аналоговых сигналов — например, в лабораторных исследованиях напряжения на микросхемах или мониторинге малых изменений давления в гидравлических системах. Встроенная фильтрация Notch (50/60 Гц) подавляет промышленные помехи, что критично для точности результатов.
- Масштабируемость и модульность: 32 аналоговых входа и поддержка параллельного подключения нескольких модулей через шину NI SCXI позволяют масштабировать систему — например, для сбора данных с 64 датчиков можно использовать два NI SCXI-1102B без изменения конфигурации шкафа DAQ. Возможность настройки диапазонов для каждого канала делает модуль универсальным для разных типов сигналов (от милливолтов до десятков вольт).
- Глубокая интеграция с ПО NI: NI SCXI-1102B автоматически распознается программным обеспечением NI LabVIEW и NI DAQmx, что упрощает конфигурацию фильтров, настройку диапазонов и анализ данных через графические интерфейсы. Поддержка синхронного сбора данных по всем каналам гарантирует временную согласованность измерений — критично для динамических процессов (например, вибрации двигателей или импульсные сигналы).
- Простота диагностики и обслуживания: LED-индикатор питания и интеграция с инструментами диагностики LabVIEW позволяют операторам быстро определить состояние модуля (нормальная работа/ошибка фильтрации/проблемы с шиной). Модульный дизайн обеспечивает легкую замену при неисправности, не останавливая всю систему DAQ.
- Универсальность в приложениях: Поддержка дифференциальных и одиночных-ended входов, а также широких диапазонов измерения делает NI SCXI-1102B совместимым с различными датчиками (应变 гейжи, термопары, индуктивные датчики) и подходящим для задач от лабораторных экспериментов до промышленного мониторинга оборудования.
Случаи применения в отраслях
- Лабораторные исследования (электроника): NI SCXI-1102B собирает данные о напряжении и токе на прототипах микросхем, передавая сигналы в систему DAQ NI SCXI и ПО LabVIEW. Высокая точность ±0,01% и фильтрация шума позволяют исследовать слабые сигналы на цифровых устройствах, а синхронный сбор данных по 32 каналам обеспечивает анализ динамических процессов (например, переходные процессы в выпрямительных блоках).
- Промышленное мониторинг (автомобилестроение): Модуль обрабатывает сигналы от датчиков вибрации и температуры двигателей на тестовых стендах, интегрируясь с ПЛК Siemens S7-1500 через интерфейс NI OPC Server. NI SCXI-1102B фильтрует промышленные помехи 50 Гц и передаёт очищенные данные для анализа износа компонентов, а масштабируемость позволяет мониторировать несколько двигателей одновременно.
- Автоматизированные испытания (ATE) (авиастроение): NI SCXI-1102B используется для тестирования авиационных электрооборудований — измерения напряжения на силовых цепях, тока в обмотках двигателей и температуры компонентов. Модульность системы позволяет подключать дополнительные каналы для комплексных испытаний, а интеграция с LabVIEW упрощает автоматизацию тестовых процедур и генерацию отчетов.
- Научные исследования (физика): Модуль собирает данные о слабых электромагнитных сигналах в экспериментах по квантовой физике, используя дифференциальные входы для подавления внешних помех. NI SCXI-1102B обеспечивает стабильность измерений в течение длительных экспериментов (дни), а низкая температурная дрейф сохраняет точность при переменных условиях лаборатории.
Сравнение с конкурентами
В таблице ниже представлено сравнение NI SCXI-1102B с аналогичными модулями аналоговых входов:
| Параметр | NI SCXI-1102B | Agilent 34970A (с модулем 34901A) | Keysight DAQ970A (с модулем DAQ973A) |
|---|---|---|---|
| Количество каналов | 32 (дифференциальные) | 20 (дифференциальные) | 24 (дифференциальные) |
| Точность | ±0,01% | ±0,02% | ±0,015% |
| Фильтрация сигналов | LPF (0,1 Гц–10 кГц), Notch 50/60 Гц | LPF (фиксированная 50 Гц) | LPF (настраиваемая 1 Гц–1 кГц) |
| Интеграция с ПО | LabVIEW, DAQmx | BenchVue | PathWave DAQ |
| Масштабируемость | Да (до 12 модулей в шкафу SCXI) | Нет (моноблочный дизайн) | Нет (моноблочный дизайн) |
| Цена (примерная) | Средняя–Высокая | Высокая | Высокая |
Ключевые различия: NI SCXI-1102B выделяется большим количеством каналов, расширенной фильтрацией сигналов и модульностью (возможностью подключения нескольких модулей в шкафу SCXI) по сравнению с аналогами Agilent и Keysight. Аналоги имеют моноблочный дизайн, что ограничивает масштабирование, в то время как NI SCXI-1102B позволяет строить системы с сотнями каналов. Для проектов с требованиями к высокой точности, фильтрации и масштабируемости (например, тестовые стенды, крупные лабораторные установки) модуль NI становится предпочтительным выбором, особенно при использовании ПО LabVIEW.
Советы по выбору
- Определите количество и тип сигналов: Для измерения ≤ 32 аналоговых сигналов (давление, температура, напряжение) NI SCXI-1102B — идеальный выбор. Для большего количества каналов подключите несколько модулей через шину SCXI.
- Проверьте требования к фильтрации: Если проект требует подавления промышленных помех (50/60 Гц) или настройки частоты среза, встроенные фильтры NI SCXI-1102B подойдут лучше, чем аналоги с фиксированной фильтрацией.
- Учтите совместимость с ПО: Если используется программное обеспечение NI LabVIEW или DAQmx, модуль автоматически интегрируется без дополнительной настройки. Для BenchVue (Agilent) или PathWave (Keysight) лучше выбрать брендовые модули.
- Оцените условия эксплуатации: В лабораторных условиях с температурой 0–55 °C NI SCXI-1102B работает стабильно. Для экстремальных температур (> 55 °C) рекомендуется использовать специализированные модули NI с расширенным диапазоном работы.
Меры предосторожности
- Соблюдайте пределы измерения: Не превышайте настроенный диапазон напряжения для каждого канала — например, при выборе диапазона ±1 В не подключайте сигналы > 1 В, чтобы избежать повреждения входных цепей NI SCXI-1102B.
- Используйте экранированные кабели: Для подключения датчиков используйте витые пары с экранированием, подключая экран только с одной стороны (к земле системы DAQ). Это увеличивает устойчивость к электромагнитным помехам и снижает уровень шума.
- Отключите систему при монтаже: Перед подключением модуля к шине SCXI или заменой кабелей отключите питание шкафа DAQ — это предотвращает риск короткого замыкания и повреждения компонентов.
- Регулярно калибруйте модуль: Каждый год выполняйте калибровку через ПО NI DAQmx или специализированное оборудование NI — это компенсирует температурную дрейф и сохраняет точность ±0,01%. Пропуск калибровки может привести к искажениям данных в длительных экспериментах.
- Конфигурируйте фильтры под тип сигнала: Перед измерениями настройте фильтры LPF и Notch через LabVIEW — например, для низкочастотных сигналов (температура) установите частоту среза 0,1 Гц, а для подавления промышленных помех активируйте фильтр Notch 50/60 Гц. Это улучшит качество данных и снизит влияние внешних факторов на результаты.
SCXI-1102B
