Välja DAQ-hårdvara: PCI-kort, USB-I/O eller Ethernet-I/O

Samma mätuppgift kan ofta lösas med ett instickskort för PCI eller PCI Express i test-PC:n, en USB-I/O-modul bredvid en bärbar dator eller en Ethernet-I/O-modul intill testobjektet. De tre formfaktorerna beter sig mycket olika när det gäller samplingshastighet, tidsstyrning, isolation och kabeldragning. Den här artikeln går igenom de kriterier som är viktiga när du väljer DAQ-hårdvara för en test- eller laboratorieuppställning, och visar var ICP DAS kort och moduler passar in.

Samplingshastighet och simultan sampling

Samplingsteoremet kräver en samplingshastighet som är mer än dubbelt så hög som den högsta frekvensen i signalen. I praktiken samplar man flera gånger snabbare, och man behöver antingen ett anti-aliasingfilter eller en signal utan innehåll över halva samplingshastigheten.

Kontrollera om en hastighet anges per kanal eller totalt. Många flerkanalsingångar delar en omvandlare mellan kanalerna. ET-2217H samplar till exempel 8 kHz totalt: 1 kHz per kanal med alla åtta kanaler aktiva, eller 8 kHz på en enda kanal. En multiplexad ingång ger dessutom en liten tidsförskjutning mellan kanalerna, vilket spelar roll när du jämför fasläge, till exempel mellan spänning och ström.

Simultan sampling eliminerar den förskjutningen. Korten PCIe-8620 och PCIe-8622 samplar 8 respektive 16 kanaler simultant med 200 kS/s per kanal och 16 bitars upplösning. Över Ethernet erbjuder PET-7H16M 8 simultant samplade 16-bitarskanaler med 200 kS/s vardera, och PET-7H24M 4 differentiella 24-bitarskanaler med 128 kS/s vardera.

Exempel: åtta sensorutgångar på ±10 V med frekvensinnehåll upp till 5 kHz kräver klart mer än 10 kS/s per kanal, insamlat vid samma tidpunkt. ET-2217H är för långsam för detta. Ett PCIe-8620 i test-PC:n eller en PET-7H16M intill riggen klarar det med marginal.

Latens och dataöverföring

Samplingshastighet och latens är olika saker. Ett kort eller en strömmande modul kan samla in data med exakt, hårdvarutimad takt och ändå leverera dem till ditt program i block.

• PCI- och PCIe-kort buffrar sampel i en FIFO på kortet, till exempel 8 192 sampel på PCI-1802LU och PCI-2602U, och läses via polling, avbrott eller DMA beroende på modell. Detta är den kortaste vägen mellan signalen och din testmjukvara.
• USB-I/O som USB-2026 använder USB 2.0 full speed (12 Mbps) och passar för avläsningar med tiotals eller hundratals sampel per sekund, som dess snabbläge på 200 Hz, snarare än för insamling av vågformer.
• Ethernet-I/O arbetar oftast i fråga-svar-läge: modulen samplar in i sin Modbus-registertabell, och värddatorn läser de senaste värdena när den frågar. ET-2217H och modulerna i serien PET-7H stöder även TCP-strömning av kontinuerliga sampelblock. Strömning ger hög genomströmning, men blockstorleken ger fördröjning, så det passar bättre för registrering än för snabb återkopplad reglering.

Isolation, avstånd och antal kanaler

Isolation skyddar PC:n och mätningen mot jordpotentialskillnader och transienter från motorer eller kraftelektronik. Exempel är bussisolation på PCIe-8620 (2500 VDC) och PISO-813U (3750 Vrms), 3000 VDC I/O-isolation på analoga moduler i serien ET-2200, som ET-2217H, 3000 VDC isolation mellan kanaler på ET-2217CI samt 3000 VDC intern isolation i modulen på USB-4018HS.

Avståndet avgör var elektroniken ska sitta. Med ett PC-kort dras varje sensorkabel tillbaka till PC:n, vilket fångar upp störningar på långa sträckor med lågnivåsignaler. USB-kablar är begränsade till ungefär 5 m utan aktiva förlängare. Ethernet tillåter 100 m per kopparsegment, och 2-portsswitchen på modulerna i serien ET-2200 gör att du kan seriekoppla moduler längs en testlinje.

Antalet kanaler är enkelt att hantera på ett kort så länge ett kort räcker. PCI-AD64SU tar 64 enkeländade eller 32 differentiella 16-bitars ingångar, med 1 MS/s på en fast kanal och 250 kS/s vid skanning. Dess Card ID-omkopplare gör att mjukvaran kan skilja identiska kort åt i samma PC.

Mjukvara och drivrutiner

Kontrollera drivrutinsstödet innan du jämför specifikationer. Kort som PCI-1802LU och PCI-1602U stöds under Windows, Linux och DOS, med en DLL, en ActiveX-kontroll och exempelprogram för C++, Delphi, Visual Basic, C#.NET, VB.NET och LabVIEW. USB-2026 levereras med ett API-bibliotek för Windows och Linux; USB-4018HS använder en virtuell COM-port och Modbus RTU. Ethernet-moduler använder Modbus TCP, och modellerna i serien ET-2200 har dessutom MQTT och en webbserver. För TCP-strömning finns SDK:er till ET-2217H och PET-7H16M för Windows (inklusive Python-demor och en LabVIEW-verktygslåda) och Linux.

Välja DAQ-hårdvara: jämförelse sida vid sida

Vilka produktgrupper från ICP DAS som passar

• DAQ-kort: universella PCI-multifunktionskort (serierna PCI-1202, PCI-1602 och PCI-1802, PCI-2602U), PCI Express-kort (PEX-1202, PCIe-8620, PCIe-8622), 64-kanalskortet PCI-AD64SU och det isolerade PISO-813U. Välj dessa för höga samplingshastigheter och simultan sampling.
• USB-I/O-moduler: multifunktionsmodulen USB-2026, termoelementmodulerna USB-4018HS, digitala I/O- och relämoduler samt expansionsenheterna USB-87P för I-87K I/O-moduler. Välj dessa för portabla riggar och bärbara datorer.
• Ethernet-I/O-moduler: serien ET-2200 med snabba analoga ingångar (ET-2217H), RTD-ingångar (ET-2215H) och termoelementingångar (ET-2218HS-16), PoE-versioner med prefixet PET- samt DAQ-modulerna PET-7H16M och PET-7H24M. Välj dessa när mätningen måste ske nära testobjektet.

Skicka din signallista, mätområden, samplingshastigheter och avstånd till vårt tekniska säljteam, så föreslår vi en lämplig kombination.