Valg av DAQ-maskinvare: PCI-kort, USB-I/O eller Ethernet-I/O

Den samme måleoppgaven kan ofte løses med et innstikkbart PCI- eller PCI Express-DAQ-kort i test-PC-en, en USB-I/O-modul ved siden av en bærbar PC eller en Ethernet-I/O-modul ved siden av testobjektet. De tre formfaktorene oppfører seg svært forskjellig når det gjelder samplingsfrekvens, timing, isolasjon og kabling. Denne artikkelen går gjennom kriteriene som betyr noe når du velger DAQ-maskinvare til et test- eller laboratorieoppsett, og viser hvor kortene og modulene fra ICP DAS passer inn.

Samplingsfrekvens og simultan sampling

Samplingsteoremet krever en samplingsfrekvens på mer enn det dobbelte av den høyeste frekvensen i signalet. I praksis sampler man flere ganger raskere, og du trenger enten et anti-aliasing-filter eller et signal uten innhold over halve samplingsfrekvensen.

Sjekk om en frekvens er oppgitt per kanal eller totalt. Mange flerkanalsinnganger deler én omformer mellom kanalene. ET-2217H sampler for eksempel 8 kHz totalt: 1 kHz per kanal med alle åtte kanalene aktive, eller 8 kHz på én enkelt kanal. En skannet inngang gir også en liten tidsforskyvning mellom kanalene, noe som har betydning når du sammenligner fase, for eksempel mellom spenning og strøm.

Simultan sampling fjerner denne forskyvningen. Kortene PCIe-8620 og PCIe-8622 sampler 8 eller 16 kanaler simultant med 200 kS/s per kanal og 16-bits oppløsning. Over Ethernet tilbyr PET-7H16M 8 simultant samplede 16-bits kanaler med 200 kS/s hver, og PET-7H24M 4 differensielle 24-bits kanaler med 128 kS/s hver.

Eksempel: åtte ±10 V-sensorutganger med innhold opp til 5 kHz krever godt over 10 kS/s per kanal, registrert i samme øyeblikk. ET-2217H er for treg til dette. Et PCIe-8620 i test-PC-en eller en PET-7H16M ved siden av riggen dekker behovet med god margin.

Latens og dataoverføring

Samplingsfrekvens og latens er to forskjellige ting. Et kort eller en strømmemodul kan registrere data med en presis, maskinvaretimet frekvens og likevel levere dem til programmet ditt i blokker.

• PCI- og PCIe-kort bufrer samplene i en FIFO på kortet, for eksempel 8 192 sampler på PCI-1802LU og PCI-2602U, og leses ved polling, avbrudd eller DMA avhengig av modell. Dette er den korteste veien mellom signalet og testprogramvaren.
• USB-I/O som USB-2026 bruker USB 2.0 full speed (12 Mbps) og egner seg for avlesninger med titalls eller hundretalls sampler per sekund, som hurtigmodusen på 200 Hz, snarere enn for registrering av kurveformer.
• Ethernet-I/O arbeider vanligvis i kommando–svar-modus: modulen sampler inn i Modbus-registertabellen sin, og verten leser de siste verdiene når den spør. ET-2217H og modulene i serien PET-7H støtter også TCP-strømming av kontinuerlige sampleblokker. Strømming gir høy gjennomstrømning, men blokkstørrelsen gir forsinkelse, så den egner seg bedre til registrering enn til rask lukket sløyfe-regulering.

Isolasjon, avstand og antall kanaler

Isolasjon beskytter PC-en og målingen mot jordpotensialforskjeller og transienter fra motorer eller kraftelektronikk. Eksempler er bussisolasjon på PCIe-8620 (2500 VDC) og PISO-813U (3750 Vrms), 3000 VDC I/O-isolasjon på analoge moduler i serien ET-2200, som ET-2217H, 3000 VDC kanal-til-kanal-isolasjon på ET-2217CI og 3000 VDC intern isolasjon i modulen på USB-4018HS.

Avstand avgjør hvor elektronikken bør plasseres. Med et PC-kort går hver sensorkabel tilbake til PC-en, og lange strekk med lavnivåsignaler fanger opp støy. USB-kabler er begrenset til omtrent 5 m uten aktive forlengere. Ethernet tillater 100 m per kobbersegment, og den innebygde 2-portssvitsjen på modulene i serien ET-2200 gjør at du kan seriekoble moduler langs en testlinje.

Antall kanaler er enkelt på et kort så lenge ett kort er nok. PCI-AD64SU tar 64 single-ended eller 32 differensielle 16-bits innganger, med 1 MS/s på en fast kanal og 250 kS/s ved skanning. Card ID-bryteren gjør at programvaren kan skille identiske kort fra hverandre i samme PC.

Programvare og drivere

Sjekk driverstøtten før du sammenligner spesifikasjoner. Kort som PCI-1802LU og PCI-1602U støttes på Windows, Linux og DOS, med en DLL, en ActiveX-kontroll og eksempelprogrammer for C++, Delphi, Visual Basic, C#.NET, VB.NET og LabVIEW. USB-2026 leveres med et API-bibliotek for Windows og Linux; USB-4018HS bruker en virtuell COM-port og Modbus RTU. Ethernet-moduler bruker Modbus TCP, og modellene i serien ET-2200 har i tillegg MQTT og webserver. For TCP-strømming har ET-2217H og PET-7H16M SDK-er for Windows (inkludert Python-demoer og et LabVIEW-verktøysett) og Linux.

Valg av DAQ-maskinvare: sammenligning side om side

Hvilke produktgrupper fra ICP DAS som passer

• DAQ-kort: Universal PCI-multifunksjonskort (seriene PCI-1202, PCI-1602 og PCI-1802, PCI-2602U), PCI Express-kort (PEX-1202, PCIe-8620, PCIe-8622), 64-kanals PCI-AD64SU og det isolerte PISO-813U. Velg disse for høye samplingsfrekvenser og simultan sampling.
• USB-I/O-moduler: multifunksjonsmodulen USB-2026, termoelementmodulene USB-4018HS, digitale I/O- og relémoduler samt utvidelsesenhetene USB-87P for I/O-moduler i serien I-87K. Velg disse for mobile rigger og bærbare PC-er.
• Ethernet-I/O-moduler: serien ET-2200 med hurtige analoge innganger (ET-2217H), RTD-innganger (ET-2215H) og termoelementinnganger (ET-2218HS-16), PoE-versjoner med PET-prefiks samt DAQ-modulene PET-7H16M og PET-7H24M. Velg disse når målingen må sitte nær testobjektet.

Send signalliste, måleområder, samplingsfrekvenser og avstander til vårt tekniske salgsteam, så foreslår vi en passende kombinasjon.