Valg af DAQ-hardware: PCI-kort, USB-I/O eller Ethernet-I/O

Den samme måleopgave kan ofte løses med et PCI- eller PCI Express-DAQ-kort monteret i test-pc'en, et USB-I/O-modul ved siden af en bærbar eller et Ethernet-I/O-modul tæt på testobjektet. De tre formfaktorer opfører sig meget forskelligt med hensyn til samplingrate, timing, isolation og kabelføring. Denne artikel gennemgår de kriterier, der betyder noget, når du vælger DAQ-hardware til en test- eller laboratorieopstilling, og viser, hvor ICP DAS' kort og moduler passer ind.

Samplingrate og simultan sampling

Samplingteoremet kræver en samplingrate på mere end det dobbelte af den højeste frekvens i signalet. I praksis sampler man flere gange hurtigere, og man skal enten have et anti-aliasing-filter eller et signal uden indhold over den halve samplingrate.

Tjek, om en rate er angivet pr. kanal eller samlet. Mange flerkanalsindgange deler én A/D-konverter mellem kanalerne. ET-2217H sampler for eksempel 8 kHz i alt: 1 kHz pr. kanal med alle otte kanaler aktive eller 8 kHz på en enkelt kanal. En skannet indgang giver desuden en lille tidsforskydning mellem kanalerne, hvilket har betydning, når du sammenligner fase, for eksempel mellem spænding og strøm.

Simultan sampling fjerner denne forskydning. Kortene PCIe-8620 og PCIe-8622 sampler 8 eller 16 kanaler simultant med 200 kS/s pr. kanal og 16 bit opløsning. Over Ethernet tilbyder PET-7H16M 8 simultant samplede 16-bit-kanaler med hver 200 kS/s, og PET-7H24M 4 differentielle 24-bit-kanaler med hver 128 kS/s.

Eksempel: otte ±10 V-sensorudgange med indhold op til 5 kHz kræver et godt stykke over 10 kS/s pr. kanal, opsamlet på samme tidspunkt. ET-2217H er for langsom til dette. Et PCIe-8620 i test-pc'en eller et PET-7H16M ved siden af testopstillingen klarer det med god margin.

Latenstid og dataoverførsel

Samplingrate og latenstid er to forskellige ting. Et kort eller et streamingmodul kan opsamle data med en præcis, hardwaretimet rate og alligevel levere dem til dit program i blokke.

• PCI- og PCIe-kort buffer samples i en FIFO på kortet, for eksempel 8.192 samples på PCI-1802LU og PCI-2602U, og læses via polling, interrupt eller DMA afhængigt af modellen. Det er den korteste vej mellem signalet og din testsoftware.
• USB-I/O som USB-2026 bruger USB 2.0 full speed (12 Mbps) og egner sig til målinger med titals eller hundredvis af samples pr. sekund, såsom dets 200 Hz fast mode, frem for opsamling af kurveformer.
• Ethernet-I/O arbejder normalt i kommando/svar-tilstand: modulet sampler ind i sin Modbus-registertabel, og værten læser de seneste værdier, når den spørger. ET-2217H og modulerne i serien PET-7H understøtter også TCP-streaming af kontinuerlige sampleblokke. Streaming giver høj gennemstrømning, men blokstørrelsen tilføjer forsinkelse, så det egner sig bedre til registrering end til hurtig lukket sløjfe-regulering.

Isolation, afstand og kanalantal

Isolation beskytter pc'en og målingen mod jordpotentialforskelle og transienter fra motorer eller effektelektronik. Eksempler er busisolation på PCIe-8620 (2500 VDC) og PISO-813U (3750 Vrms), 3000 VDC I/O-isolation på analoge moduler i serien ET-2200, såsom ET-2217H, 3000 VDC kanal-til-kanal-isolation på ET-2217CI og 3000 VDC intern isolation i modulet på USB-4018HS.

Afstand afgør, hvor elektronikken skal placeres. Med et pc-kort føres hvert sensorkabel tilbage til pc'en, hvilket opfanger støj på lange kabelføringer med lavniveausignaler. USB-kabler er begrænset til ca. 5 m uden aktive forlængere. Ethernet tillader 100 m pr. kobbersegment, og 2-ports switchen på modulerne i serien ET-2200 gør det muligt at daisy-chaine moduler langs en testlinje.

Kanalantal er enkelt på et kort, så længe ét kort er nok. PCI-AD64SU har 64 single-ended eller 32 differentielle 16-bit-indgange med 1 MS/s på en fast kanal og 250 kS/s ved skanning. Dets Card ID-switch gør det muligt for softwaren at skelne mellem identiske kort i samme pc.

Software og drivere

Tjek driverunderstøttelsen, før du sammenligner specifikationer. Kort som PCI-1802LU og PCI-1602U understøttes under Windows, Linux og DOS med en DLL, en ActiveX-kontrol og eksempelprogrammer til C++, Delphi, Visual Basic, C#.NET, VB.NET og LabVIEW. USB-2026 leveres med et API-bibliotek til Windows og Linux; USB-4018HS bruger en virtuel COM-port og Modbus RTU. Ethernet-moduler bruger Modbus TCP, og modellerne i serien ET-2200 har desuden MQTT og en webserver. Til TCP-streaming har ET-2217H og PET-7H16M SDK'er til Windows (inklusive Python-demoer og et LabVIEW-toolkit) og Linux.

Valg af DAQ-hardware: sammenligning side om side

Hvilke ICP DAS-produktgrupper passer

• DAQ-kort: Universal PCI-multifunktionskort (serierne PCI-1202, PCI-1602 og PCI-1802 samt PCI-2602U), PCI Express-kort (PEX-1202, PCIe-8620, PCIe-8622), 64-kanals PCI-AD64SU og det isolerede PISO-813U. Vælg disse til høje samplingrater og simultan sampling.
• USB-I/O-moduler: multifunktionsmodulet USB-2026, termoelementmodulerne USB-4018HS, digitale I/O- og relæmoduler samt udvidelsesenhederne USB-87P til I-87K I/O-moduler. Vælg disse til mobile testopstillinger og bærbare pc'er.
• Ethernet-I/O-moduler: serien ET-2200 med hurtige analoge indgange (ET-2217H), RTD-indgange (ET-2215H) og termoelementindgange (ET-2218HS-16), PoE-versioner med PET-præfiks samt DAQ-modulerne PET-7H16M og PET-7H24M. Vælg disse, når målingen skal foregå tæt på testobjektet.

Send din signalliste, måleområder, samplingrater og afstande til vores tekniske salgsteam, så foreslår vi en passende kombination.