我能利用输入范围为+/-10V的设备测量任意20V电压范围内的信号么？
硬件: CompactRIO, Multifunction DAQ (MIO), CompactRIO, Multifunction DAQ (MIO)
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问题:
我需要精确测量14V与18V之间的电压信号，有可能使用通常输入范围为+/-10V的模块实现么？
解答:
您所看到的模块上的+/-10V的规范是以模块地为参考的，而不是真实地。为了真正理解您的模块的测量能力，两个重要的规范需要了解。我们将使用NI 9215模块为例进行说明。第一个规范是要看模块的最大工作电压。这是您的模块能够准确读取测量值的电压范围。对于9215的情况，该电压范围为与公共端电压差在+/-10.2V之间。公共端是模块的公共管脚，不是标准大地。这意味着只要您读取的通道的电压与公共端的电压差在+/-10.2V之间，您就可以得到准确的相对于公共端的电压测量结果。
通常情况下，用户会将他们模块的公共端与大地相连，以允许测量任意与大地电压差在+/- 10.2V之间的信号。但是您可以不将公共管脚与大地相连。比如，您可以将10V电源的正极连到测试设备公共端，设置公共端的电压为10V。在这种情况下，您的模块能测量与10V相差+/- 10.2V的信号，换句话说，可以测量-.2 V到20.2 V的信号。您必须保证连接到公共端的10V电压信号是准确且稳定的，因为您所有的测量都以该电压信号为参考。如果该电压漂移，您的测量也会发生漂移。
那么我们都否利用9215测量任意20V范围内的电压信号呢？比如说您希望测量400 V-420 V。那么我们就要注意第二个规范：通道－大地隔离。通道－地隔离指的是在您破坏模块之前任意通道与大地之间所能承受的电压差。对于9215来说，通道－大地隔离为250Vrms（使用螺丝接线方式）或者60VDC（使用BNC接头）。因此400V电压超出范围。但是，我们能利用螺丝接线方式安全地测量200－200VDC范围的信号。注意模块将返回+/- 10.2V之间的电压值，因此您需要将供电电压接到公共端以获得实际电压值。
现在我们假设我们使用在模块公共端的电源电压存在噪声或者不太稳定。每个测量的采样值必须减去采样时刻的电源电压上的噪声值。如果连接到公共端的电源电压小于或等于10 V，那么我们可以使用的一种策略是使用第二个测量通道在每个采样点准确测量电源电压值，并加到我们的信号测量中。我们需要将电源的地接入到其中一个测量通道的正端。该通道的负端与公共端短接。每个采样我们都测量两个通道－我们的信号以及我们的供电电压。供电电压通道的测量将会是一个负值，因为供电电源的地连接到测量通道的正端而公共端连到通道的负端。回到最初的问题，现在我们能够通过在我们信号通道测量值的基础上减去电源电压通道的测量值来测量一个14V－18V的信号，并得到实际的测量结果。
例如，我们测量出电源电压通道的测量值为-8.242 V，信号通道测量值为9.323 V。这意味着公共端电压为8.242 V而我们的信号比公共端高9.323 V。因此，采样时刻的实际信号值为9.323 - (-8.242) = 17.565 V。
相关链接:
NI 9215 Operating Instructions
附件:
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报告日期: 04/21/2006
最近更新: 05/11/2006
文档编号: 3TIAK585