使用SCXI-1520和PXI-4220来测量全桥传感器



硬件: SCXI>>Modules>>SCXI-1520, Multifunction DAQ (MIO)>>SC Express>>PXI-4220, SCXI>>Modules>>SCXI-1520, Multifunction DAQ (MIO)>>SC Express>>PXI-4220

问题:
我有一个全桥传感器(例如压力传感器、负载单元、扭矩传感器等)。我想对传感器进行激励并且通过SCXI-1520监控响应。我如何使用传统DAQ或者DAQmx 7.x 对SCXI-1520(或PXI-4220)进行配置来创建虚拟通道、任务、或者全局通道来测量我的传感器?

解答:
SCXI-1520和PXI-4220设计为基于全桥的传感器。欲测量一个非压力计的全桥传感器,您需要采用与测量形变稍有不同的步骤。

NI-DAQmx 7.0 或更新
  1. 在MAX中添加SCXI机箱,并且自动检测SCXI-1520和SCXI-1314连接端子(或者安装PXI-4220)。

  2. 创建一个Custom Voltage with Excitation的模拟输入任务或者全局通道。

  3. 设置一栏中为您的传感器配置适当的内部激励源激励值。将桥类型配置为全桥。如果您已经创建了一个自定义的比例尺,则使用下拉菜单为此通道选择自定义增益。否则,通过在下拉菜单的右边点击旋钮来配置您的增益。

  4. 在您的应用程序中,您有可能遇到来自传感器和SCXI模块输入的很大的偏移误差。有两种方法可以解决这个问题:偏移量桥调零和自动归零。

    偏移量桥调零:可以通过任务或者通道属性以及DAQmx Perform Bridge Offset Nulling Calibration VI在程序运行的时候进行偏移量零点补偿和分路校准。只有通过DAQmx的VI才能实现这样的功能;DAQ助手不提供偏移量归零校准的方法。LabVIEW中带有一个关于此方法的例子程序,可以通过以下的方法在实例查找器中浏览到此例子:
    按照任务浏览 » 硬件输入与输出 » NI-DAQmx » 模拟测量 » 应变 » Acq Strain Samples (with Calibration).vi.
    此程序包含执行偏移量零点补偿和分路校准的子VI。

    自动归零:如果您已经进行了偏移量校准,那么自动归零一定不能被激活。如果这两项同时被激活,那软件将会对偏移误差过校准。只有在您不打算进行偏移量零点校准的时候才使用自动归零模式。在DAQ助手中设备标签中,以及DAQmx通道属性节点(Analog Input»General Properties»Advanced»High Accuracy Settings»Auto Zero Mode)中找到自动归零模式。

传统NI-DAQ(只适用于SCXI-1520,PXI-4220不适用)
  1. 按照SCXI-1520用户手册或者SCXI快速上手指南(请参照以下链接),在MAX 配置树状结构的设备和接口中中添加SCXI机箱和SCXI-1520。

  2. 配置SCXI-1520模块
    1. 右键点击SCXI-1520并从弹出的菜单中选择属性
    2. 通道窗口,将桥配置设置为全桥
    3. 设置适当的激励电压和滤波。
    4. 选择一个合适的增益,以使放大后的电压在DAQ板卡的输入范围之内。
    5. 确认SCXI-1314在附件窗口中被选中。如果没有,则在下拉菜单中选择SCXI-1314

  3. 至此,硬件已被正确的配置。

  4. 欲使用虚拟通道,按照以下的步骤进行:
    1. 右键点击MAX中的Data Neighborhood并选择Create New...
    2. 选择适当的通道类型,传统NI-DAQ或者DAQmx。(以下步骤是用于传统NI-DAQ但是DAQmx具有类似的基本步骤)
    3. 选择模拟输入
    4. 键入名称然后是描述(描述为可选项)。
    5. 在下一步的菜单中,您要选择的是电压测量(而非应变计)。
    6. 键入单位(如,磅)然后是您的传感器的范围。如果您有一个50磅的负载单元,您应该设置-50和50为您的量程。
    7. 接下来的页面会提示您键入增益。欲将输入数据以其他单位而非电压(例如psi)缩放,您必须创建一个自定义增益。通常情况下这样的转换是线性的,并且斜率和截距应有传感器厂商提供。您可以选择映射范围。例如,如果您的负载单元具有+/-20mV的输出,则选择映射范围并键入0.02和-0.02,因此虚拟通道就自动地在读数十应用将所需的增益。
      注:如果您创建了一个应变计的虚拟通道,则所有的数据都会被缩放为微变。
    8. 在接下来的窗口中,从列表中选择SCXI-1520模块并且为您的输入信号选择通道。
    9. 点击结束,现在您就完成了虚拟通道的创建。


  5. 在开始测量之前,您需要调零以便对为任何电压偏移进行补偿。您必须在MAX中选择非零激励电压,因为SCXI-1520的调零点路是在内部与激励电压相连的。
    1. 如果您在使用VIGetting Started with Load Cells Using the SCXI-1520,那么请跳过步骤b。
    2. 将信号输入端子(SCXI-1314上的S+和S-)与机箱的地相连。SCXI-1314并没有AIGND的接线端,但是您可以通过机箱减震条一侧的机箱螺丝来访问机箱的地。
    3. 现在您已经准备好可以进行调零操作了。欲进行调零操作,必须调用适当的应变调零DAQ函数(请参照SCXI-1520用户手册)。在LabVIEW中,使用位于Data Acquisition » Calibration and Configuration 面板上的SCXI Strain Null VI。在SCXI通道字符串键入您的虚拟通道名称,然后运行此VI。
    4. 当调零操作结束,将S+和S-与您的传感器相连。所有的电压偏移都已经过硬件补偿,您可以开始您的测量了。



相关链接:
Developer Zone Example: Getting Started with Load Cells Using the SCXI-1520

NI-DAQmx Related Links:
Product Manuals: SCXI-1520 User Manual (NI-DAQmx version)
Product Manuals: SCXI Quick Start Guide (NI-DAQmx version)
Traditional NI-DAQ Related Links:
Developer Zone Example: Getting Started with Load Cells Using the SCXI-1520
Product Manuals: LabVIEW Measurements Manual
Product Manuals: SCXI Quick Start Guide (NI-DAQ 6.9.x version)
Product Manuals: SCXI-1520 User Manual


附件:





报告日期: 12/19/2006
最近更新: 12/13/2007
文档编号: 2I7EBBJ3