数据采集编程指南 中篇.pdf

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1、数据采集编程指南中篇ni.com/china/daq目录模拟I/O与数字I/O1-13计数器应用（上）14-18计数器应用（下）19-23定时与触发24-31数据采集编程指南中篇ni.com/china/daq模拟I/O与数字I/O简介本期节目介绍测试测量的接线方式，如何使用NI数据采集板卡及底层的DAQmxVI来完成模拟输入输出以及数字输入输出功能。在介绍具体的模拟I/O，数字I/O乊前，首先介绍接线方式。接线方式对于不同的信号，需要采用不同的接线方式，如图4-1所示。对于接地信号和浮地信号，不同的接线方式

2、将带来不同的测量效果。为了得到正确的测量结果，需要使用正确的连线方式。+SignalMeasurementVSVMSourceSystem-图4-1信号源与测量系统的接线确定正确连线方式的步骤分为两步：1.首先要确定信号源种类2.其次来选择测量系统提供的合适的终端模式NI数采卡上提供了三种不同的终端模式：•差分模式：在一个差分测量系统中，仪表放大器的任何一个输入都不是以系统地作为参考的，如图4-2所示，AIGND引脚以及放大器本身是以系统地作为参考的，但两个输入端均不以地作为参考。这里需要注意的是，当我们使用

3、差分方式时，对于一个输入信号需要使用两个模拟输入通道，于是整个可用通道数就减半了，对于一个16通道的数据采集设备，处于差分模式下的时候，只能采集8路输入信号了，输入信号的配对觃则如图所示，ACH(N)与ACH(N+8)组成一对差分输入通道。1数据采集编程指南中篇ni.com/china/daqACH(n)+ACH(n+8)+_InstrumentationAISENSEAmplifier+_VMAIGND_测量系统•图4-2差分模式举例来说，如果我们想要在通道5上测量模拟输入，那么需要将信号的正端连接到ACH

4、5并将负端连接到ACH13上，如图4-3所示。既然使用差分的模式会使可用通道数减半，为什么我们有时仍需要使用这样的测量方式呢？答案是为了获得更好的测量效果。因为差分模式可以使得放大器有效地抑制共模电压，以及任何与信号混杂在一起的共模形式噪声，有效提高测量质量。图4-3差分输入通道对•参考单端模式(RSE)：2数据采集编程指南中篇ni.com/china/daq一个参考单端测量系统以系统地作为参考，信号源的负端是被连接到AIGND上的，也就是说它是被连到系统地上。这种连接的方式使得我们在测量时，对于每个信号只需

5、要使用一个模拟输入通道，所以，一个16通道的数据采集设备在使用RSE模式时，可以测量16路信号。如果我们想要在模拟输入通道10上测量一个信号，那么只需要将信号的正端连接到ACH10，负端连接到AIGND上。如图4-4所示。ACH(n)+ACH(n+8)+VSInstrumentation+AISENSEAmplifier_VM_AIGND_测量系统图4-4参考单端模式(RSE)此外，我们的板卡上提供了许多AIGND引脚来防止由于输入连线搭接所造成的信号间串扰，如图4-5所示。尽管RSE的连接模式能够保证通道数

6、的使用效率，但是它无法抑制共模电压。在某些应用当中，过大的共模电压会造成测量误差甚至毁坏您的设备。图4-5多个AIGND防止由于输入连线搭接所造成的信号间串扰•非参考单端模式(NRSE)：3数据采集编程指南中篇ni.com/china/daqNI的数据采集板卡上还提供了一种不同于RSE参考单端的模式，我们称它为NRSE，非参考单端模式，在NRSE模式下，所有的测量同RSE相类似都参考同一个参考点，但与RSE模式不同的是该参考点的电压值可以调整和变化。如图4-6所示，信号的负端被连接到AISENSE引脚上，而A

7、ISENSE并不是以地作为参考的。于是AISENSE上的电压是浮地的。ACH(n)+ACH(n+8)+VSInstrumentationAISENSEAmplifier+__VMAIGND_测量系统图4-6非参考单端模式(NRSE)图4-7的引脚图中给出了板上只有一个AISENSE引脚可供信号连接，因为我们需要确认每个信号均使用了同样的参考点。与RSE模式相类的是，NRSE模式最大程度地保留了可用的模拟通道数，但同样无法抑制共模电压。那为什么要使用NRSE呢？我们乊后会看到需要根据信号源的不同来选择不同的终端

8、模式。图4-7AISENSE引脚图介绍了NI产品提供的三种不同终端模式后，我们根据不同的信号源来分析一下应该使用哪一种接线方式。对于接地信号源来说，图4-8中列出了三种模式的优点和缺点。4数据采集编程指南中篇ni.com/china/daq较好+抑制共模电压-可用通道数减半Differential不推荐-接地环路引起误差甚至损坏设备RSE好+保证最大的可用通道数-无法抑制共模电压图4-8对于接地信号