NI数据采集卡校准方法探讨

　　0　引言

　　数据采集卡(Data Acquisition Card, DAQCard)具有模拟/数字转换,数字/模拟转换,数字输入输出控制,计时计数器等功能。一般也称这种卡为多功能卡(Multi-Function Card),由于其体积小,重量轻,测量控制功能强,在自动测量控制方面有着广泛的应用。制造此类卡的电子元器件会随时间和温度产生非线性和漂移,如何使它们处于合格的状态,保证测量数据准确,就是要定期的对它们进行校准,通过校准补偿这些固有的误差。就校准问题而言,除人为因素不重视外,还有于缺乏技术手段,目前还不能开展这一校准工作。本文从技术层次就这一校准问题进行论述,希望读者多提宝贵意见。

　　1　校准系统组成

　　系统组成如图1所示,Fluke 5700多功能校准器在校准模拟输入转换时提供各种直流电压信号;HP3548A数字电压表实现模拟输出校准时对输出信号进行测试;HP5313A频率计完成数据采集卡内部振荡器5MHz频率信号测试;Accessory是用于实现多路信号自动转接的附件,但是Accessory在这里并不是必须的,如果系统中不使用它的话,多路信号转接必须手工来实现;系统组成框图中“电缆”必须采用屏蔽电缆,NI产品型号是SH68-68-EP。

　　2　校准步骤及方法

　　2.1　软件及DAQ卡安装

　　为了使用NI - DAQmx函数编程,必须到ni.com/ident网站下载DAQmx8.2(或最新版本)并进行安装,因为LabVIEW8.0版中没有相应的驱动程序。在安装PCI-MIO-16E-1卡时,关闭计算机电源开关,并将DAQ卡插入扩展槽中,打开计算机运行MAX软件,配置DAQ标识符,进行自测试,如果自测试正常,才可以进行下面的校准工作。

　　2.2　校准程序设计

　　校准其实质是将标准仪器与被校DAQ卡进行连接测试,判断其测试数据是否在规定的允许范围内。NI为每个DAQ卡提供了测试数据允许误差范围,若测试数据超出允许的误差范围,则进行调节,调节之后,再次检查DAQ卡的技术指标是否符合规定要求。

　　2.2.1　模拟输入校准

　　模拟输入校准就是根据要求加入标准直流电压信号后,让DAQ卡进行测试,根据测得数据判断是否合格。

　　图2是模拟输入校准程序,在LabVIEW环境的Function→Measurement I/O→NI—DAQmx中可以找到相应的子VI,程序中输入参数应根据NI为每个DAQ卡提供的校准要求进行设置,表1是PCI-MIO-16E-1卡模拟输入校准要求简表,表1模拟输入校准要求中的第一行Min Volut -10、Max Volut 10是DAQmx Cerat Virtual ChanelVI所要求的参数;Test Point 9.980000是5700输入标准直流电压信号,此时让DAQ卡进行测试,其测试数据落在Lower Limit与Upper Limit之间为合格。DAQmx Create Virtual Channel·VI、DAQmxTiming·VI、DAQmx Read·VI是多态VI可根据需要进行设置。程序中DAQmx Channel属性节点对12位卡是必须的,For Loop获得1000点的电压平均数据。