如何選擇 NI 資料擷取裝置系統

綜覽

如果您想為接下來的資料擷取 (DAQ) 用途尋找最適合的方案,NI 提供非常多選擇:從提供固定功能的隨插即用 USB 或 PCI Express DAQ 裝置,到可以混合搭配類比、數位及感測器專用輸入/輸出的自由配置型資料擷取系統,所有選擇都能因應您的需求。此外,不論您的選擇是什麼,軟體都是銜接實際輸入與畫面視覺效果,協助您依據資料做出明智商業決策的重要橋樑。接下來進一步了解這些元件,比較不同的資料擷取方式,並且討論選擇其中各項元件的理由。如果您想找適合特定用途的解決方案,NI 提供許多解決方案,適用於汽車硬體迴路 (HIL) 測試工業級機械資料記錄,或者是航太與國防機電系統測試

內容

資料擷取裝置使用時機

資料擷取裝置能將電腦變成量測系統,讓電腦增加類比和/或數位 I/O 通道,能用於讀取電壓與脈衝列、控制數位線路等。資料擷取裝置可以是單一功能裝置 (例如只適用於量測電壓),也可以是多功能裝置,能結合不同類型的 I/O,例如類比和數位 I/O,以及計數器/計時器功能。資料擷取裝置提供固定的功能,非常適用於需求不變且不需考慮擴充性的專案。量測用途不盡相同,因此,您可以基於簡易性和便利性而使用 USB 規格,而在有頻寬和低延遲之類的需求時,則可以使用 PCI 或 PCI Express 規格。

大多數 NI 資料擷取裝置均配備支援量測功能的互動式軟體 DAQExpress,能與硬體輕鬆連線,方便進行快速量測、資料記錄以及分析。此外,NI 資料擷取裝置能全面整合 LabVIEW,還能使用 MathWorks 適用於 MATLAB® 與 Simulink ® 的 Data Acquisition Toolbox 直接整合於 MathWorks MATLAB® 軟體。此外,我們的 NI-DAQmx 驅動程式支援所有 NI 資料擷取裝置,因此,您可以使用 Python、C#.NET 與 ANSI C 進行量測,而且可以直接使用應用程式提供的範例。

DAQExpress 與 DAQ 裝置

使用 NI 軟硬體建立資料擷取系統的方式

資料擷取系統 (DAS) 又稱 DAQ 系統,在開發過程中使用有助於及早驗證設計並發現產品缺陷。每天都有為數眾多的產品處於開發階段,可以想見需要多少不同的量測系統。

NI 資料擷取系統採模組化硬體架構,充分支援您依據特定需求自由建立混合式量測系統。可以考慮採用的硬體方式主要分為兩類,而軟體選項則非常多,包括免設計程式且可設定的資料擷取應用程式軟體 FlexLogger,以及多種程式設計語言,例如 Python、C#.NET 和 ANSI C,更有全面整合的 LabVIEW,以及使用 MathWorks Data Acquisition Toolbox 進行整合的 MATLAB。

資料擷取系統

FlexLogger™ 資料擷取軟體

FlexLogger 資料擷取軟體能大幅縮短設定所需時間,讓您專心取得所需的量測值。這套軟體提供以感測器為中心的功能表架構工作流程,是一套相當靈活的量測系統,能混合運用類比感測器、數位 I/O、汽車網路等等。若想擴充 FlexLogger 軟體的功能,只要整合第三方硬體或使用外掛程式進行自訂分析即可。

FlexLogger 軟體支援校準、警示等功能,亦支援您將視覺元件拖曳到畫面中自訂視覺介面。資料記錄方式完全操之在您,因可以善用選項將資料儲存成單一或多個檔案;可以根據按鍵輸入或警示觸發條件開始記錄;也可以自測試匯入中繼資料,充分簡化資料管理作業。您可以在 FlexLogger 資料檢視器中查看您所記錄的資料,這個檢視器會將多個感測器的資料和通道計算結果資料視覺化,讓您更快充分理解各項資料的深入分析。

FlexLogger 資料擷取應用程式軟體

CompactDAQ 硬體

CompactDAQ 是相當靈活的可攜式資料擷取方式,其結構包括一組 CompactDAQ 機箱C 系列 I/O 模組。每個機箱最多能容納 14 個 I/O 模組,非常適合需要多種量測類型且注重擴充性和彈性的用途。乙太網路 CompactDAQ 機箱能透過網路進行同步,因此可以跨多個機箱進行相當密切的同步作業。CompactDAQ 的硬體堅固耐用,相當適合通道數多的分散式 DAQ 用途。

C 系列 I/O 模組提供多種輸入與輸出功能。部分模組是感測器專用模組,其中包含能調節聲音與振動量測的模組、應變規、溫度感測器等等。其他模組則是電壓、電流、數位 I/O,以及 CAN 和 LIN 等汽車匯流排專用的模組。這些模組與機箱背板連接,而機箱背板則透過 USB 或乙太網路協定與主機電腦通訊。

NI 也提供預先設定的 NI 暢銷 CompactDAQ 硬體組合,適用於一般感測器測試量測,例如溫度、電壓、應變或是聲音和振動。這些組合含一組 CompactDAQ 機箱、C 系列模組,以及任何相關配件,方便您輕鬆開始使用測試系統。

C 系列 I/O 模組與 CompactDAQ 機箱

PXI 資料擷取硬體

PXI 硬體提供模組化方式,適用於多通道數資料擷取與感測器量測用途。其機箱最多有 18 個插槽、能透過背板密切同步,而且支援使用機箱控制器或透過遠端控制模組進行外接電腦連線,是所有功能齊備的多通道數資料擷取系統組合,採用最新晶片技術且執行 Windows 作業系統。

PXI 模組化硬體方式提供多款訊號處理模組,適用於多種用途。從線性可變差動變壓器 (LVDT) 到類比輸入(範圍從 ±1 V 到 ±600 V),以及類比輸出RTD 與熱電偶聲音和振動 (DSA),以及應變/橋接模組,您可以綜合運用各種量測功能和輸出功能,設計出範圍從數十到數百個通道的系統。若需要更多通道,也可以將系統擴充為多個機箱。

PXIe 控制器、訊號處理模組和機箱

 

NI 亦提供預設的 NI PXI 儀器組合,包含示波器、多功能數位電錶、SMU、LCR 表等。這些組合包含機箱、模組,與任何相關配件,可讓您輕鬆開始使用測試系統。

如何選擇資料擷取方式

了解了不同的資料擷取方式之後,還要考量其他因素,才能決定最適合您的方式。NI 資料擷取產品適用於任何作業,從隨插即用資料擷取到同步進行的分散式量測,抑或是多通道數系統,因此,建議您除了考慮目前作業所需之外,也要思考未來專案重複使用裝置或系統的可能性。資料擷取裝置非常適合用於固定不變且完全不需要擴充的作業。若採用 CompactDAQ 模組化方式,日後可以在系統中增加通道或量測類型,能發揮您需要的彈性和擴充性。此外,這是最適合混合量測或分散式用途的選擇。最後,如運用於多通道數用途或要量測電壓較高的輸入,PXIe 模組化方式能支援您根據自己的需求設計系統,也能兼顧未來的擴充需求。

資料擷取專案大多不盡相同,但都能提供您進行決策時所需的資料。選擇一種既符合目前專案需求,未來進行其他專案時又能重複運用及擴充的方式,能為貴組織創造更大的價值。系統配置取決於您的需求,而不同的專案自然有不同的需求,因此,將長期量測需求列入考量有助於決定最適合的方式,讓資金創造最大的價值。