美国国家仪器公司 NI 6711 PXI 模拟输出模块使用手册

产品名称： PCI-6731
制造商： 美国国家仪器公司
型号： 6711、6713、6731、6733
描述： PCI-6731 是一款用于 PCI/PXI/CompactPCI 系统的模拟输出 (AO) 设备。它由 National Instruments 制造，属于 671x/673x 系列的一部分。该设备需要校准才能随着时间和温度变化保持精度。

介绍

本文档包含针对 PCI/PXI/CompactPCI 模拟输出 (AO) 设备校准 National Instruments 6711/6713/6731/6733 的分步说明。将此校准程序与 ni671xCal.dll 结合使用file，其中包含校准 NI 6711/6713/6731/6733 设备所需的特定函数。
笔记请参阅 ni.com/support/calibrat/mancal.htm 获取 ni671xCal.dll 的副本file.

什么是校准？

校准包括验证设备的测量精度和调整任何测量误差。验证是测量设备的性能并将这些测量结果与出厂规格进行比较。在校准期间，您提供并读取 voltage 水平使用外部标准，然后您调整模块校准常数。新的校准常数存储在 EEPROM 中。校准常数根据需要从内存中加载，以针对设备进行的测量中的误差进行调整。
为什么要校准？
电子元件的精度会随时间和温度漂移，随着设备老化，这会影响测量精度。校准将这些组件恢复到它们指定的精度，并确保设备仍然符合 NI 标准。
您应该多久校准一次？
应用的测量要求决定了 NI 6711/6713/6731/6733 必须多久校准一次以保持精度。 NI 建议您至少每年执行一次完整校准。您可以根据您的应用需求将此间隔缩短至 90 天或六个月。

校准选项：外部与内部

NI 6711/6713/6731/6733 有两个校准选项：内部或自校准，以及外部校准。

内部校准
内部校准是一种不依赖外部标准的更简单的校准方法。在这种方法中，设备校准常数相对于高精度卷进行调整tag电子来源
NI 6711/6713/6731/6733。在根据外部标准对设备进行校准后，使用这种类型的校准。然而，温度等外部变量仍然会影响测量。新的校准常数是根据外部校准期间创建的校准常数定义的，确保测量结果可以追溯到外部标准。本质上，内部校准类似于数字万用表 (DMM) 上的自动调零功能。
外部校准
外部校准需要使用高精度 DMM。在外部校准期间，DMM 提供并读取 voltages 来自设备。对设备校准常数进行调整，以确保报告的体积tages 属于设备规格。然后将新的校准常数存储在设备的 EEPROM 中。调整板载校准常数后，高精度电压tag设备上的电子源已调整。外部校准提供了一组校准常数，可用于补偿 NI 6711/6713/6731/6733 测量中的误差。

设备和其他测试要求

本节介绍校准 NI 6711/6713/6731/6733 所需的设备、测试条件、文档和软件。
测试设备
要校准 NI 6711/6713/6731/6733，您需要一个精度至少为 10 ppm (0.001%) 的高精度 DMM。 NI 建议您使用 Agilent 3458A DMM 进行校准。
如果您没有 Agilent 3458A DMM，请使用准确度规格来选择替代校准标准。
如果您没有自定义连接硬件，您可能需要连接器模块（例如 NI CB-68）和电缆（例如 SH6868-D1）。这些组件使您可以轻松访问 68 针 I/O 连接器上的各个针脚。
测试条件
遵循这些准则以在校准期间优化连接和测试条件：

保持与 NI 6711/6713/6731/6733 的连接较短。长电缆和电线就像天线一样，会吸收额外的噪声，从而影响测量。
使用屏蔽铜线连接设备的所有电缆。
使用双绞线来消除噪声和热偏移。
保持温度在 18 至 28 °C 之间。要在此范围之外的特定温度下操作模块，请在该温度下校准设备。
保持相对湿度低于80%。
允许至少 15 分钟的预热时间，以确保测量电路处于稳定的工作温度。

软件
由于 NI 6711/6713/6731/6733 是基于 PC 的测量设备，因此在尝试校准之前，您必须在校准系统中安装正确的设备驱动程序。对于此校准过程，您需要在校准计算机上安装 NI-DAQ 6.9.2 或更早版本。 NI-DAQ 用于配置和控制 NI 6711/6713/6731/6733，可从 ni.com/downloads 获取。
NI-DAQ 支持多种编程语言，包括 LabVIEW、LabWindows/CVI、Microsoft Visual C++、Microsoft Visual Basic 和 Borland C++。安装驱动程序时，只需安装对您打算使用的编程语言的支持。
您还需要 ni671xCal.dll、ni671xCal.lib 和 ni671xCal.h 的副本files.
该 DLL 提供了不驻留在其中的校准功能
NI-DAQ，包括保护校准常数、更新校准日期以及写入工厂校准区域的能力。您可以通过任何 32 位编译器访问此 DLL 中的函数。工厂校准区域和校准日期只能由计量实验室或其他维护可追溯标准的设施进行修改。
配置 NI 6711/6713/6731/6733
NI 6711/6713/6731/6733 必须在 NI-DAQ 中进行配置，NI-DAQ 会自动检测设备。以下步骤简要说明了如何在 NI-DAQ 中配置设备。有关详细的安装说明，请参阅 NI 671X/673X 用户手册。您可以在安装 NI-DAQ 时安装本手册。

关闭计算机。
将 NI 6711/6713/6731/6733 安装在可用插槽中。
打开计算机电源。
启动测量与自动化浏览器 (MAX)。
配置 NI 6711/6713/6731/6733 设备编号。
单击测试资源以确保 NI 6711/6713/6731/6733 正常工作。

NI 6711/6713/6731/6733 现已配置完成。
笔记在 MAX 中配置设备后，会为该设备分配一个设备编号，该编号在每个函数调用中用于识别要校准的 DAQ 设备。

编写校准程序

校准 NI 6711/6713/6731/6733 部分的校准程序提供了调用适当校准函数的分步说明。这些校准函数是来自 NI-DAQ 的 C 函数调用，对 Microsoft Visual Basic 和 Microsoft Visual C++ 程序也有效。虽然实验室VIEW 本程序不讨论 VI，您可以在 Lab 中编程VIEW 使用与此过程中的 NI-DAQ 函数调用具有相似名称的 VI。请参阅流程图部分，了解校准过程每个步骤所使用的代码的说明。
通常，您必须遵循许多特定于编译器的步骤来创建使用 NI-DAQ 的应用程序。有关每个支持的编译器所需步骤的详细信息，请参阅 ni.com/manuals 上的 PC 兼容版 NI-DAQ 用户手册。
校准过程中列出的许多函数使用在 nidaqcns.h 中定义的变量file. 要使用这些变量，您必须包含 nidaqcns.hfile 在代码中。如果您不想使用这些变量定义，可以检查函数调用列表
NI-DAQ 文档和 nidaqcns.hfile 以确定需要哪些输入值。
文档
有关 NI-DAQ 的信息，请参阅以下文档：

NI-DAQ功能参考帮助（开始»程序»National Instruments»NI-DAQ»NI-DAQ帮助）
适用于 PC 兼容设备的 NI-DAQ 用户手册，位于 ni.com/manuals

这两篇文档提供了有关使用 NI-DAQ 的详细信息。函数参考帮助包含有关函数的信息
NI-DAQ。用户手册提供了安装和配置 DAQ 设备的说明以及创建使用 NI-DAQ 的应用程序的详细信息。这些文档是编写校准实用程序的主要参考。有关您正在校准的设备的更多信息，您可能还需要安装设备文档。

校准 NI 6711/6713/6731/6733

要校准 NI 6711/6713/6731/6733，请完成以下步骤：

验证 NI 6711/6713/6731/6733 的性能。此步骤在验证 NI 6711/6713/6731/6733 的性能部分中进行了描述，用于在调整之前确认设备是否符合规格。
根据已知体积调整 NI 6711/6713/6731/6733 校准常数tag电子来源。该步骤在调整 NI 6711/6713/6731/6733 部分进行了描述。
重新验证性能，确保 NI 6711/6713/6731/6733 调整后在其规格范围内运行。

验证 NI 6711/6713/6731/6733 的性能

验证确定设备满足其规格的程度。验证程序分为设备的主要功能。在整个验证过程中，请参阅规格部分中的表格以查看设备是否需要调整。
验证模拟输出
此程序验证 NI 6711/6713/6731/6733 的 AO 性能。 NI 建议测试设备的所有通道。但是，为了节省时间，您可以只测试应用程序中使用的通道。在开始此过程之前，请确保您已阅读设备和其他测试要求部分。

断开设备的所有电缆。确保设备未连接到校准程序指定的电路以外的任何电路。
要内部校准设备，请调用 Calibrate_E_Series 函数，并按指示设置以下参数：
- calOP 设置为 ND_SELF_CALIBRATE
- setOfCalConst 设置为 ND_USER_EEPROM_AREA
- calRefVolts 设置为 0

将 DMM 连接到 DAC0OUT，如表 1 所示。

输出渠道	数字万用表正输入	数字万用表负输入
DAC0输出	DAC0OUT（引脚 22）	AOGND（引脚 56）
DAC1输出	DAC1OUT（引脚 21）	AOGND（引脚 55）
DAC2输出	DAC2OUT（引脚 57）	AOGND（引脚 23）
DAC3输出	DAC3OUT（引脚 25）	AOGND（引脚 58）
DAC4输出	DAC4OUT（引脚 60）	AOGND（引脚 26）
DAC5输出	DAC5OUT（引脚 28）	AOGND（引脚 61）
DAC6输出	DAC6OUT（引脚 30）	AOGND（引脚 63）
DAC7输出	DAC7OUT（引脚 65）	AOGND（引脚 63）
笔记：仅针对 68 针 I/O 连接器给出了针脚编号。如果您使用 50 针 I/O 连接器，请参阅设备用户手册了解信号连接位置。

请参阅“规格”部分中与您正在验证的设备相对应的表格。此规格表显示了设备的所有可接受的设置。
调用 AO_Configure 将设备配置为适当的设备编号、通道和输出极性（NI 6711/6713/6731/6733 设备仅支持双极性输出范围）。使用通道0作为验证通道。从设备规格表中读取其余设置。
调用 AO_VWrite 以使用适当的 vol 更新 AO 通道tage. 卷tage值在规格表中。
将数字万用表显示的结果值与规格表上的上限和下限进行比较。如果该值落在这些限制之间，则设备已通过测试。
重复步骤 3 到 5，直到测试完所有值。
断开 DMM 与 DAC0OUT 的连接，然后将其重新连接到下一个通道，按照表 1 进行连接。
重复步骤 3 到 9，直到验证完所有通道。
断开 DMM 与设备的连接。

您现在已经验证了设备的 AO 通道。

验证计数器的性能

此过程验证计数器的性能。 NI 6711/6713/6731/6733 设备只有一个时基需要校验，所以你只需要校验计数器 0。因为你不能调整这个时基，你只能校验计数器 0 的性能。确保你已经阅读了设备和其他测试要求部分，然后按照以下程序操作：

将计数器正输入连接到 GPCTR0_OUT（引脚 2），将计数器负输入连接到 DGND（引脚 35）。
笔记仅针对 68 针 I/O 连接器给出了针脚编号。如果您使用 50 针 I/O 连接器，请参阅设备文档了解信号连接位置。
调用 GPCTR_Control，并将操作设置为 ND_RESET，将计数器置于默认状态。
调用 GPCTR_Set_Application（应用程序设置为 ND_PULSE_TRAIN_GNR）来配置计数器以生成脉冲序列。
调用 GPCTR_Change_Parameter，将 paramID 设置为 ND_COUNT_1，将 paramValue 设置为 2，以将计数器配置为输出关闭时间为 100 ns 的脉冲。
调用 GPCTR_Change_Parameter，将 paramID 设置为 ND_COUNT_2，将 paramValue 设置为 2，以将计数器配置为输出开启时间为 100 ns 的脉冲。
调用 Select_Signal，并将信号和源设置为 ND_GPCTR0_OUTPUT，以将计数器信号路由到器件 I/O 连接器上的 GPCTR0_OUT 引脚。
调用 GPCTR_Control，并将操作设置为 ND_PROGRAM 以开始生成方波。当 GPCTR_Control 完成执行时，器件开始生成 5 MHz 方波。
将计数器读取的值与规格部分相应表中显示的测试限值进行比较。如果该值落在这些限制之间，则设备已通过此测试。
断开计数器与设备的连接。

您现在已经验证了设备计数器。

调整 NI 6711/6713/6731/6733

此过程调整 AO 校准常数。在每个校准程序结束时，这些新常量存储在设备 EEPROM 的工厂区域中。最终用户无法修改这些值，这提供了一定程度的安全性，确保用户不会意外访问或修改计量实验室调整的任何校准常数。
校准过程中的这一步调用 NI-DAQ 和
ni671x.dll。有关ni671x.dll中函数的更多信息，请参阅ni671x.h中的注释file.

断开设备的所有电缆。确保设备未连接到校准程序指定的电路以外的任何电路。
要内部校准设备，请调用 Calibrate_E_Series 函数，并按指示设置以下参数：
- calOP 设置为 ND_SELF_CALIBRATE
- setOfCalConst 设置为 ND_USER_EEPROM_AREA
- calRefVolts 设置为 0

根据表 2 将校准器连接到设备。

6711/6713/6731/6733 别针	校准器
EXTREF（引脚 20）	输出高
AOGND（引脚 54）	输出低
仅为 68 针连接器提供了针号。如果您使用 50 针连接器，请参阅设备文档了解信号连接位置。

要找出上次校准的日期，请调用 Get_Cal_Date，它包含在 ni671x.dll 中。
CalDate 存储设备上次校准的日期。
设置校准器输出体积tag5.0 V 的电压。
调用 Calibrate_E_Series，并按照指示设置以下参数：
- calOP 设置为 ND_EXTERNAL_CALIBRATE
- setOfCalConst 设置为 ND_USER_EEPROM_AREA
- calRefVolts 设置为 5.0
  注意如果卷tag如果电源提供的电压没有保持稳定的 5.0 V，您会收到错误消息。
调用 Copy_Const 将新的校准常数复制到 EEPROM 的工厂保护部分。此功能还可以更新校准日期。
断开校准器与设备的连接。
该设备现在已根据外部源进行了调整。调整设备后，您可以通过重复验证模拟输出部分来验证 AO 操作。

规格

下表是验证和调整 NI 6711/6713/6731/6733 时使用的精度规范。表格显示了 1 年和 24 小时校准间隔的规格。

使用表格

以下定义描述了如何使用本节中的规格表。
范围
范围指的是最大允许音量tag输入或输出信号的范围。对于前amp例如，如果器件配置为双极模式，电压范围为 20V，则器件可以感测 +10 至 –10V 之间的信号。
极性
极性是指正负电压tag可以读取的输入信号的 es。双极意味着设备可以读取正负电压tages。单极意味着设备只能读取正电压tag西。
测试点
测试点是卷tag为验证目的而输入或输出的值。该值被分解为位置和值。位置是指测试值在测试范围内的位置。 Pos FS 指正满量程，Neg FS 指负满量程。值是指卷tage待验证，Zero是指输出零伏。
24 小时范围
24 小时范围列包含测试点值的上限和下限。如果设备在最近 24 小时内进行过校准，则测试点值应介于上下限值之间。这些极限值以伏特表示。
1 年范围
1 年范围列包含测试点值的上限和下限。如果设备在去年进行过校准，则测试点值应介于上下限值之间。这些限制以伏特表示。
计数器
因为您无法调整计数器/计时器的分辨率，所以这些值没有 1 年或 24 小时的校准周期。但是，测试点和上下限是为了验证目的而提供的。
NI 6711/6713 的模拟输出

范围 (V)	极性	测试观点		24 小时范围		1 年范围
范围 (V)	极性	地点	价值（五）	降低限制（V）	上限制（V）	降低限制（V）	上限制（V）
0	双极	零	0.0	–0.0059300	0.0059300	–0.0059300	0.0059300
20	双极	位置FS	9.9900000	9.9822988	9.9977012	9.9818792	9.9981208
20	双极	阴性FS	–9.9900000	–9.9977012	–9.9822988	–9.9981208	–9.9818792

NI 6731/6733 的模拟输出

范围 (V)	极性	测试观点		24 小时范围		1 年范围
范围 (V)	极性	地点	价值（五）	降低限制（V）	上限制（V）	降低限制（V）	上限制（V）
0	双极	零	0.0	–0.0010270	0.0010270	–0.0010270	0.0010270
20	双极	位置FS	9.9900000	9.9885335	9.9914665	9.9883636	9.9916364
20	双极	阴性FS	–9.9900000	–9.9914665	–9.9885335	–9.9916364	–9.9883636

柜台

设定点（MHz）	上限（MHz）	下限（MHz）
5	4.9995	5.0005

流程图

这些流程图显示了用于验证和调整 NI 6711/6713/6731/6733 的相应 NI-DAQ 函数调用。有关软件结构的更多信息，请参阅校准 NI 6711/6713/6731/6733 部分、NI-DAQ 功能参考帮助（开始»程序»National Instruments»NI-DAQ»NI-DAQ 帮助）以及 ni.com/manuals 上的 PC 兼容机 NI-DAQ 用户手册。