美國國家儀器公司 NI 6711 PXI 模擬輸出模塊使用手冊

本文檔包含針對 PCI/PXI/CompactPCI 模擬輸出 (AO) 設備校準 National Instruments 6711/6713/6731/6733 的分步說明。將此校準程序與 ni671xCal.dll 結合使用file，其中包含校準 NI 6711/6713/6731/6733 設備所需的特定函數。
筆記請參閱 ni.com/support/calibrat/mancal.htm 以取得 ni671xCal.dll 的副本file.

什麼是校準？

校準包括驗證設備的測量精度並調整任何測量誤差。驗證是測量設備的性能並將這些測量結果與工廠規格進行比較。在校準期間，您提供並讀取體積tag使用外部標準調整水平，然後調整模塊校準常數。新的校準常數存儲在 EEPROM 中。根據需要從存儲器加載校準常數，以調整設備測量中的誤差。
為什麼要校準？
電子元件的精度會隨著時間和溫度的變化而變化，隨著設備老化，這會影響測量精度。校準可將這些組件恢復到指定的精度，並確保設備仍然符合 NI 標準。
您應該多久校準一次？
您的應用的測量要求決定了 NI 6711/6713/6731/6733 必須校準的頻率以保持精度。 NI 建議您每年至少執行一次完整校準。您可以根據應用程序的需求將此間隔縮短至 90 天或六個月。

校準選項：外部校準與內部校準

NI 6711/6713/6731/6733 有兩種校準選項：內部或自校準以及外部校準。

內部校準
內部校準是一種更簡單的校準方法，不依賴外部標準。在該方法中，設備校準常數根據高精度體積進行調整。tag電子來源
NI 6711/6713/6731/6733。在根據外部標準對設備進行校准後，使用這種類型的校準。然而，溫度等外部變量仍然會影響測量。新的校準常數是根據外部校準期間創建的校準常數定義的，確保測量結果可以追溯到外部標準。本質上，內部校準類似於數字萬用表 (DMM) 上的自動調零功能。
外部校準
外部校準需要使用高精度數字萬用表。在外部校準期間，DMM 提供並讀取體積tag來自設備的 es。對設備校準常數進行調整，以確保報告的體積tages 符合設備規格。新的校準常數隨後存儲在器件 EEPROM 中。調整板載標定常數後，高精度體積tag設備上的信號源已調整。外部校準提供了一組校準常數，可用於補償 NI 6711/6713/6731/6733 測量中的誤差。

設備和其他測試要求

本節介紹校準 NI 6711/6713/6731/6733 所需的設備、測試條件、文檔和軟件。
測試設備
要校準 NI 6711/6713/6731/6733，您需要精度至少為 10 ppm (0.001%) 的高精度 DMM。 NI 建議您使用 Agilent 3458A DMM 進行校準。
如果您沒有 Agilent 3458A DMM，請使用精度規格選擇替代校準標準。
如果您沒有自定義連接硬件，則可能需要 NI CB-68 等連接器模塊和 SH6868-D1 等電纜。這些組件使您可以輕鬆訪問 68 引腳 I/O 連接器上的各個引腳。
測試條件
請遵循以下指南來優化校準期間的連接和測試條件：

保持與 NI 6711/6713/6731/6733 的連接較短。長電纜和電線就像天線一樣，會吸收額外的噪聲，從而影響測量。
使用屏蔽銅線連接設備的所有電纜。

使用雙絞線來消除噪聲和熱偏移。
保持溫度在 18 至 28 °C 之間。要在此範圍之外的特定溫度下操作模塊，請在該溫度下校准設備。

保持相對濕度低於80%。
允許至少 15 分鐘的預熱時間，以確保測量電路處於穩定的工作溫度。

軟體
由於 NI 6711/6713/6731/6733 是基於 PC 的測量設備，因此在嘗試校準之前，必須在校準系統中安裝正確的設備驅動程序。對於此校準過程，您需要在校準計算機上安裝 NI-DAQ 6.9.2 或更早版本。 NI-DAQ 可配置和控制 NI 6711/6713/6731/6733，可從 ni.com/downloads 獲取。
NI-DAQ 支持多種編程語言，包括 LabVIEW、LabWindows/CVI、Microsoft Visual C++、Microsoft Visual Basic 和 Borland C++。安裝驅動程序時，您只需安裝對您要使用的編程語言的支持。
您還需要 ni671xCal.dll、ni671xCal.lib 和 ni671xCal.h 的副本files.
該 DLL 提供了不駐留在其中的校準功能
NI-DAQ，包括保護校準常數、更新校準日期以及寫入工廠校準區域的能力。您可以通過任何 32 位編譯器訪問此 DLL 中的函數。工廠校準區域和校準日期只能由計量實驗室或其他維護可追溯標準的設施進行修改。
配置 NI 6711/6713/6731/6733
NI 6711/6713/6731/6733 必須在 NI-DAQ 中進行配置，NI-DAQ 會自動檢測設備。以下步驟簡要說明瞭如何在 NI-DAQ 中配置設備。有關詳細的安裝說明，請參閱 NI 671X/673X 用戶手冊。您可以在安裝 NI-DAQ 時安裝本手冊。

關閉電腦電源。

將 NI 6711/6713/6731/6733 安裝在可用插槽中。
打開計算機電源。

啟動測量與自動化瀏覽器 (MAX)。
配置 NI 6711/6713/6731/6733 設備編號。

單擊測試資源以確保 NI 6711/6713/6731/6733 正常工作。

NI 6711/6713/6731/6733 現已配置完畢。
筆記在 MAX 中配置設備後，會為該設備分配一個設備編號，該編號在每個函數調用中用於識別要校準的 DAQ 設備。

編寫校準程序

校準 NI 6711/6713/6731/6733 部分中的校準過程提供了有關調用適當校準函數的分步說明。這些校準函數是來自 NI-DAQ 的 C 函數調用，對於 Microsoft Visual Basic 和 Microsoft Visual C++ 程序也有效。雖然實驗室VIEW 本過程中不討論 VI，您可以在 Lab 中編程VIEW 使用與此過程中的 NI-DAQ 函數調用具有相似名稱的 VI。請參閱流程圖部分，了解校準過程每個步驟所使用的代碼的說明。
通常，您必須遵循許多特定於編譯器的步驟來創建使用 NI-DAQ 的應用程序。有關每個支持的編譯器所需步驟的詳細信息，請參閱 ni.com/manuals 上的 PC 兼容版 NI-DAQ 用戶手冊。
校準過程中列出的許多函數都使用 nidaqcns.h 中定義的變量file。要使用這些變量，您必須包含 nidaqcns.hfile 在代碼中。如果您不想使用這些變量定義，可以檢查函數調用列表
NI-DAQ 文件和 nidaqcns.hfile 以確定需要什麼輸入值。
文件
有關 NI-DAQ 的信息，請參閱以下文檔：

NI-DAQ功能參考幫助（開始»程序»National Instruments»NI-DAQ»NI-DAQ幫助）

適用於 PC 兼容設備的 NI-DAQ 用戶手冊，位於 ni.com/manuals

這兩篇文檔提供了有關使用 NI-DAQ 的詳細信息。函數參考幫助包含有關函數的信息
NI-DAQ。用戶手冊提供了安裝和配置 DAQ 設備的說明以及創建使用 NI-DAQ 的應用程序的詳細信息。這些文檔是編寫校準實用程序的主要參考。有關您正在校準的設備的更多信息，您可能還需要安裝設備文檔。

校準 NI 6711/6713/6731/6733

要校準 NI 6711/6713/6731/6733，請完成以下步驟：

驗證 NI 6711/6713/6731/6733 的性能。此步驟在驗證 NI 6711/6713/6731/6733 的性能部分中進行了描述，用於在調整之前確認設備是否符合規格。

根據已知體積調整 NI 6711/6713/6731/6733 校準常數tag電子來源。調整 NI 6711/6713/6731/6733 部分介紹了此步驟。
重新驗證性能，確保 NI 6711/6713/6731/6733 調整後在其規格範圍內運行。

驗證 NI 6711/6713/6731/6733 的性能

驗證確定設備滿足其規格的程度。驗證過程分為設備的主要功能。在整個驗證過程中，請參閱規格部分中的表格以查看設備是否需要調整。
驗證模擬輸出
此程序驗證 NI 6711/6713/6731/6733 的 AO 性能。 NI 建議測試設備的所有通道。但是，為了節省時間，您可以僅測試應用程序中使用的通道。在開始此過程之前，請確保您已閱讀設備和其他測試要求部分。

斷開設備的所有電纜。確保設備未連接到校準程序指定的電路以外的任何電路。
若要內部校準設備，請呼叫 Calibrate_E_Series 函數，並依指示設定下列參數：
- calOP 設定為 ND_SELF_CALIBRATE
- setOfCalConst 設置為 ND_USER_EEPROM_AREA
- calRefVolts 設置為 0

將 DMM 連接到 DAC0OUT，如表 1 所示。

輸出頻道	數字萬用表正輸入	數字萬用表負輸入
DAC0輸出	DAC0OUT（引腳 22）	AOGND（引腳 56）
DAC1輸出	DAC1OUT（引腳 21）	AOGND（引腳 55）
DAC2輸出	DAC2OUT（引腳 57）	AOGND（引腳 23）
DAC3輸出	DAC3OUT（引腳 25）	AOGND（引腳 58）
DAC4輸出	DAC4OUT（引腳 60）	AOGND（引腳 26）
DAC5輸出	DAC5OUT（引腳 28）	AOGND（引腳 61）
DAC6輸出	DAC6OUT（引腳 30）	AOGND（引腳 63）
DAC7輸出	DAC7OUT（引腳 65）	AOGND（引腳 63）
筆記：僅針對 68 針 I/O 連接器給出了針腳編號。如果您使用 50 針 I/O 連接器，請參閱設備用戶手冊了解信號連接位置。

請參閱“規格”部分中與您正在驗證的設備相對應的表格。此規格表顯示了設備的所有可接受的設置。
調用 AO_Configure 將設備配置為適當的設備編號、通道和輸出極性（NI 6711/6713/6731/6733 設備僅支持雙極性輸出範圍）。使用通道0作為驗證通道。從設備規格表中讀取其餘設置。
調用 AO_VWrite 以使用適當的 vol 更新 AO 通道tage. 卷tage 值在規格表中。
將數字萬用表顯示的結果值與規格表上的上限和下限進行比較。如果該值落在這些限制之間，則設備已通過測試。
重複步驟 3 到 5，直到測試完所有值。
斷開 DMM 與 DAC0OUT 的連接，然後將其重新連接到下一個通道，按照表 1 進行連接。
重複步驟 3 到 9，直到驗證完所有通道。
斷開 DMM 與設備的連接。

您現在已經驗證了設備的 AO 通道。

驗證計數器的性能

此過程驗證計數器的性能。 NI 6711/6713/6731/6733 設備只有一個時基需要驗證，因此您只需驗證計數器 0。由於您無法調整該時基，因此只能驗證計數器 0 的性能。請確保您已閱讀設備和其他測試要求部分，然後遵循以下程序：

將計數器正輸入連接到 GPCTR0_OUT（引腳 2），將計數器負輸入連接到 DGND（引腳 35）。
筆記僅針對 68 針 I/O 連接器給出了針腳編號。如果您使用 50 針 I/O 連接器，請參閱設備文檔了解信號連接位置。
呼叫 GPCTR_Control，並將操作設為 ND_RESET，將計數器置於預設狀態。
呼叫 GPCTR_Set_Application（應用程式設定為 ND_PULSE_TRAIN_GNR）來配置計數器以產生脈衝序列。

呼叫 GPCTR_Change_Parameter，將 paramID 設為 ND_COUNT_1，將 paramValue 設為 2，以將計數器配置為輸出關閉時間為 100 ns 的脈衝。
呼叫 GPCTR_Change_Parameter，將 paramID 設為 ND_COUNT_2，將 paramValue 設為 2，以將計數器配置為輸出開啟時間為 100 ns 的脈衝。
呼叫 Select_Signal，並將訊號和來源設為 ND_GPCTR0_OUTPUT，以將計數器訊號路由至裝置 I/O 連接器上的 GPCTR0_OUT 引腳。

呼叫 GPCTR_Control，並將操作設為 ND_PROGRAM 以開始產生方波。當 GPCTR_Control 完成執行時，元件開始產生 5 MHz 方波。
將計數器讀取的值與規格部分相應表中顯示的測試限值進行比較。如果該值落在這些限制之間，則設備已通過此測試。
斷開計數器與設備的連接。

您現在已經驗證了設備計數器。

調整 NI 6711/6713/6731/6733

此過程調整 AO 校準常數。在每個校準過程結束時，這些新常數將存儲在器件 EEPROM 的工廠區域中。最終用戶無法修改這些值，這提供了一定程度的安全性，確保用戶不會意外訪問或修改計量實驗室調整的任何校準常數。
校準過程中的這一步調用 NI-DAQ 和
ni671x.dll。有關ni671x.dll中函數的更多信息，請參閱ni671x.h中的註釋file.

斷開設備的所有電纜。確保設備未連接到校準程序指定的電路以外的任何電路。

要內部校准設備，請調用 Calibrate_E_Series 函數，並按指示設置以下參數：
- calOP 設置為 ND_SELF_CALIBRATE
- setOfCalConst 設置為 ND_USER_EEPROM_AREA
- calRefVolts 設置為 0

根據表 2 將校準器連接到設備。

6711/6713/6731/6733 針腳	校準器
EXTREF（引腳 20）	輸出高
AOGND（引腳 54）	輸出低
僅針對 68 針連接器給出了針腳編號。如果您使用 50 針連接器，請參閱設備文檔了解信號連接位置。

若要找出上次校準的日期，請呼叫 Get_Cal_Date，它包含在 ni671x.dll 中。

CalDate 儲存裝置上次校準的日期。
設置校準器輸出體積tage 為 5.0 V。
調用 Calibrate_E_Series，並按照指示設置以下參數：
- calOP 設置為 ND_EXTERNAL_CALIBRATE
- setOfCalConst 設置為 ND_USER_EEPROM_AREA
- calRefVolts 設置為 5.0
  注意如果卷tag電源提供的電壓不能保持穩定的 5.0 V，您會收到錯誤消息。
調用 Copy_Const 將新的校準常數複製到 EEPROM 的工廠保護部分。此功能還可以更新校準日期。

斷開校準器與設備的連接。
現在，該設備已根據外部源進行調整。調整設備後，您可以通過重複驗證模擬輸出部分來驗證 AO 操作。

規格

下表是驗證和調整 NI 6711/6713/6731/6733 時使用的精度規格。表格顯示了 1 年和 24 小時校準間隔的規格。

使用表格

以下定義描述瞭如何使用本節中的規格表。
範圍
量程是指最大允許體積tag輸入或輸出信號的範圍。對於前amp例如，如果器件配置為雙極模式，電壓範圍為 20V，則器件可以感測 +10 至 –10V 之間的信號。
極性
極性是指正負極性tag可以讀取的輸入信號的es。雙極意味著設備可以讀取正、負電壓tages. 單極意味著設備只能讀取正電壓tages.
測試點
測試點是卷tag出於驗證目的而輸入或輸出的值。該值分為位置和價值。位置是指測試值在測試範圍內的位置。 Pos FS 指正滿量程，Neg FS 指負滿量程。值指的是體積tage待驗證，零是指輸出零伏。
24 小時範圍
24 小時範圍列包含測試點值的上限和下限。如果設備在過去 24 小時內進行過校準，則測試點值應落在上限值和下限值之間。這些極限值以伏特表示。
1 年範圍
1 年範圍列包含測試點值的上限和下限。如果設備在去年已經校準過，則測試點值應落在上限值和下限值之間。這些限制以伏特表示。
櫃檯
由於您無法調整計數器/計時器的分辨率，因此這些值沒有 1 年或 24 小時的校準週期。然而，提供測試點和上限和下限是為了驗證目的。
NI 6711/6713 的類比輸出

範圍（V）	極性	測試觀點		24 小時範圍		1 年範圍
範圍（V）	極性	地點	價值（五）	降低限制（V）	上限制（V）	降低限制（V）	上限制（V）
0	雙極性	零	0.0	–0.0059300	0.0059300	–0.0059300	0.0059300
20	雙極性	位置FS	9.9900000	9.9822988	9.9977012	9.9818792	9.9981208
20	雙極性	陰性FS	–9.9900000	–9.9977012	–9.9822988	–9.9981208	–9.9818792

NI 6731/6733 的類比輸出

範圍（V）	極性	測試觀點		24 小時範圍		1 年範圍
範圍（V）	極性	地點	價值（五）	降低限制（V）	上限制（V）	降低限制（V）	上限制（V）
0	雙極性	零	0.0	–0.0010270	0.0010270	–0.0010270	0.0010270
20	雙極性	位置FS	9.9900000	9.9885335	9.9914665	9.9883636	9.9916364
20	雙極性	陰性FS	–9.9900000	–9.9914665	–9.9885335	–9.9916364	–9.9883636

櫃檯

設定點（MHz）	上限（MHz）	下限（MHz）
5	4.9995	5.0005

流程圖

這些流程圖顯示了用於驗證和調整 NI 6711/6713/6731/6733 的相應 NI-DAQ 函數調用。請參閱校準 NI 6711/6713/6731/6733 部分、NI-DAQ 功能參考幫助（開始»程序»National Instruments»NI-DAQ»NI-DAQ 幫助）以及 PC 兼容機的 NI-DAQ 用戶手冊有關軟件結構的更多信息，請訪問ni.com/manuals。