美國國家儀器 SCXI-1120 卷tag輸入 Amplifier 模塊用戶指南

介紹

本文檔包含校準 National Instruments (NI) SCXI-1120 和 SCXI-1120D 模組的資訊和逐步說明。

什麼是校準？
校準包括驗證模組的測量精度並調整任何測量誤差。驗證是測量模組的性能並將這些測量值與工廠規格進行比較。在校準期間，您提供並讀取體積tag使用外部標準進行電平調整，然後調整模組校準電路。此電路可補償模組中的任何不準確性，並將模組的精度恢復到工廠規格。

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，隨著模組老化，這會影響測量精度。校準可將這些組件恢復到指定的精度，並確保模組仍符合 NI 標準。

您應該多久校準一次？
您的應用的測量要求決定了 SCXI-1120/D 模組需要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。您可以根據應用程式的需求將此間隔縮短至 90 天或六個月。

設備和其他測試要求

本節介紹校準 SCXI-1120/D 模組所需的測試設備、軟體、文件和測試條件。

測試設備

校準需要高精度的體積tag精度至少為 50 ppm 的訊號源和精度為 5 ppm 的多量程 1 2/15 位元數位萬用電表 (DMM)。

儀器儀表
NI 建議使用以下儀器來校準 SCXI-1120/D 模組：

• 校準器—Fluke 5700A
• 數位萬用電錶 — NI 4060 或 HP 34401A

如果這些儀器不可用，請使用前面列出的精度要求來選擇替代校準儀器。

連接器
如果您沒有自訂連接硬件，則需要以下連接器：

• 端子塊，例如 SCXI-1320
• 屏蔽 68 針連接器電纜
• 50 針帶狀電纜
• 50 針分線盒
• SCXI-1349 轉接器

這些組件可以輕鬆存取 SCXI-1120/D 模組前後連接器上的各個引腳。

軟件和文檔

校準 SCXI-1120/D 模組不需要特殊軟體或文件。此校準檔案包含完成驗證和調整程序所需的所有資訊。如果您想了解有關該模組的更多信息，請參閱 SCXI-1120/D 使用手冊。

測試條件
請遵循以下指南來優化校準期間的連接和環境：

• 保持與 SCXI-1120/D 模組的連接較短。長電纜和電線就像天線一樣，會吸收額外的噪音和熱偏移，從而影響測量。
• 使用屏蔽銅線連接設備的所有電纜。 使用雙絞線來消除雜訊和熱偏移。
• 保持溫度在 18–28 °C 之間。
• 保持相對濕度低於80%。
• SCXI-15/D 模組需要至少 1120 分鐘的預熱時間，以確保測量電路處於穩定的工作溫度

校準

SCXI-1120/D 模組的校準過程包括以下步驟：

1. 設定模組進行測試。
2. 驗證模組的現有運作情況以確定其是否在其規格範圍內運作。
3. 根據已知容量調整模組tag電子來源。
4. 驗證調整後模組是否在其規格範圍內運作。

設定模組

請參考圖 1 和 2，同時執行下列步驟設定 SCXI-1120/D 模組以進行驗證：

1. 從模組上拆下接地螺絲。
2. 拆下模組上的蓋子即可接觸電位計。
   
   圖 1. 接地螺絲和模組蓋拆卸
3. 拆下 SCXI 機殼的側板。
4. 將 SCXI-1120/D 安裝到 SCXI 機箱的插槽 4 中。
   
   圖 2. 側板拆卸和模組安裝

SCXI-1120/D 模組不需要連接到資料擷取 (DAQ) 裝置。保持數位跳線 W41–W43 和 W46 的配置不變，因為它們不會影響此過程。

配置增益跳線

每個輸入通道有兩個用戶可配置的增益tages.第一個-stage 增益提供 1、10、50 和 100 的增益。tage 增益提供 1、2、5、10 和 20 級增益。表 1 顯示了與每個通道相關的增益選擇的跳線參考指示符。表 2 顯示如何定位每個跳線以選擇每個通道所需的增益。

表 1. 增益跳線參考標誌

輸入 頻道數	第一Stage 增益跳線	秒-Stage 增益跳線
0	W1	W9
1	W2	W10
2	W3	W11

表 1. 增益跳線參考標誌（續）

輸入 頻道數	第一Stage 增益跳線	秒-Stage 增益跳線
3	W4	W12
4	W5	W13
5	W6	W14
6	W7	W15
7	W8	W16

表2。獲得跳線位置

獲得	環境	跳線位置
第一Stage	1 10 50 100	D C B A（出廠設置）
第二個Stage	1 2 5 10 20	A B C D（出廠設置） E

若要變更模組上指定頻道的增益設置，請將模組上對應的跳線移至 表2。請參考表 1 以了解跳線參考標誌，以及 圖3 跳線的位置。

1. 指旋螺絲
2. 前連接器
3. 產品名稱、組裝號碼和序號
4. 輸出調零電位器
5. 秒-Stage 濾波器跳線
6. 後部訊號連接器
7. SCXI匯流排連接器
8. 輸入調零電位器
9. 第一Stage 增益跳線
10. 秒-Stage 增益跳線
11. 第一Stage 濾波器跳線
12. 端子台安裝孔
13. 接地螺絲

圖 3. SCXI-1120/D 零件定位器圖

筆記 SCXI-1120D 模組有一個額外的固定預置單元tage 增益為 0.5。

第一個和第二個的設​​定順序tag只要第一個 s 的增益並不重要tage 增益乘以秒-stage 增益（使用 SCXI-0.5D 時乘以 1120）等於所需的最終增益值。

• SCXI-1120—確定 SCXI-1120 模組上給定通道的總體增益：
  第一Stage 增益秒-Stage 增益 × = 總增益
• SCXI-1120D—確定 SCXI-1120D 模組上給定通道的總體增益：
  ( ) 第一-Stage 增益秒-Stage 增益 × × 0.5 = 總增益

配置過濾器跳線

每個輸入通道還有兩個用戶可設定的濾波器tages. SCXI-1120 模組出廠時處於 4 Hz 位置，SCXI-1120/D 模組出廠時處於 4.5 kHz 位置。請參閱表 3 或表 4 找到所需截止頻率的正確跳線設定。圖 3 顯示了 SCXI-1120/D 模組上跳線塊的位置。驗證兩個過濾器tages 設定為相同的過濾器設置，以確保您達到所需的頻寬。

表 3. SCXI-1120 濾波器跳線設置

輸入通道數	第一個濾波器跳線		第二個濾波器跳線
	4 Hz（出廠設定）	10kHz	4 Hz（出廠設定）	10kHz
0	W17-A	W17-B	W25	W26
1	W18-A	W18-B	W27	W28
2	W19-A	W19-B	W29	W30
3	W20-A	W20-B	W31	W32
4	W21-A	W21-B	W33	W34
5	W22-A	W22-B	W35	W36
6	W23-A	W23-B	W37	W38
7	W24-A	W24-B	W39	W40

表 4. SCXI-1120D濾波器跳線分配

輸入通道數	第一個濾波器跳線		第二個濾波器跳線
	4.5kHz（出廠設定）	22.5kHz	4.5kHz（出廠設定）	22.5kHz
0	W17-A	W17-B	W26	W25
1	W18-A	W18-B	W28	W27
2	W19-A	W19-B	W30	W29
3	W20-A	W20-B	W32	W31
4	W21-A	W21-B	W34	W33
5	W22-A	W22-B	W36	W35
6	W23-A	W23-B	W38	W37
7	W24-A	W24-B	W40	W39

驗證模組的操作

驗證程序確定 SCXI-1120/D 模組滿足其規格的程度。您可以使用此資訊為您的應用選擇適當的校準間隔。有關如何配置通道濾波器和通道增益的信息，請參閱設定模組部分。

請完成以下步驟來驗證 SCXI-1120/D 模組的操作：

1. 請閱讀本文檔中的測試條件部分。
2. 請參閱表 7（了解 SCXI-1120 模組）或表 8（了解 SCXI-1120D 模組），以了解該模組的所有可接受設定。
   儘管NI建議驗證所有範圍和增益，但您可以透過僅檢查應用程式中使用的範圍來節省時間。
3. 將模組上所有通道的通道濾波器設定為 4 Hz（對於 SCXI-1120 模組）或 4.5 kHz（對於 SCXI-1120D 模組）。
4. 將所有通道上的通道增益設定為您要測試的增益，從模組可用的最小增益開始。可用增益如表 7 及表 8 所示。
5. 將校準器連接到您正在測試的類比輸入通道，從通道 0 開始。
   如果您沒有 SCXI 端子塊（例如 SCXI-1320），請參閱表 5 確定 96 針前連接器上與指定通道的正輸入和負輸入相對應的針。
   對於前amp例如，通道 0 的正輸入是引腳 A32，標記為 CH0+。通道 0 的負輸入是引腳 C32，標記為 CH0–。
   表 5. SCXI-1120/D 前連接器接腳分配

   腳位號	A欄	B欄	C列
   32	CH0+	NP	CH0–
   31	NP	NP	NP
   30	CH1+	NP	CH1–
   29	NP	NP	NP
   28	NC	NP	NC
   27	NP	NP	NP
   26	CH2+	NP	CH2–
   25	NP	NP	NP
   24	CH3+	NP	CH3–
   23	NP	NP	NP
   22	NC	NP	NC
   21	NP	NP	NP
   20	CH4+	NP	CH4–
   19	NP	NP	NP
   18	CH5+	NP	CH5–
   17	NP	NP	NP
   16	NC	NP	NC
   15	NP	NP	NP
   14	CH6+	NP	CH6–
   13	NP	NP	NP
   12	CH7+	NP	CH7–
   11	NP	NP	NP
   10	NC	NP	NC
   9	NP	NP	NP
   8	NC	NP	呼吸道合胞病毒

   表 5. SCXI-1120/D 前連接器接腳分配（續）

   腳位號	A欄	B欄	C列
   7	NP	NP	NP
   6	呼吸道合胞病毒	NP	呼吸道合胞病毒
   5	NP	NP	NP
   4	+5V	NP	平均溫度
   3	NP	NP	NP
   2	接地線	NP	瞬態溫度
   1	NP	NP	NP
   NP——無引腳； NC—無連接

   將 DMM 連接到步驟 5 中連接校準器的相同通道的輸出。請參閱圖 4 以確定 50 針後連接器上與指定通道的正輸出和負輸出相對應的針。對於前amp例如，通道 0 的正輸出是引腳 3，標記為 MCH0+。通道 0 的負輸出是引腳 4，標記為 MCH0–。
   
   圖 4. SCXI-1120/D 後連接器接腳分配

6. 設定校準器體積tage 為表 7（適用於 SCXI-1120 模組）或表 8（對於 SCXI-1120D 模組）所列的測試點條目指定的值。
7. 讀取結果輸出量tage 在數位萬用電表上。如果輸出量tag結果落在上限值和下限值之間，模組通過測試。
8. 對其餘測試點重複步驟 5 至 8。
9. 對其餘類比輸入通道重複步驟 5 至 9。
10. 對應表中指定的其餘增益設定重複步驟 4 到 10。
11. 重複步驟 3 至 11，但將 SCXI-10 模組的通道濾波器設定為 1120 kHz，或將 SCXI-22.5D 模組的通道濾波器設定為 1120 kHz。
    您已完成模組操作的驗證。

調整模組的偏移空值

完成以下步驟來調整偏移空值：

1. 將所有通道上的通道增益設定為增益 1。將 SCXI-4 模組的濾波器值設為 1120 Hz，將 SCXI-4.5D 模組的濾波器值設定為 1120 kHz。有關如何設定通道增益的信息，請參閱本文檔中的「設定模組」部分。
2. 將校準器連接至要調整的類比輸入通道，從通道 0 開始。請參閱表 5 確定 96 針前連接器上與指定通道的正輸入和負輸入相對應的針。對於前amp例如，通道 0 的正輸入是引腳 A32，標記為 CH0+。通道 0 的負輸入是引腳 C32，標記為 CH0–。
3. 將 DMM 連接到步驟 2 中連接校準器的相同通道的輸出。請參閱圖 4 以確定 50 針後連接器上與指定通道的正輸出和負輸出相對應的針。對於前amp例如，通道 0 的正輸出是引腳 3，標記為 MCH0+。通道 0 的負輸出是引腳 4，標記為 MCH0–。
4. 將校準器設定為輸出 0.0 V。
5. 調節通道的輸出電位器，直到 DMM 讀數為 0 ±3.0 mV。有關電位計位置，請參閱圖 3；有關電位計參考指示符，請參閱表 6。將所有通道的通道增益設定為 1000.0。
   表 6. 校準電位器參考標誌

   輸入通道數	輸入空值	輸出空值
   0	R08	R24
   1	R10	R25
   2	R12	R26
   3	R14	R27
   4	R16	R28
   5	R18	R29
   6	R20	R30
   7	R21	R31

6. 將所有通道的通道增益設定為 1000.0。
7. 調節通道0的輸入電位器，直到DMM讀數為0±6.0 mV。有關電位計位置，請參閱圖 3；有關電位計參考指示符，請參閱表 6。
8. 對其餘模擬輸入重複步驟 1 至 7。
   您已完成模組調整

驗證調整值

完成調整過程後，請務必透過重複驗證模組的操作部分中的過程來驗證調整值的準確性。驗證調整後的值可確保模組在調整後在其規格範圍內運作。

筆記 如果SCXI-1120/D模組在校準後發生故障，請將其送回NI進行維修或更換。

規格

表 7 包含 SCXI-1120 模組的測試規格。表 8 包含 SCXI-1120D 模組的測試規格。如果模組在去年進行過校準，則模組的輸出應落在上限和下限值之間。

表7。 SCXI-1120 規格

獲得	測試 觀點 （五）	4Hz濾波器設定		10kHz濾波器設定
		上限（V）	下限 （五）	上限 （五）	降低 限制 （五）
0.011	232.5	2.346996	2.303004	2.349248	2.300752
0.011	0	0.006888	–0.006888	0.009140	–0.009140
0.011	–232.5	–2.346996	–2.303004	–2.349248	–2.300752
0.021	186	3.751095	3.688905	3.753353	3.686647
0.021	0	0.006922	–0.006922	0.009180	–0.009180
0.021	–186	–3.751095	–3.688905	–3.753353	–3.686647
0.051	93	4.687000	4.613000	4.689236	4.610764
0.051	0	0.006784	–0.006784	0.009020	–0.009020
0.051	–93	–4.687000	–4.613000	–4.689236	–4.610764
0.11	46.5	4.686925	4.613075	4.689186	4.610814
0.11	0	0.006709	–0.006709	0.008970	–0.008970
0.11	–46.5	–4.686925	–4.613075	–4.689186	–.610814
0.21	23.25	4.686775	4.613225	4.689056	4.610944
0.21	0	0.006559	–0.006559	0.008840	–0.008840
0.21	–23.25	–4.686775	–4.613225	–4.689056	–4.610944
0.51	9.3	4.686353	4.613647	4.688626	4.611374
0.51	0	0.006138	–0.006138	0.008410	–0.008410
0.51	–9.3	–4.686353	–4.613647	–4.688626	–4.611374
1	4.65	4.691704	4.608296	4.693926	4.606074
1	0	0.011488	–0.011488	0.013710	–0.013710
1	–4.65	–4.691704	–4.608296	–4.693926	–4.606074

表 7. SCXI-1120 規格（續）

獲得	測試 觀點 （五）	4Hz濾波器設定		10kHz濾波器設定
		上限（V）	下限 （五）	上限 （五）	降低 限制 （五）
2	2.325	4.690653	4.609347	4.692876	4.607124
2	0	0.010437	–0.010437	0.012660	–0.012660
2	–2.325	–4.690653	–4.609347	–4.692876	–4.607124
5	0.93	4.690498	4.609502	4.692726	4.607274
5	0	0.010282	–0.010282	0.012510	–0.012510
5	–0.93	–4.690498	–4.609502	–4.692726	–4.607274
10	0.465	4.690401	4.609599	4.692626	4.607374
10	0	0.010185	–0.010185	0.012410	–0.012410
10	–0.465	–4.690401	–4.609599	–4.692626	–4.607374
20	0.2325	4.690139	4.609861	4.692416	4.607584
20	0	0.009924	–0.009924	0.012200	–0.012200
20	–0.2325	–4.690139	–4.609861	–4.692416	–4.607584
50	0.093	4.690046	4.609954	4.692331	4.607669
50	0	0.009831	–0.009831	0.012115	–0.012115
50	–0.093	–4.690046	–4.609954	–4.692331	–4.607669
100	0.0465	4.689758	4.610242	4.692066	4.607934
100	0	0.009542	-0.009542	0.011850	–0.011850
100	–0.0465	–4.689758	–4.610242	–4.692066	–4.607934
200	0.02325	4.689464	4.610536	4.691936	4.608064
200	0	0.009248	–0.009248	0.011720	–0.011720
200	–0.02325	–4.689464	–4.610536	–4.691936	–4.608064
250	0.0186	4.689313	4.610687	4.692016	4.607984
250	0	0.009097	–0.009097	0.011800	–0.011800
250	–0.0186	–4.689313	–4.610687	–4.692016	–4.607984
500	0.0093	4.689443	4.610557	4.692731	4.607269
500	0	0.009227	–0.009227	0.012515	–0.012515

表7。 SCXI-1120 規格（續）

獲得	測試 觀點 （五）	4Hz濾波器設定		10kHz濾波器設定
		上限（V）	下限 （五）	上限 （五）	降低 限制 （五）
500	–0.0093	–4.689443	–4.610557	–4.692731	–4.607269
1000	0.00465	4.693476	4.606524	4.698796	4.601204
1000	0	0.013260	–0.013260	0.018580	–0.018580
1000	–0.00465	–4.693476	–4.606524	–4.698796	–4.601204
2000	0.002325	4.703044	4.596956	4.712556	4.587444
2000	0	0.022828	–0.022828	0.032340	–0.032340
2000	–0.002325	–4.703044	–4.596956	–4.712556	–4.587444
1僅當與 SCXI-1327 高容量一起使用時才可用的值tage 接線端子

表 8. SCXI-1120D 規格

獲得	測試點 （五）	4.5KHz濾波器設置		22.5KHz濾波器設置
		上 限制 （五）	下限 （五）	上限 （五）	下限 （五）
0.011	232.5	2.351764	2.298236	2.365234	2.284766
0.011	0	0.006230	–0.006230	0.019700	–0.019700
0.011	–232.5	–2.351764	–2.298236	–2.365234	–2.284766
0.0251	186	4.698751	4.601249	4.733819	4.566181
0.0251	0	0.007683	–0.007683	0.042750	–0.042750
0.0251	–186	–4.698751	–4.601249	–4.733819	–4.566181
0.051	93	4.697789	4.602211	4.768769	4.531231
0.051	0	0.006720	–0.006720	0.077700	–0.077700
0.051	–93	–4.697789	–4.602211	–4.768769	–4.531231
0.11	46.5	4.698899	4.601101	4.841289	4.458711
0.11	0	0.007830	–0.007830	0.150220	–0.150220
0.11	–46.5	–4.698899	–4.601101	–4.841289	–4.458711
0.251	18.6	4.701669	4.598331	5.028819	4.271181

表 8. SCXI-1120D 規格（續）

獲得	測試點 （五）	4.5KHz濾波器設置		22.5KHz濾波器設置
		上 限制 （五）	下限 （五）	上限 （五）	下限 （五）
0.251	0	0.010600	–0.010600	0.337750	–0.337750
0.251	–18.6	–4.701669	–4.598331	–5.028819	–4.271181
0.5	9.3	4.697331	4.602669	4.703726	4.596274
0.5	0	0.006355	–0.006355	0.012750	–0.012750
0.5	–9.3	–4.697331	–4.602669	–4.703726	–4.596274
1	4.65	4.697416	4.602584	4.710876	4.589124
1	0	0.006440	-0.006440	0.019900	–0.019900
1	–4.65	–4.697416	–4.602584	–4.710876	–4.589124
2.5	1.86	4.697883	4.602117	4.732426	4.567574
2.5	0	0.006908	–0.006908	0.041450	–0.041450
2.5	–1.86	–4.697883	–4.602117	–4.732426	–4.567574
5	0.93	4.698726	4.601274	4.768726	4.531274
5	0	0.007750	–0.007750	0.077750	–0.077750
5	–0.93	–4.698726	–4.601274	–4.768726	–4.531274
10	0.465	4.700796	4.599204	4.841236	4.458764
10	0	0.009820	–0.009820	0.150260	–0.150260
10	–0.465	–4.700796	–4.599204	–4.841236	–4.458764
25	0.18	5.070004	3.929996	4.870004	4.129996
25	0	0.530350	–0.530350	0.330350	–0.330350
25	–0.18	–5.070004	–3.929996	–4.870004	–4.129996
50	0.086	4.360392	4.239608	4.825892	3.774108
50	0	0.022500	–0.022500	0.488000	–0.488000
50	–0.086	–4.360392	–4.239608	–4.825892	–3.774108
100	0.038	3.879624	3.720376	4.810624	2.789376
100	0	0.039800	–0.039800	0.970800	–0.970800
100	–0.038	–3.879624	–3.720376	–4.810624	–2.789376

表 8. SCXI-1120D 規格（續）

獲得	測試點 （五）	4.5KHz濾波器設置		22.5KHz濾波器設置
		上 限制 （五）	下限 （五）	上限 （五）	下限 （五）
250	0.0125	3.277438	2.972563	4.830188	1.419813
250	0	0.091500	–0.091500	0.056751	–1.644250
250	–0.0125	–3.277438	–2.972563	–4.830188	–1.419813
500	0.006	3.273770	2.726230	4.810770	1.189230
500	0	0.176000	–0.176000	1.713000	–1.713000
500	–0.006	–3.273770	–2.726230	–4.810770	–1.189230
1000	0.0029	3.416058	2.383942	4.895058	0.904942
1000	0	0.342000	–0.342000	1.821000	–1.821000
1000	–0.0029	–3.416058	–2.383942	–4.895058	–0.904942
1僅當與 SCXI-1327 高容量一起使用時才可用的值tage 接線端子

文件/資源

美國國家儀器 SCXI-1120 卷tag輸入 Amp升壓模塊 [pdf] 使用者指南 SCXI-1120卷tag輸入 Amp液化器模組，SCXI-1120，卷tag輸入 Amp升壓器模組，輸入 Amplifier模塊， Amplifier模塊，模塊

參考

• 使用者手冊