F: Was sind die Merkmale von Geräten der M-Serie von NI?

A: Die Multifunktions-Datenerfassungskarten der M-Serie von NI vereinen Analog- und Digital-I/O sowie Counter/Timer auf einem einzigen Gerät. Die Karten der M-Serie verfügen über ein neuartiges, innovatives Design für die analoge wie auch digitale Datenerfassung und setzen neue Standards in den Bereichen Leistung, I/O-Funktionen, Sicherheit und Kosten. Die Technologie NI-MCal gewährleistet präzise Analogmessungen in allen Signalbereichen und gleicht Nichtlinearitätsfehler bei der Selbstkalibrierung aus. Der benutzerdefinierte Verstärker NI PGIA 2 der Messgeräteklasse bietet eine Auflösung von 16 bit bei Abtastfrequenzen von 1 MS/s und niedrigen Einschwingzeiten. Der Systemtiming-Controller NI-STC 2 implementiert Timing- und Synchronisationsfunktionen zwischen Onboard-Subsystemen und anderen Geräten im System. Mithilfe neuer digitaler Hochgeschwindigkeitsisolatoren bieten die industrietauglichen Karten der M-Serie eine erhöhte Präzision und Sicherheit, indem Masseschleifen entfernt und hohe Gleichtaktspannungen unterdrückt werden.

* Informationen zum neuen Timing-Controller und zum NI-STC 2 finden Sie im Abschnitt Analogeingänge.
* Informationen zum neuen Kalibrierschema finden Sie im Abschnitt Analogeingänge.
* Informationen zur verbesserten Genauigkeit finden Sie im Abschnitt Analogausgabe.

F:Was ist ein „Multifunktionsmodul“ der M-Serie?

A: Ein DAQ-Gerät der M-Serie kann die Funktionen von bis zu sechs verschiedenen Geräten bereitstellen: Digitalmultimeter (DMM), Oszilloskop, Arbiträrgenerator, digitales I/O-Gerät mit hohen Geschwindigkeiten und Counter/Timer-Gerät für Frequenzmessungen. Die M-Serie verfügt über bis zu 18-Bit-Analogeingänge mit einer Auflösung von mehr als 5,5 Stellen für DC-Messungen. Für dynamische Messungen können Geräte der M-Serie mit 1,25 Millionen Samples pro Sekunde bei einer Auflösung von 16 Bit (1 MS/s beim Scannen mehrerer Kanäle) abtasten. Digitale Signale können mit einem karteneigenen oder externen Taktgeber mit einer Frequenz von bis zu 10 MHz getaktet werden, wodurch kein spezielles Hochgeschwindigkeits-Digital-I/O-Gerät benötigt wird. Mit der korrelierten DIO können digitale und analoge Funktionen mit hardwaregetakteter Genauigkeit synchronisiert werden. Mit bis zu sechs DMA-Kanälen (PCI/PXI) und bis zu vier NI-Signal-Streaming-Kanälen (USB) können alle diese Funktionen gleichzeitig ausgeführt werden. Wenn ein System zusätzliche Funktionen erfordert, kann ein Gerät der M-Serie mit anderen PCI- oder PXI-Geräten synchronisiert werden.

Welche verschiedenen Geräte der M-Serie sind verfügbar und welche Spezifikationen haben sie?

A: Die M-Serie umfasst fünf Gerätefamilien: kostengünstige, leistungsstarke, hochgenaue und industrielle Geräte. Alle Geräte der M-Serie sind mit 32-Bit-Zählern ausgestattet, die mit 80 MHz arbeiten. In Tabelle 1 sind produktfamilienspezifische Informationen aufgeführt.

Produktfamilie	Analoge Erfassung		Analoge Ausgabe		Digitale I/O	Plattformen	Signalaufbereitung
Produktfamilie	Geschwindigkeit	Auflösung	Geschwindigkeit	Auflösung	Digitale I/O	Plattformen	Signalaufbereitung
Preisgünstige Geräte	Bis zu 250 kS/s	16-Bit	833 kS/s	16-Bit	1 MHz, TTL, CMOS	USB, PCI, PXI	k. A.
Busbetrieben	Bis zu 400 kS/s	16-Bit	250 kS/s	16-Bit	Statisch, TTL, CMOS	USB	NICHT VERFÜGBAR**
Hohe Geschwindigkeit	Bis zu 1,25 MS/s	16 Bit (1 MS/s Scan)	2,8 MS/s	16-Bit	10 MHz*, TTL, CMOS	USB, PCI, PXI	k. A.
Hohe Genauigkeit	Bis zu 625 kS/s	18 Bit (500 kS/s Scan)	2,8 MS/s	18-Bit	10 MHz*, TTL, CMOS	PCI, PXI	Tiefpassfilter
Industrie	Bis zu 250 kS/s	16-Bit	Bis zu 250 kS/s	16-Bit	TTL, CMOS, 24 V	PCI, PXI	Isolation

Tabelle 1: Gerätefamilien der M-Serie

*USB-Geräte haben eine maximale Digital-I/O-Rate von 1 MHz.
*Bitte lesen Sie den Abschnitt Analogeingänge für kompatible Signalaufbereitungsplattformen.

F: Wie schneiden Geräte der M-Serie im Vergleich zu älteren Geräten der E-Serie ab?

A: In der folgenden Tabelle sind die Unterschiede und Verbesserungen zwischen DAQ-Geräten der E- und M-Serie aufgeführt:

	Funktion	M-Serie	E-Serie
Analoge Erfassung	Analogeingangskanäle	8, 16, 32, 80	16 oder 64
	Abtastrate	Bis zu 1,25 MS/s (16 Bit)	Bis zu 1,25 MS/s (12 Bit)
	Eingangsauflösung	16 oder 18 Bit	12 oder 16 Bit
	Eingangssignaltyp	Strom oder Spannung	Spannung
	Kalibriermethode	NI-MCal (alle Bereiche)	Linear, 2-Punktkalibrierung (einfacher Bereich)
	Kalibrierintervall	1 oder 2 Jahre	1 Jahr
	Programmierbare Tiefpass-Eingangsfilter	Ja¹	Nein
Analoge Ausgabe	Kanäle für analoge Ausgabe	0, 2 oder 4	0 oder 2
	Analoge Ausgaberate	Bis zu 2,8 MS/s, 16 Bit	Bis zu 333 kS/s, 16 Bit
	Analoge Ausgabeauflösung	16-Bit	12 oder 16 Bit
	Analoge Ausgaberaten	Programmierbar pro Kanal¹	±10 V, 0–10 V
	Analogausgangs-Offset	Programmierbar pro Kanal¹	0 V
Digitale I/O	Digitale I/O-Leitungen	24 oder 48	8 oder 32
	Digitale I/O-Rate	Softwaregetaktet oder bis zu 10 MHz	softwaregesteuert
	Digitalpegel	TTL/CMOS oder 24V²	TTL/CMOS
	Korrelierte DIO	Ja	Nein
	Schutz der Digitalleitungen	Verbesserter Über-/Unterspannungsschutz (±20 V), verbesserter Überstromschutz	-
Counter	Counter/Timer	2, 32 Bit	2, 24 Bit
	Counter Timebase	80 MHz	20 MHz
	Quadratur-Encoder-Eingänge	Ja	Nein
	Counter-Debouncing-Filter	Programmierbar pro Leitung	Keine
System	Taktsynchronisation	PLL, RTSI	RTSI
	DMA-Kanäle	6³	1 oder 3
	Anschlussart	VHDCI (hohe Dichte) oder 37-poliger DSUB	SCSI II
	Isolation	60 VDC kontinuierliche Bankisolation, 1,400 Vrms/1,950 VDC Kanal-zu-Bus-Isolation, Haltewert für 5 Sekunden²	-

Tabelle 2. Funktionsunterschiede zwischen DAQ-Geräten der Serien M und E

¹Bei Geräten der M-Serie mit hoher Genauigkeit verfügbar
²auf industriellen Geräten der M-Serie verfügbar
³USB-Geräte der M-Serie verfügen über Signal-Streaming-Technologie. Weitere Informationen zur Signal-Streaming-Technologie finden Sie im Abschnitt Leistung.

F: Können Geräte der M-Serie als direkter Ersatz für vorhandene Geräte der E-Serie verwendet werden?

A: Geräte der M-Serie sind rückwärtskompatibel mit Zubehör und Anschlussblöcken der E-Serie, da sie das gleiche 68-polige Format beibehalten. Die Anschlüsse an Geräten der M-Serie unterscheiden sich von denen an Geräten der E-Serie, aber die Pinanzahl und die Pinbelegung sind ähnlich, sodass Sie Geräte der M-Serie verwenden können, ohne Ihr vorhandenes Testsystem neu zu verdrahten oder umzubauen. NI bietet kostengünstige Kabel für die direkte Verbindung von Geräten der M-Serie mit vorhandenen Anschlussblöcken und Signalaufbereitungszubehör. Bei Anwendungen mit älteren DAQ-Geräten der E-Serie kann ein Gerät der M-Serie mit vorhandenen Zubehörteilen verwendet werden, um die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Systems zu erhöhen. Kabel für Geräte der M-Serie bieten außerdem eine bessere Abschirmung als Kabel der E-Serie.

* Informationen zur Softwarekompatibilität finden Sie im Abschnitt Software dieses Dokuments.

F: Für welche Plattformen und Busse ist die M-Serie verfügbar?

A: Die Geräte der M-Serie sind mit 32-Bit-33-MHz-PCI, PCIe, PXI, PXIe, CompactPCI, USB 1.1 und USB 2.0* erhältlich. Universal-PCI-Geräte können in jeder Motherboard-Topologie betrieben werden:

5 V 33 MHz PCI (traditioneller PCI-Bus)
3,3 V, 33 MHz PCI
3,3 V PCI 66 MHz
3,3 V PCI-X 66 MHz
3,3 V PCI-X 100 MHz
3,3 V PCI-X 133 MHz

Andere DAQ-Geräte (nicht der M-Serie) sind für PCMCIA und IEEE 1394 (FireWire) verfügbar.

* USB-2.0-Geräte der M-Serie arbeiten mit langsameren USB-1.1-Übertragungsraten, wenn sie mit einem USB-1.1-Host oder -Hub verbunden sind.

Leistung

F: Was ist der System-Timing-Controller NI-STC 2?

A: Der NI-STC 2 ist ein speziell gestalteter anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) zur Steuerung der Synchronisation zwischen Bestandteilen derselben Karte und zwischen unterschiedlichen Karten. Darüber hinaus stellt der Chip das Timing für Multifunktions-DAQ-Operationen bereit. Der NI-STC 2 bietet

6 DMA-Kanäle – dedizierte Scatter-Gather-DMA-Controller für jede Funktion
Taktgesteuerte Digital-I/O-Leitungen (bis zu 10 MHz)
32-Bit-Counter/Timer mit Encoder-Kompatibilität
Erzeugung und Verteilung der RTSI-Signale für die Synchronisation mehrerer Geräte
Erzeugung und Verteilung von internen und externen Timing-Signalen
PLL für Takt-Synchronisation

F:Warum gibt es sechs DMA-Kanäle auf Geräten der M-Serie?

A: Viele Plug-in-DAQ-Geräte sind nicht durch ihre Erfassungs- oder Aktualisierungsraten begrenzt, sondern durch die Rate, mit der sie Daten in den PC-Speicher übertragen können. Geräte der M-Serie verfügen über bis zu sechs DMA-Kanäle, sodass ein einzelnes Gerät gleichzeitig Analogeingang, Analogausgang, Digitaleingang, Digitalausgang und zwei Counter/Timer-Operationen ausführen kann, während der PC-Prozessor für andere Operationen frei ist. Viele ältere DAQ-Geräte verfügen über einen einzigen DMA-Kanal, sodass zwei oder mehr Operationen gleichzeitig ausgeführt werden müssen, um den Computerprozessor zur Steuerung der Datenübertragung zu unterbrechen. Dies führt zu Ineffizienzen, da die Verarbeitung anderer Vorgänge durch den PC blockiert wird. Wenn die Datenübertragungsraten steigen und mehr Operationen gleichzeitig ausgeführt werden, beginnen diese Interrupts, die CPU-Zeit zu monopolisieren, was zu einer Systemverlangsamung und letztlich zu Fehlern führt. DAQ-Geräte der M-Serie mit dem NI-STC 2 können bis zu sechs Operationen gleichzeitig mit hohen Raten ausführen und gleichzeitig das Potenzial für Fehler durch Datenverlust oder Pufferüberlauf minimieren.

Abbildung 1: Der NI-STC 2 verfügt über sechs DMA-Kanäle für einen erheblich verbesserten Datendurchsatz.

* Dieser Vergleich wurde mit einem PCI-6229-Gerät der M-Serie mit programmatisch deaktivierten DMA-Kanälen durchgeführt, um Daten mit 1 und 3 DMA-Kanälen zu ermitteln. Der Test wurde an einem 2-GHz-Dell-Dimension-Desktop-PC mit Windows XP, 512 MB RAM und 30 GB Festplatte durchgeführt.

F: Was ist der RTSI-Bus und wie funktioniert er?

A: Alle Steckverbinder der M-Serie enthalten den RTSI-Bus, der ein Bandkabel verwendet, oder den PXI-Bus, um Timing- und Trigger-Signale zwischen zwei oder mehr Geräten im selben System zu leiten. Mit dem RTSI-Bus können Sie Analogeingänge, Analogausgänge, digitale Ein- und Ausgänge sowie Zähler-/Timer-Operationen synchronisieren. So können beispielsweise mit dem RTSI-Bus drei Analogeingangsgeräte gleichzeitig Daten erfassen und mit einem einzigen Master-Takt auf einem der Geräte synchronisiert werden.

Der RTSI-Bus ist für DAQ-Geräte der M- und E-Serie sowie für IMAQ- und CAN-Hardware verfügbar.

F: Was ist eine Phasenregelschleife (PLL) und wie funktioniert sie?

A: Mit Hilfe der Phasenregelschleife (PLL) von Plug-in-Geräten der M-Serie können Sie ein 80-MHz-Signal erzeugen, das mit einem 10-MHz-Signal synchronisiert (phasenstarr) ist, das von einem anderen Gerät geleitet wird. Auf diese Weise können sich mehrere Geräte in einem System eine Master-Zeitbasis teilen, während sie mit 80 MHz betrieben werden. Mit der PLL können PXI-Geräte der M-Serie auch mit der Taktquelle PXI CLK 10 synchronisiert werden.

F:Was ist NI-Signal-Streaming?

A: Die Signal-Streaming-Technologie von NI wurde entwickelt, um die USB-Leistung zu maximieren und mehrere bidirektionale Hochgeschwindigkeitsdaten-Streams zu unterstützen. Diese Technologie erweitert außerdem die gerätespezifische Intelligenz, benutzerdefinierte Datenverwaltungshardware und die gestraffte Datensteuerung, wodurch die Single-Point-Leistung bei der Analogeingabe um bis zu 1.600 Prozent und bei der Analogausgabe um bis zu 250 Prozent verbessert wird.

Abbildung 2: Einzelwert-Leistungsdiagramm für analoge Erfassung und analoge Ausgabe

Analoge Erfassung

F: Wie wird die Kalibrierung von Geräten der M-Serie durchgeführt?

A: Elektronische Bauelemente wie A/D-Wandler sind durch zeit- und temperaturbedingte Nichtlinearität und Drift gekennzeichnet. Um diese inhärenten Fehlerquellen auszugleichen, ist eine Selbstkalibrierung des Geräts erforderlich. Herkömmliche Datenerfassungsgeräte verwenden eine integrierte Präzisionsspannungsreferenz, um eine Zweipunkt-Kalibrierung für einen einzigen Messbereich durchzuführen. Diese Methode schützt nicht vor lokalisierten Nichtlinearitäten von Bauelementen, wodurch die Messgenauigkeit des Geräts verringert wird. Da diese Methode außerdem nur einen Eingangsbereich kalibriert, sind Messungen, bei denen mehrere Kanäle mit unterschiedlichen Eingangsbereichen abgetastet werden, durch die Toleranz eines Widerstandsnetzes begrenzt.

Die Geräte der M-Serie verfügen über die NI-MCal-Technologie, eine speziell entwickelte Linearisierungs- und Kalibrierungs-Engine, die eine hochstabile Referenz zur Charakterisierung von Verstärkung, Offset- und Linearitätsfehlern in allen Bereichen verwendet und bereichsspezifische Kalibrierungskoeffizienten liefert, die in Software angewendet werden, um genaue Messwerte. Die Implementierung der NI-MCal-Technologie verbessert die Messgenauigkeit im Vergleich zu älteren DAQ-Geräten um das Fünffache. Darüber hinaus senkt eine verbesserte Präzisionsreferenz die Wartungskosten des Geräts, da das empfohlene Kalibrierungsintervall für Hochgeschwindigkeits- und Hochgenauigkeitsgeräte der M-Serie von einem Jahr auf zwei Jahre verlängert wird.

F: Was ist der Verstärker NI-PGIA 2?

A: Die benutzerdefinierte NI-PGIA-2-Technologie verbessert die Genauigkeit durch Minimierung der Einschwingzeit, die eine kritische Spezifikation für Multiplex-DAQ-Anwendungen ist. Genauer gesagt ist die Einschwingzeit die Zeit, die ein Signal benötigt, das verstärkt wird, um ein bestimmtes Genauigkeitsniveau zu erreichen. Wenn ein Verstärker nicht genügend Zeit hat, wird das gemessene Signal ungenau digitalisiert. Die Einschwingzeit wird durch die Fehlergröße nach einer gegebenen Zeit festgelegt. Bei jeder gegebenen Auflösung (oder Genauigkeit) sind kürzere Einschwingzeiten wünschenswert, da sie höhere Sample-Raten ermöglichen, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen. Programmierbare Verstärker für Verstärkungsinstrumente (PGIAs) sind nicht für das Abtasten mehrerer Kanäle mit unterschiedlichen Spannungspegeln auf einem Gerät optimiert.

Die folgende Tabelle zeigt den Einschwingzeitfehler des Hochgeschwindigkeits-NI-PGIA 2 im Vergleich zu einem älteren NI-PGIA und einem handelsüblichen PGIA nach einem 20-V-Schritt.

Abbildung 3: Die NI-PGIA-2-Technologie ermöglicht eine schnellere Einschwingzeit als herkömmliche und offene PGIA-Technologien.

F: Was ist Temperaturdrift?

A: Die Genauigkeit Ihres DAQ-Geräts ändert sich mit der Temperatur des Geräts. Geräte der M-Serie verwenden verschiedene Technologien zur Minimierung von Fehlern aufgrund von Temperaturdrift, darunter die folgenden:

einen geräteeigenen Temperatursensor, der über Software gelesen werden kann, um wechselnde Gerätetemperaturen zu überwachen
Komponenten mit konsistenten Werten über einen breiten Temperaturbereich
kompensierende Komponenten zur Fehlerkorrektur

F:Was sind programmierbare Tiefpassfilter und wie funktionieren sie?

A: Ein Tiefpassfilter dämpft Signale mit Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz, während Signale unterhalb der Grenzfrequenz weitergeleitet werden. Die Grenzfrequenz ist definiert als die Frequenz, bei der sich die Ausgangsamplitude um 3 dB verringert hat. Tiefpassfilter dämpfen das Rauschen und reduzieren das Aliasing von Signalen über der Nyquist-Frequenz (definiert als 1⁄2 der Sample-Frequenz) hinaus.

Analoge Eingangssignale, die mit Plug-in-DAQ-Geräten gemessen werden, erfordern in der Regel eine externe Signalaufbereitung, um Hochfrequenzrauschen zu filtern. Geräte der M-Serie mit hoher Genauigkeit verfügen über einen integrierten programmierbaren Filter, so dass keine externe Hardware für diese Filterfunktion benötigt wird. Dieser Tiefpassfilter kann mit einer Grenzfrequenz von 40 kHz programmatisch aktiviert oder deaktiviert werden.

F:Was ist Isolation?

A: Durch die Isolation werden Sensorsignale, die Hochspannungstransienten und Rauschen ausgesetzt sein können, elektrisch und physikalisch von der Niederspannungs-Backplane des Messsystems getrennt. Isolation bietet viele Vorteile, u. a.:

Schutz teurer Ausstattung, des Anwenders und der Daten gegen Transientenspannungen
Verbesserte Rauschunempfindlichkeit
Beseitigung von Masseschleifen
Verbesserte Unterdrückung von Gleichtaktspannungen

Isolierte Messgeräte verfügen über separate Masseflächen für analoge und/oder digitale Frontends und die Geräte-Backplane, um die Sensormessungen vom Rest des Systems zu trennen. Der Masseanschluss des isolierten Front-Ends ist ein erdfreier Anschluss, der auf einem anderen Potential als Erde betrieben werden kann. Jede Gleichtaktspannung, die zwischen der Masse und der Masse des Messsystems vorhanden ist, bleibt unberücksichtigt (innerhalb der Arbeitsspannungsspezifikation der Geräte). Isolation verhindert außerdem die Bildung von Masseschleifen und reduziert so das Rauschen in den Messsignalen.

Abbildung 4: Bankweise isolierter Schaltkreis des Analogeingangs

Industrielle Datenerfassungsgeräte der M-Serie verwenden iCoupler-Digitalisolatoren von Analog Devices, die eine kontinuierliche Isolation von 60 VDC und eine Kanal-zu-Bus-Isolation von 1.400 Ueff/1.900 VDC für 5 s auf mehreren analogen und digitalen Kanälen bieten und Sample-Raten von bis zu 250 kS/s unterstützen.

Weitere Informationen zur Isolation finden Sie unter Isolationstechnologien für zuverlässige industrielle Messungen.

F:Welche Signalaufbereitungsgeräte sind mit Geräten der M-Serie für Sensormessungen kompatibel?

A: Alle Plug-in-Geräte der M-Serie arbeiten mit SCC- und SCXI-Signalaufbereitung. 68-polige USB-Geräte der M-Serie arbeiten auch mit SCC-Signalaufbereitung. Sowohl SCC als auch SCXI verbessern die Messgenauigkeit durch zusätzliche Verstärkung von Low-Pegel-Sensorsignalen und Tiefpassfilter zur Beseitigung von Rauschquellen, einschließlich 50/60 Hz-Rauschen von Stromleitungen. Darüber hinaus bieten SCC und SCXI sensorspezifische Signalaufbereitung wie CJC für Thermoelemente und Erregerstrom für Sensoren wie Dehnungsmessstreifen und RTDs.

Analoge Ausgabe

F: Wie verbessern mehrere analoge Ausgangsbereiche die Genauigkeit?

A: Multifunktions-DAQ-Geräte bieten traditionell zwei analoge Ausgangsbereiche, entweder bipolar (±10 V) oder unipolar (0 bis 10 V). Mit dieser Einschränkung werden die Bits der Auflösung des Digital-Analog-Wandlers (D/A-Wandlers) gleichmäßig über den gesamten Bereich verteilt. Bei einem 16-Bit-D/A-Wandler mit 65.536 Auflösungscodes (2¹⁶) beträgt der minimale Ausgabeschritt für einen ±10-V-Bereich 305 μV (20 V entsprechen 65.536). Spannungsänderungen, die kleiner als 305 μV sind, können vom D/A-Wandler nicht ausgegeben werden.

DAQ-Geräte der M-Serie mit hoher Genauigkeit verfügen über programmierbare Ausgangsbereiche, die die Anzahl der Bits über einen viel kleineren Spannungsbereich verteilen. Mit einem Bereich von ±1 V und einer D/A-Auflösung von 16 Bit kann das Gerät beispielsweise Änderungen von 31 µV ausgeben.

F: Was sind programmierbare DC-Offsets für analoge Ausgänge?

A: Manche Anwendungen erfordern kleine Änderungen am analogen Ausgangspegel um einen festen DC-Offset. Zum Beispiel erfordert die Modellierung von 5-V-Netzteilrauschen analoge Ausgänge, die eine geringe Rauschmenge (im Submillivoltbereich) an einem 5-VDC-Signal simulieren können. Bei einem herkömmlichen Multifunktions-DAQ-Gerät mit einem einzigen Ausgangsbereich ohne Offsets müsste der Bereich auf 0 bis 10 V eingestellt werden. Selbst bei einer Auflösung von 16 Bit könnte der Digital-Analog-Wandler (DAC) nur Änderungen von 153 µV darstellen.

Geräte der M-Serie mit hoher Genauigkeit verfügen über programmierbare Analogausgangs-Offsets, die eine viel feinere Auflösung um einen bestimmten Offset-Wert ermöglichen. Bei Verwendung in Verbindung mit der programmierbaren Bereichsfunktion ermöglicht der programmierbare Offset einer Karte der M-Serie das Modellieren von 5-V-Netzteilrauschen durch Verwendung aller 16-Bit-Auflösungen im Bereich von 4 bis 6 V (5-V-Offset mit ±1-V-Bereich). Dadurch wird die Mindestcodebreite auf 31 μV erhöht.

Digital-I/O-Geräte und Counter/Timer

F: Was ist korrelierte digitale I/O und wie funktioniert sie?

A: Korrelierte I/O ermöglicht die Synchronisation von karteneigenen digitalen I/O-Leitungen mit einer Taktreferenz.

Interne oder externe Takte

Mehrere digitale Leitungen auf demselben Gerät können mit einem gemeinsamen Takt synchronisiert werden, wodurch die Erkennung von Multibit-Muster möglich ist. Darüber hinaus ermöglicht es die Erzeugung oder Erfassung von taktgesteuerten digitalen Signalverläufen mit Raten von bis zu 10 MHz.

Analoge I/O und Counter/Timer

Mit der M-Serie können Sie verschiedene Vorgänge mit Analog-I/O, Digital-I/O und Counter/Timer zeitlich korrelieren. Sie können beispielsweise digitale und analoge Samples zeitlich synchronisieren, indem Sie Ihren AI-Takt als Quelle für Ihren digitalen I/O-Takt verwenden. Zum Abtasten eines digitalen Signals unabhängig von einer AI-, AO- oder DO-Operation können Sie einen Zähler zur Erzeugung des gewünschten DI-Takts konfigurieren oder ein externes Signal als Taktquelle verwenden.

F: Was ist industrielle digitale I/O?

A:Industrielle Anwendungen bringen häufig Anforderungen mit sich, die über die Fähigkeiten eines typischen Messgeräts hinausgehen. So erfordern z. B. viele industrielle Sensoren und Aktoren 24-V-Logikpegel und können bei unterschiedlichen Spannungspotentialen arbeiten, was zu Erdungsschleifen führen kann. Die Sicherheit für das Mess- oder Steuersystem und die Sicherheit für den Benutzer oder Bediener sind gleichermaßen wichtig. Mit Spannungspegeln bis zu 30 V, hohen Ausgangsstromstärken und Isolierung können Geräte der M-Serie von NI direkt mit einer Vielzahl von Industriepumpen, Ventilen, Motoren und anderen Sensoren/Aktoren verbunden werden, wobei ein hohes Maß an Sicherheit und Zuverlässigkeit gewährleistet ist.

F: Was sind programmierbare Einschaltzustände?

A: Beim Einschalten eines Computers starten verschiedene Komponenten ihre eigenen Einschaltroutinen, um sicherzustellen, dass sie einen funktionalen und erwarteten Zustand erreichen. Wenn digitale Ausgänge innerhalb des Computers zur Steuerung von Maschinen oder industriellen Prozessen verwendet werden, ist es wichtig, dass die digitalen Ausgänge auch in einen bekannten Zustand initialisiert werden. Das Ändern der Ausgänge erfordert in der Regel, dass eine Anwendung ausgeführt wird, aber das Modul kann einige Minuten eingeschaltet sein, bevor die Anwendung gestartet werden kann.

Mithilfe von programmierbaren Einschaltzuständen können Anwender Digital-I/O-Zustände softwareseitig so konfigurieren, dass ein störfreier Betrieb auch dann gewährleistet ist, wenn industrielle Aktoren wie z. B. Pumpen, Ventile, Motoren oder Relais angeschlossen sind. Ein industrielles Gerät der M-Serie behält diese Ausgangszustände nach Empfang der Stromversorgung bei, so dass Ihr Computer gestartet und Ihre Softwareanwendung gestartet werden kann. Programmierbare Einschaltzustände sind störungsfrei, d. h. die Ausgänge durchlaufen beim Einschalten nie einen falschen Zustand. Sie können jede einzelne digitale Leitung als High-Ausgang oder Low-Ausgang konfigurieren. Jedes industrielle Gerät der M-Serie speichert die Einstellungen im karteneigenen nicht flüchtigen Speicher und implementiert die Einschaltzustände sofort nach dem Einschalten des Geräts.

F: Was ist der Unterschied zwischen software- und hardwaregetakteten Digital-I/O-Geräten?

A: Die softwaregetaktete digitale I/O ist systemabhängig und variiert je nach Verarbeitungsleistung des Host-PCs. Dies wird auch als „statische“ DIO bezeichnet. Die taktgesteuerte digitale I/O ist hardwaregetaktet, d. h. die Aktualisierungs- oder Sample-Rate wird von einer stabilen Taktquelle bestimmt. Dieser Takt ist unabhängig vom verwendeten System. Geräte der M-Serie können eine karteneigene Taktquelle oder ein externes Signal als digitale Zeitbasis verwenden.

F: Was ist der Vorteil eines integrierten 80-MHz-Takts?

A: Die 80-MHz-Zeitbasis kann als Quell-Eingang für 32-Bit-Allzweck-Counter/Timer verwendet werden. Sie verbessert die Genauigkeit der Frequenzmessung und -erzeugung gegenüber der 20-MHz-Zeitbasis von DAQ-Geräten der E-Serie. Eine schnellere Zeitbasis verbessert die Messgenauigkeit der Impulsbreite und der Periode und ermöglicht eine schnellere Signalerzeugung der Impulsfolge.

Abbildung 5: Einzelpunkt-Frequenzmessung

F: Wie unterscheiden sich 32-Bit-Zähler von Zählern mit geringerer Auflösung?

A: Ein Zähler wird durch die Anzahl der Ereignisse festgelegt, die er vor dem Zurücksetzen zählen kann. So kann z. B. ein 32-Bit-Zähler 2³²oder mehr als 4 Milliarden Ereignisse zählen. Dabei handelt es sich um mehr als 65.000-mal mehr Registerkapazität als die 16-Bit-Counter/Timer anderer DAQ-Geräte. Wenn ein Counter/Timer während einer Operation seine maximale Zählkapazität überschreitet, wird das Register zurückgesetzt und Daten gehen verloren.

F: Warum ist die Filterung an Counter/Timer-Eingangsleitungen wichtig?

A: In Prozesssteuerungsanwendungen mit Frequenzsensoren und in Relaisüberwachungsanwendungen kommt es häufig zu einem Prellen der Sensoren, insbesondere, wenn ein mechanisches Relais den Ausgang des Sensors ansteuert. Wenn an den Counter/Timer-Leitungen eines Geräts der M-Serie Eingangsfilter aktiviert sind, wird der Eingang an jeder steigenden Flanke eines Filtertakts abgetastet. Wenn das Signal bei n aufeinanderfolgenden steigenden Flanken als High abgetastet wurde, ist von einem erwünschten Signalwechsel auszugehen und der neue Pegel wird an den Rest der Schaltung weitergeleitet. Der Wert von n hängt von der Filtereinstellung ab. In Abbildung 6 ist der Wert von n auf 5 gesetzt.

Abbildung 6: Gefilterte Counter/Timer-Leitung

Software

F: Welche Treibersoftware wird mit Geräten der M-Serie geliefert?

A: Viele DAQ-Geräte werden nur mit einem einfachen DAQ-Gerätetreiber geliefert. Einige Geräte erfordern den separaten Erwerb von Treibersoftware, auch für die grundlegenden Funktionen. Alle Geräte der M-Serie sind mit NI-DAQmx-Messdiensten und Treibersoftware ausgestattet.

Die NI-DAQmx-Messdienste-Software steuert alle Aspekte Ihres DAQ-Systems: Konfiguration, Programmierung und Low-Level-Gerätesteuerung des Betriebssystems. Mit der NI-DAQmx-Software können Sie Messungen schnell konfigurieren und erfassen. NI-DAQmx bietet virtuelle Kanäle, die die Rohdaten automatisch in technische Einheiten skalieren. NI-DAQmx verfügt außerdem über den DAQ-Assistenten, ein Utility, mit dem DAQ-Anwendungen mit Programmierung null konfiguriert und automatisch Programmcode erzeugt werden kann.

Die NI-DAQmx-Software geht weit über einen einfachen DAQ-Treiber hinaus und ermöglicht eine höhere Produktivität und Leistung. Beachten Sie beim Kauf Ihres DAQ-Systems folgende Softwarekriterien:

	Merkmale von Messdiensten	Messdienste mit NI-DAQmx	Grundlegender DAQ-Treiber
Produktivität	Automatische Codeerstellung	*	—
	Konfigurationsmanagement	*	—
	Analog-, Digital- und Zähler-Testpanels	*	o
	Skalierung auf reale Einheiten	*	—
	Eine API für alle Hardware- und I/O-Typen	*	—
	Beispiele für Messungen	>3000	<20
	Diagnose von Pin-Punkt-Fehlern	*	—
Leistung	Optimierte Multithread-I/O-Leistung	*	—
	Optimierte Einzelwert-Schleifen	*	o
	Echtzeitfunktionen	*	—
	Erweiterte Kalibrierung	*	—

Tabelle 3. Vergleich zwischen NI-DAQmx und einfacher DAQ-Treibersoftware

Schlüssel: * Am besten o Gut — Nicht bereitgestellt

Weitere Informationen zum DAQmx-Treiber finden Sie unter Übergang von traditionellem NI-DAQ zu NI-DAQmx in LabVIEW.

F:Welche Betriebssysteme arbeiten mit der M-Serie?

A: Auf der Seite NI-Hardware- und -Software-Betriebssystemkompatibilität können Sie das Gerät der M-Serie auswählen und feststellen, welche Betriebssysteme kompatibel sind. Bei älteren Betriebssystemen muss möglicherweise die vollständige Tabelle gemäß den Anweisungen auf der Seite heruntergeladen werden.

F:Welche Entwicklungsumgebungen für Anwendungen arbeiten mit der M-Serie?

A: DAQ-Geräte der M-Serie arbeiten mit allen Entwicklungsumgebungen, die mit NI-DAQmx kompatibel sind, einschließlich:

LabVIEW 7.x oder neuer
LabVIEW Real-Time ab Version 7.1
LabVIEW SignalExpress LE oder höher
LabWindows/CVI ab 7.x
NI Measurement Studio 7.x oder neuer
ANSI C/C++
C#
Visual Basic .NET
Visual Basic 6.0

*Nicht kompatibel mit USB-Geräten

F:Muss ich meinen Programmcode ändern, wenn ich ein Gerät der E-Serie durch ein Gerät der M-Serie ersetze?

A: Vorhandene NI-DAQmx Anwendungen, die für ein Gerät der E-Serie geschrieben wurden, können auf einem Gerät der M-Serie unverändert ausgeführt werden. Möglicherweise müssen Sie eine zusätzliche Programmierung durchführen, um die erweiterten Timing- und Synchronisationsfunktionen der M-Serie zu nutzen.

F: Welche Echtzeitwerkzeuge arbeiten mit der M-Serie?

A: Alle PCI- und PXI-Geräte der M-Serie können mit LabVIEW Real-Time und NI-DAQmx verwendet werden, um zuverlässige, deterministische, eigenständige Anwendungen ohne Benutzereingriff zu erstellen. Die NI-DAQmx-API ist für eine einfachere Implementierung und schnellere Entwicklung von Echtzeitanwendungen optimiert als herkömmliche Echtzeitbetriebssysteme.

USB-Geräte der M-Serie sind nicht mit LabVIEW Real-Time kompatibel.

Service und Support

F:Wie erhalte ich technischen Support für Geräte der M-Serie?

A: Unter www.ni.com/support bietet NI umfangreiche Support-Optionen an. Sie können Techniker von NI anrufen, eine E-Mail senden oder Probleme online beheben. Darüber hinaus bietet ni.com eine Fülle von Ressourcen für Kunden – von Benutzern, die die ersten Schritte mit der M-Serie wagen, bis hin zu DAQ-Experten, die nach Tipps von Entwicklern suchen. Die Online-Ressourcen umfassen:

Herunterladbare Treiber und Updates für NI DAQmx und andere Messprodukte
Über 3.000 KnowledgeBase-Einträge
Online-Produkthandbücher (herunterladbare Hilfedateien und PDFs)
Über 3.000 Beispielprogramme
Anleitungen und Anwendungshinweise

F:Welche Schulungen stehen für Geräte der M-Serie zur Verfügung?

A: Die Konzepte von DAQ werden in regionalen Seminaren und Kundenschulungen vermittelt. Sie können bei einem unserer regelmäßig stattfindenden Schulungsseminare, die von Ihrem lokalen Außendiensttechniker angeboten werden, ein kostenloses praktisches Tutorial erhalten. Ein kostenloses Seminar in Ihrer Nähe finden Sie unter www.ni.com/events.

Darüber hinaus bietet NI einen 3-tägigen DAQ-Kurs an, der die DAQ-Theorie behandelt und praktische Arbeiten mit Multifunktions-DAQ, Signalaufbereitung und der Software NI-DAQmx thematisiert. Um mehr zu erfahren oder sich für einen Kurs anzumelden, besuchen Sie ni.com/training.

F:Welche Optionen stehen OEM-Kunden zur Verfügung?

A: Neben kostenlosen 7-tägigen Evaluierungskits und erstklassigem technischen Support bietet NI Preisnachlässe für qualifizierte OEM-Anwendungen an. Mehrere Geräte sind für die Verwendung in solchen Anwendungen ausgelegt. Die M-Serie ist bei der MIO-Kanaldichte führend und reduziert Ihren Kosten- und Platzbedarf. Geräte der M-Serie bieten bis zu 80 Analogeingänge, 4 Analogausgänge und 48 Digital-I/O-Leitungen. Darüber hinaus können 32-Bit-Counter/Timer lange Impulse erzeugen oder messen, ohne dass mehrere Kanäle kaskadiert werden müssen. Mit NI-DAQmx-Software können Sie Ihre Entwurfsiterationen schnell implementieren und testen, wodurch Sie Ihre Entwicklungszeit und -kosten erheblich reduzieren.

Für weitere Informationen zu benutzerdefinierter Hardware und Software kontaktieren Sie uns.

F:Welche Garantie gibt es für Geräte der M-Serie?

A: Für alle Geräte der M-Serie gilt eine einjährige Garantie auf Verarbeitungs- und Materialfehler ab dem Versanddatum des Produkts. Es stehen erweiterte Garantieoptionen zur Verfügung, mit denen Sie Ihre Wartungskosten für zwei oder mehr Jahre decken können. Weitere Informationen erhalten Sie von Ihrem NI Vertriebsmitarbeiter.

Was this information helpful?

Yes

Was möchten Sie tun? Wir können Ihnen helfen.

Kostenvoranschlag anfordern Das geeignete Produkt finden Bestellung aufgeben Support anfordern

Wie können wir helfen?

Bitte geben Sie unten Ihre Informationen ein. Wir setzen uns zeitnah mit Ihnen in Verbindung.

Dieses Feld ist obligatorisch

Bevorzugte Kommunikationsmethode

E-Mail Anruf