NI-DAQmx 客量表使用說明

綜覽

本文將說明如何將 NI-DAQmx 客制化量表與裝置的量表化單位直接搭配運用。如果所使用的裝置可根據定義的量表來量測訊號值,此項功能就可派上用場。

內容

簡介

NI-DAQmx 提供的內建支援適用於絕大多數的傳感器、感測器與致動器。不過,即使傳感器或致動器未獲 NI-DAQmx 明確支援,您依舊可以建立 NI-DAQmx 客制化量表,以指定如何從通道量測的未量表化單位轉換為感測器的相關量表化單位。使用客制化量表只會改變資料的解譯方式,實體量測結果將不受影響。

量表量表單位

未量表化 (Pre-scaled) 是指通道單位在套用客制化量表前顯示的值。未量表化單位通常為伏特或安培,因為多數通道會以原生方式量測或產生這類型的訊號。然而,如果通道配備的傳感器可獲 NI-DAQmx 明確支援,該通道就能與量表建立關聯。在這種情況下,傳感器通道就會以未量表化單位做為量表化單位。舉例來說,如果您將量表與類比輸入抗阻通道建立關聯,未量表化單位就會是歐姆,而量表將指定如何從歐姆轉換成所需的量表化單位。

量表化 (Scaled) 是指在 NI-DAQmx 套用客制化量表後,最終單位所顯示的值。您可以依照應用所需來定義量表化單位。舉例來說,如果為電壓輸出通道指派了線性位置對電壓量表,未量表化的取樣會以伏特為單位,而量表化的取樣則會以公尺為單位。

NI-DAQmx 客量表類型

NI-DAQmx 提供四種量表:

線性

線性客制化量表類型會使用方程式 y = m * x + b,當中的 x 為未量表化值,y 則為量表化值。輸出與輸入皆使用相同的公式。

對應範圍

對應範圍客制化量表類型會依照未量表化值範圍與量表化值範圍的比例來縮放值。

多項式

多項式客制化量表類型會使用階次多項式方程式。NI-DAQmx 需要同時使用一個多項式將未量表化值轉換為量表化值 (正向轉換),再使用另一個多項式將量表化值轉換成未量表化值 (反向轉換)。如果您只知道其中一組係數,請使用 DAQmx Compute Reverse Polynomial Coefficients VI 來產生另一組係數。

表格

表格客制化量表類型會比對未量表化值及其對應的量表化值。NI-DAQmx 會於表格中的兩個值之間套用線性補間。讀取作業會將位於表格中最大與最小量化值範圍外的取樣予以截斷。寫入作業則會針對位於表格中最小與最大量化值範圍外的取樣產生錯誤。

使用 NI-DAQmx 客量表

NI-DAQmx 客制化量表可於 Measurement & Automation Explorer (MAX) 與 DAQ Assistant 中建立,或在 LabVIEW 或 LabWindows™/CVI™ 中透過程式設計方式建立。在 NI MAX 中建立的客制化量表,可透過兩種方式套用至 LabVIEW:

DAQmx Create Virtual Channel

DAQmx Create Virtual Channel VI 具備可提供客制化量表名稱的端子。這個 VI 為多項式,因此端子的存在與否,需視通道類型而定。如果端子不存在,就無法將客制化量表套用至該通道類型。若使用客制化量表,Units 就必須指定為 From Custom Scale

DAQmx 通道屬性節點

DAQmx 通道屬性節點也可用來實作客制化量表。如同 DAQmx Create Virtual Channel 一樣,units 必須指定為From Custom Scale

在 LabWindows™/CVI™ 中套用客制化量表的程序也十分類似。若要在建立通道時套用客制化量表,請將 Units 引數指定為 From Custom Scale,並在 Custom Scale Name 引數中指定您的客制化量表名稱。若要套用含有屬性的客制化量表,請使用 DAQmx GetChanAttributeCustom Scale Name 屬性設為您的客制化量表名稱,並將 Units 屬性設為 From Custom Scale

客制化量表也可透過程式設計方式來建立與套用

客制化量表可套用至輸入與輸出通道:

輸入通道

量表會將未量表化的類比訊號值轉換為客制化量表指定的量表化單位。舉例來說,量表可將電壓轉換為線性位置。當您讀取與量表建立關聯的通道所傳來的取樣時,該取樣將使用量表化單位。

輸出通道

量表會將指定的單位值做為輸入,並輸出對應的類比訊號值,以寫入輸出通道。舉例來說,量表可以將線性位置轉換為電壓。當您將取樣寫入至與量表建立關聯的通道時,該取樣將使用量表化單位。

您也可以使用量表來校準已讀取或寫入的取樣,讓量表化單位與通道的未量表化單位趨於一致。將量表指派至通道後,量表就會套用至通道未量表化單位所正常顯示的所有屬性上,包括指派至通道的最大與最小值。舉例來說,將伏特轉換為公尺的客制化量表若指派至電壓通道,通道的最大與最小屬性就會以公尺為單位。

範例 - 將伏特轉換每分鐘轉速

想像一下,如果您以將類比輸出電壓通道連接至馬達,該馬達的速度會與所產生的電壓成比例,而您想要建立量表來指定這項轉換。在這個情況下,未量表化單位為伏特,而量表化單位則為每分鐘轉速。之後,您可以指定方程式、表格或對應量表,將伏特轉換成每分鐘轉速。量表建立完成後,請為量表與類比輸出電壓通道建立關聯。相較於手動或透過其他程式碼轉換伏特與每分鐘轉速,您只需將使用每分鐘轉速為單位的取樣直接寫入至與量表相關聯的通道,NI-DAQmx 就會自動執行指定的轉換作業。量表可簡化您的程式碼,並提升應用的可用性。

注意:舊版 NI-DAQ (舊版) 會透過舊版 NI-DAQ 客制化量表的方式來提供線性、多項式與表格量表。上述客制化量表的運作方式,與本文描述的 NI-DAQmx 客制化量表十分相似。

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