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其高Tips:NI-9205差分模式接線的小妙招

2020年03月13日 14:18

高性價比的采集卡

NI-9205是一款很常用的通用型C系列電壓采集模塊,可用于CompactDAQ及CompactRIO系統,分辨率為16bit,最大采樣率250kS/s,每通道的可編程范圍包括±200 mV、±1V、±5V及±10V,輸入通道和公共端(COM)之間包含±30V的過壓保護,單模塊支持32通道單端或16通道的差分電壓信號采集。

可以說,NI-9205是C系列中極具性價比的一款模塊,無論是在實驗室還是工業現場,都有用武之地。

然而,這塊高性價比的采集卡,卻也有天生的“缺陷”,接線比較困難,尤其是在使用差分通道時。

多個差分通道的接線煩惱

NI-9205提供彈簧端子和DSUB兩種輸入形式,由于DSUB接口通常需要焊接配線,故大多數用戶都會選擇使用接線更為簡便的彈簧端子款,其所配套的端子為NI-9974,是一款由魏德米勒出品的36-pin連接器。

使用32個單端通道時,連接尚算方便。但如果要使用成對的差分通道,那就會非常麻煩。因為在9205《入門指南》中,關于浮動差分信號的接入,有如下描述:

以使用AI0-AI8構成的差分對為例,AI0接入信號正端,AI8接入信號負端,同時,AI8還要接一個1MΩ電阻到采集卡COM端,如下圖所示:

如果嫌麻煩,或是沒有注意而忽略了這個接地電阻,那么就有可能在采集信號時碰到“靈異”事件:信號隨時間存在直流漂移;信號直接變成了開關信號,波形變成了矩形波。這都是由于浮地差分信號的地電位漂移所造成,在有強電干擾的場合問題更明顯,比如發電廠、工業現場(配有大型機械),常常會讓人懷疑是否是采集卡通道損壞。

因此,使用差分連接時,此接地電阻是必不可少,那么,問題也就來了!

在使用1~2個通道時,接線算方便。但如果使用差分通道對比較多,那可就要親命了,一邊需要接入電阻,另一邊36-pin彈簧接插件的線孔又比較小,實際現場可能是這樣:

不僅難于操作,裸露的導線和電阻管腳還極容易造成短路,輕則影響信號質量,重則可能造成前端傳感器的損壞。

其高工程師的小妙招

面對這種需要花費很多時間且效率低下的接線方式,想“偷懶”的其高工程師想出了一勞永逸的招術。下面就分享這個親測有效,簡單又可靠的小妙招!

解決方法

設計一塊大小匹配的專用的接口電路板,用貼片電阻替代直插電阻,用焊接郵票孔代替手擰接線。

全過程如下 ?

9205模塊、彈簧端子及設計的接口電路板。

先正常夾入信號導線,剝線長度較使用手冊標注的7mm稍長,以10-12mm為宜。

接口板上焊接好1Mohm接地電阻及COM端的0ohm短路電阻,然后從側面郵票孔焊接上信號線。

免費獲取Gerber文件

我們知道,其高公眾號的粉絲中有不少是測試測量行業的工程師,也許,會遇到和我們一樣的問題。所以,我們將這一小改進分享給大家。小伙伴可自行下載加工和使用該款PCB電路板的Gerber文件,希望能夠幫助到大家!

獲取方式:其高公眾號(keyGOtech)后臺回復“Gerber”,即可獲得該款文件的下載鏈接。

*注:由于郵票孔加工需要額外收費,相對于電路板本身打樣價格而言性價比過低,故Gerber文件中的電路板并沒有采用郵票孔設計,而是采用普通通孔加工,實際使用時自行將多余的部分裁剪掉即可。

如果您也有其它小妙招,歡迎和我們分享!

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