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数据采集卡的自校准和外部校准

   日期:2012-04-12    

  数据采集卡随使用时间较长、环境温度变化、元器件老化、修理后等等因素的影响,其准确度指标会发生一定的变化(改变),使得实际测量值会偏离标称测量值,为了保证测量结果的可信度和一致性必须对它进行再次校准(产品出厂前都完成了外部校准,如果你需要来自NI的校准报告,必须在定货时声明,同时还要付一定的费用)。NI的绝大多数数据采集卡提供两种校准方式:自校准和外部校准。

  自校准比较简单,无须任何设备支持,随时随地都可以在MAX中完成。

  外部校准比较复杂,一般必须由专业机构来完成,所以要付一定的校准费用,目前上海计量检定测试院负责NI产品在中国的外部校准工作。当然,如果你有这个技术能力也可以自行实施外部校准过程,上一节中谈到的“NI9215CalibrationProcedure(NI9215校准过程)”就是为此提供的技术资讯。NI还提供了NICalibrationExecutive软件包用来自动校准所有NI的数据采集产品(还要有其它的外围校准设备支持)。

  NICalibrationExecutive的主界面

  自校准

  自校准比较简单,无须任何设备支持,不要任何的外部连接就可以进行,随时随地都可以在MAX中完成自校准。

  这个校准过程是:自校准时数据采集卡内部自动连接到一个已知的参考电压(板载的内部电压基准源)到板卡的各个通道上。然后,在不同增益设置的情况下,读取参考电压值并和期望值进行比较。最后,将校准系数存储在EEPROM内存中,作为对增益放大器或ADC中模拟电路的漂移进行补偿。

  然而,必须注意到,自校准的精度仅仅取决于板上参考电压的精度。由于参考电压会随着时间发生轻微的漂移,所以定期进行外部校准仍然是非常重要的。

  C系列模块不支持自校准。

  PCI-6014的自校准和校准资讯

  自校准或校准前,建议预热15分钟。

  校准周期:1年

  板载电压基准:5.000V

  电压基准温度系数:+、-5ppm/度

  电压基准长期稳定性:+、-15ppm/千小时的平方根

  自校准过程非常有用,比如:

  1、在实验室条件下,可以一个季度自校准一次,以改进元器件随时间漂移所带来的影响(不是板上电压基准的漂移影响)。

  2、如果板卡的工作环境的温度发生了改变,如从实验室移到现场使用,使环境温度发生了很大的变化,这样就可以在现场的环境下,进行一次自校准,以适应新的环境状态。然后,回到实验室后再进行一次自校准,重新适应实验室的环境状态。因为部件的性能与工作环境的温度有很大关系,自校准能够补偿工作环境的温度剧烈变化所带来的影响。

  NIUSB-6211自校准实例

  在MAX中选择自校准如例图

  选择上例中的“自校准”后,系统提示是否要进行自校准,并告知断开输入端的连接线等。点击[下一步]开始自校准。

  自校准进行时......

  自校准完成

  在MAX切换下面的Tab页,可以看到自校准前后的信息。

  校准(外部)

  由于板载电压基准会随着时间发生轻微的漂移,所以定期进行外部校准仍然是非常重要的。

  外部校准是一个非常复杂的校准过程,它需要一个高精度的电压源。当进行外部校准时,EEPROM里面的校准常数被擦写为新的值。当您需要进行高精度测量时,NationalInstruments推荐您每1–2年进行一次外部校准(根据板卡不同有区别,M系列板卡的校准周期是2年),因为ADC会随着时间而漂移。

  由于外部校准比较复杂,一般必须由专业机构来完成(目前我院也可以开展板卡的校准工作),所以要付一定的校准费用,下面是几种板卡的校准收费标准(NI的收费标准)。

  NI的校准数据纪录

 
  
  
  
  
 
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