大多數(shù)的工程師和科學(xué)家不僅需要快速啟動他們的課題或是項目以符合他們的當(dāng)前需求、而且需要一定的靈活性來滿足未來的需要。這樣的話，就有許多參數(shù)需要考慮，包括從驅(qū)動軟件、應(yīng)用開發(fā)軟件到硬件特性。本文將討論怎樣選擇最能符合您需求的硬件平臺。也就是，當(dāng)您搭建系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)考慮一下以下的10個測量硬件平臺的問題。
  

    1．采樣率，分辨率，精度

    一般來說，所要采集的信號決定了采樣率和分辨率的要求。對于高達(dá)100MS/s的采樣率和高達(dá)24位的精度應(yīng)用，PCI和PXI平臺提供了最好的選擇和最佳的性能。為了符合精度要求，需要記住數(shù)據(jù)采集（DAQ）卡有12位和16位兩種。


    16位板卡需要有精細(xì)的設(shè)計、帶屏避的電纜、及恰當(dāng)?shù)男盘栠B接設(shè)備，只有這樣，才能真正體現(xiàn)它們在16位測量方面的優(yōu)勢。如下表所示：

     測量                  12-位誤差      16-位誤差 
     伏, ±10V 范圍        17mV           1.15mV 
     伏, ±50mV 范圍       150uV          35uV 
     J 型熱電偶 @ 25°C    3°C           0.67°C 


    在一個給定的范圍內(nèi)，一個16位的數(shù)據(jù)采集卡能夠提供216=65,536種數(shù)字化的結(jié)果，而一個12位的板只能提供212=4,096種結(jié)果。在理想情況下，這些結(jié)果在整個測量區(qū)域內(nèi)均勻分布，實際測量值在最近的結(jié)果附近。這樣的話，12位與16位產(chǎn)品的測量誤差的差距總是65,536/4,096=16倍。但對于幅度較小的信號和設(shè)計較差的板卡，測量誤差方面的差別可以小至5倍，這是由于16位板卡對噪聲、線性誤差、非線性傳輸誤差額外敏感而造成的。


    對于那些對速度要求不高、同時由軟件來決定采樣率的工業(yè)用的分布式I/O和控制應(yīng)用，NI的FieldPoint無疑是最佳的選擇。


    2．處理器表現(xiàn)

    當(dāng)Dell，HP，IBM及其他的PC廠商互相競爭，來以最快的時鐘頻率提供最先進(jìn)的處理器的時候，現(xiàn)成的計算機(jī)能夠體現(xiàn)最佳的處理器性能。您可以使用PCI測量設(shè)備或一個由臺式計算機(jī)控制的PXI系統(tǒng)，把這些高速處理器的性能發(fā)揮極至。對于要求更為嚴(yán)格或更為緊湊的解決方案的應(yīng)用，嵌入式控制器與PXI所具有的處理能力與 現(xiàn)有的臺式計算機(jī)相當(dāng)。與針對最快的表現(xiàn)不同，對于分布式的I/O和控制，F(xiàn)ieldPoint處理器專門針對小空間和堅固情況而做了優(yōu)化。


    3．容量——插槽或模塊擴(kuò)展性

    通常情況下，待測的信號數(shù)量也是需要考慮的。對于從通道數(shù)不多的應(yīng)用，臺式計算機(jī)是一個很好的測量平臺。大多數(shù)臺式電腦提供2至3個PCI插槽。根據(jù)所需要的測量模塊類型，對于需要數(shù)十個通道的應(yīng)用來說空間已經(jīng)足夠了。對于更多通道的應(yīng)用，PXI機(jī)箱支持多達(dá)18個插槽，您甚至可以以級聯(lián)方式連接(daisy-chain)多個機(jī)箱來獲得更多的通道。FieldPoint系統(tǒng)最多可以支持9個I/O模組，你可以輕而易舉地把幾百個系統(tǒng)用串口或以太網(wǎng)（Ethernet）連在一起。


    4．觸發(fā)和同步功能

    定時和同步是經(jīng)常被忽視，但同時又是一個測量平臺的很關(guān)鍵的因素,。比如在使用觸發(fā)總線的生產(chǎn)應(yīng)用中，可以同步進(jìn)行測量、移動和檢查，這無疑能使生產(chǎn)產(chǎn)量大幅度提高。如果您的應(yīng)用需要在信號間或測量同步任務(wù)間有嚴(yán)格的時間關(guān)系，那么PXI就是一個理想平臺。使用PXI，您可以訪問8條 總線 觸發(fā)線，把所有的PXI插槽連在一起，因此測量模組可以互相作用、觸發(fā)、相互控制。PXI背板提供了一個用于精確定時、具有最小偏差的星狀觸發(fā)線以及一個普通的10MHz的時鐘以便同步多個模塊。這些技術(shù)可大幅度提高測試效率和生產(chǎn)量。許多NI的PCI板卡有一個實時系統(tǒng)集成總線，因此可以同步諸如源、輸入、運動控制、視覺等模塊。NI LabVIEW通過與測量硬件的緊密的集成大大簡化了這一任務(wù)。


    5．測量模塊范圍

    NI提供了大量的用于PCI和PXI平臺的有關(guān)測量、機(jī)器視覺、運動控制和儀器模塊的板卡。但由于PCI已經(jīng)被廣泛接受，目前有著大量不同類別的第三方的PCI模塊。而PXI作為一個日漸興起的測量與自動化平臺，正在逐步填補(bǔ)在這個平臺上的空缺----有500多種不同的模塊可供PXI使用，有幾百家公司正開發(fā)與PXI兼容的CompactPCI外圍設(shè)備。


    6．實時性

    許多測量系統(tǒng)所要求的實時性能比標(biāo)準(zhǔn)的臺式計算機(jī)操作系統(tǒng)所能提供的要高得多。運行LabVIEW Real-Time的PXI系統(tǒng)提供了最好的實時性能與選擇。NI E 系列多功能數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)字I/O，記數(shù)器/定時器模塊，運動控制，圖象采集裝置，所有的這些都能運行在PXI平臺上，用于高速機(jī)器或過程處理應(yīng)用。有了新一代的FieldPoint2000實時控制器，可以把LabVIEW Real-Time分布到接近模擬和數(shù)字I/O測量點，把電纜線減至最少。
    
    FieldPoint2000本地處理器在分布式應(yīng)用中提供了高級控制、信號分析、數(shù)據(jù)記錄的功能。NI PCI平臺通過一系列的帶有用于決定控制回路的板載處理器的實時數(shù)據(jù)采集、硬件板卡，提供用于低通道應(yīng)用的實時功能。


    7．包裝尺寸和堅固性

    鑒于您的應(yīng)用可能有尺寸限制和堅固性能方面的要求。如果您要在一個小機(jī)箱內(nèi)進(jìn)行測量，那么可以考慮采用FieldPoint系列分布式I/O產(chǎn)品。最新的FieldPoint2000控制器只有4.3x4.3x3.6英寸大小，并且有大量的模擬I/O和數(shù)字I/O模塊，以提供一個完整的測量與自動化平臺。一個控制器上運行LabVIEW Real-Time，加上一個8通道的模擬I/O模塊組合起來的尺寸僅為一塊通常的住房用磚的大小。對于那些高性能的且有堅固性方面要求的應(yīng)用，PXI相對于臺式計算機(jī)，提供了更好的抗沖擊、抗震動、防高溫等方面的保護(hù)。


    8．惡劣環(huán)境

    如果您的應(yīng)用需要在惡劣的環(huán)境中運行，您應(yīng)考慮基于FieldPoint或是基于PXI的方案。FieldPoint能運行在一個很寬的溫度范圍內(nèi)（-40到70oC）。此外，在相對濕度為10%--90%、震動等級在5GHz時為500Hz時候等等性能保證了系統(tǒng)的可靠運行，使之成為在惡劣環(huán)境下的理想的測量與控制平臺。為了體現(xiàn)更好的性能，PXI還提供了堅固的機(jī)械包裝和空氣強(qiáng)制過濾（filtered-forced-air）冷卻功能。此外，所有的PXI機(jī)箱都經(jīng)過大量的機(jī)械測試以確保經(jīng)久耐用和可靠性。


    9．快速實現(xiàn)首次測量和便攜式測量

    搭建測量系統(tǒng)并使之快速運行是很重要的，特別是當(dāng)你想要經(jīng)常對系統(tǒng)進(jìn)行更新的時候。這時，主要考慮的是驅(qū)動器、開發(fā)軟件和I/O的連接。用于手提電腦的PCMCIA，USB，F(xiàn)ireWire和用于手提和臺式電腦的以太網(wǎng)，他們都提供了快速、簡單的架構(gòu)和I/O連接以便隨身攜帶。比如，當(dāng)用PCMCIA卡或USB把一個測量裝置連接到電腦上時，如果你安裝了驅(qū)動器軟件，計算機(jī)會自動檢測到這一裝置。你不必關(guān)掉計算機(jī)來連接這一裝置。但是，與PCI和PXI相比，PCMCIA和USB提供的是中等的數(shù)據(jù)量。而與一個基于臺式電腦的系統(tǒng)相比，PXI前插式插槽使得增加和卸除測量模塊變得更容易了。但是，他們不支持熱插拔。


    10. 成本

    價格是決定成本的許多因素之一?？傮w上說，采納那些被大量使用的商業(yè)技術(shù)降低了系統(tǒng)成本。利用Dell，HP及其他電腦生產(chǎn)商的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，對于從少量到中等數(shù)量通道的應(yīng)用，基于PCI的臺式系統(tǒng)提供了最低的成本。類似于PXI和FieldPoint那樣的其他平臺也利用商業(yè)軟件、總線和組件技術(shù)來降低了系統(tǒng)成本。


    如要了解關(guān)于選擇合適測量平臺的詳細(xì)信息，請訪問ni.com/info，然后鍵入nsi2417。