NI CompactDAQ im Überblick

Einfach und umfassend – Datenerfassung über USB

NI CompactDAQ ermöglicht die einfache Plug-and-play-Anbindung von USB-basierten Datenerfassungssystemen an Sensoren sowie elektrische Messungen am Prüfplatz, in mobilen Anwendungen und in der Produktion. Durch die Kombination der einfachen Bedienbarkeit und Kosteneffizienz eines Datenloggers mit der Leistung und Flexibilität modularer Messgeräte bietet NI CompactDAQ schnelle und genaue Messungen in einem kompakten, einfachen und preisgünstigen System.

Dank der Flexibilität von NI-Software können Sie NI CompactDAQ unkompliziert für die Protokollierung von Daten für einfache Messungen oder zur Entwicklung eines voll automatisierten Test- oder Steuer- und Regelungssystems einsetzen. Das modulare Design von NI CompactDAQ ermöglicht die Messung von elektrischen, physikalischen, mechanischen oder akustischen Signalen mit bis zu 256 Kanälen in einem einzigen System. Außerdem werden durch pro Modul vorhandene A/D-Wandler und einzeln isolierte Module schnelle, genaue, sichere und synchronisierte Messungen gewährleistet.

 

 

Abbildung 1: NI CompactDAQ vereint USB-gestützte Datenerfassung, Signalkonditionierung und Sensoranschlussmöglichkeiten für bis zu 256 Kanäle in einem 25 x 9 x 9 cm großen System.

 
Auf der Startseite zu CompactDAQ, www.ni.com/compactdaq/d, finden Sie detaillierte Informationen.

 

Mehr Leistung, geringerer Preis

NI CompactDAQ nutzt die Technologien der Industriestandard-Datenerfassungskarten der M-Serie von National Instruments und der äußerst leistungsstarken CompactRIO-Plattform für Mess- und Regelsysteme und bietet so ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis. NI CompactDAQ verwendet dieselben I/O-Module der C-Serie wie bereits andere Mess- und Automatisierungsplattformen von NI. Daher können die Produktionskosten aufgrund der dadurch möglichen Massenfertigung gesenkt werden. Die Module nutzen Standardtechnologien von Anbietern wie Analog Devices und Texas Instruments, die Auflösungen bis zu 24 bit liefern (diese ist höher als die eines 6-½-Stellen-DMMs) und zudem um vieles günstiger sind als benutzerspezifische Bauteile, die in anderen Datenerfassungssystemen eingesetzt werden.

Flexibilität durch über 40 Messmodule

Weil viele Datenerfassungssysteme einen festgelegten Funktionsumfang haben, können nur bestimmte Sensortypen angeschlossen werden. Andere Systeme sind zwar modular angelegt, können aber lediglich Signale niedriger Geschwindigkeit sowie statische Signale wie Gleichspannung und Temperatur messen. Mit NI CompactDAQ lassen sich neben dynamischen Signalen wie Rauschen, Vibration, Druck und elektrische Schwankungen bei bis zu 50 kS/s pro Kanal zusätzlich statische Signale wie Gleichstrom, -spannung und Temperatur messen. Andere Module bieten Einzelpunkt- und Signalverlaufsausgangskapazitäten bei Geschwindigkeiten bis zu 100 kS/s/Kanal oder Digital-I/O bei Geschwindigkeiten bis zu 10 MHz. Da NI CompactDAQ ein modulares System ist, kann es um zusätzliche Messarten und -kanäle ergänzt werden, indem einfach weitere Module eingesteckt werden. Alle Module werden automatisch synchronisiert. Zudem kann ein einzelnes NI-CompactDAQ-System gleichzeitig analoge sowie digitale Hochgeschwindigkeitseingangs- und -ausgangssignale über eine einzige USB-Verbindung übertragen.

Eine vollständige Auflistung verfügbarer Module finden Sie auf der Seite zur Produktfamilie: I/O-Module der C-Serie.

 

Eine vollständige Auflistung verfügbarer Module finden Sie auf der Seite zur Produktfamilie: I/O-Module der C-Serie.
 

Vorteile von NI CompactDAQ

Flexibilität für künftige Anwendungen

NI CompactDAQ kann viel flexibler an veränderte Testanforderungen angepasst werden als herkömmliche Messgeräte. Herkömmliche Messgeräte haben Prozessoren, Speicher, Software und Anzeigen in einem Gehäuse mit festgelegter Funktionalität und können daher schnell veraltet sein. NI CompactDAQ nutzt stattdessen die Geschwindigkeit, Leistung und Datenspeicherkapazität Ihres PCs. Wenn Sie mehr Speicherplatz oder eine schnellere Datenverarbeitung benötigen, können Sie den PC-Speicherplatz erweitern anstatt ein neues Messgerät einer höheren Preisklasse zu erwerben. Das Hinzufügen neuer Messarten oder die Erweiterung der Kanalanzahl ist sehr einfach, da hierzu nur ein weiteres Modul in das NI-CompactDAQ-Chassis gesteckt werden muss.

Im Gegensatz zu anderen Datenerfassungssystemen verwendet NI CompactDAQ keine elektromechanischen Relais zur Umschaltung von analogen Eingangssignalen. Relais nutzen sich im Laufe der Zeit ab, was möglicherweise zum Versagen des Systems und des Tests führen kann. Relais sind zudem auf Schaltgeschwindigkeiten von etwa 1000 S/s beschränkt. NI CompactDAQ hingegen verwendet Halbleiter-Multiplexer, die sich nicht abnutzen, und kann Eingangskanäle mit einer pro Sekunde bis zu 250-mal höheren Geschwindigkeit umschalten

Anschlüsse, Signalkonditionierung und Datenerfassung in einem Paket

Für den Aufbau eines Datenerfassungssystems ist es zumeist notwendig, die Signalkonditionierungs- und Anschlussblöcke mit einem separaten Gerät zu verkabeln, um die Eingangssignale zu digitalisieren. Diese Kabel und Anschlussblöcke verursachen zusätzliche Kosten und können im System mehr Rauschen und Fehlereintrag bewirken. NI CompactDAQ vereint eine Kombination aus Anschlüssen, Signalkonditionierung und A/D-Wandlern in einem Paket. Dadurch verkürzt sich die für die Verkabelung mehrerer Bauteile erforderliche Zeit und die Anbindung ist insgesamt einfacher. Zudem sind weniger Komponenten vorhanden, die zu Rauschen und Fehlern beisteuern können.

NI-CompactDAQ-Module beinhalten Anschlüsse, die an die Messkapazität des Moduls angepasst sind. So besitzen beispielsweise universelle Spannungseingangsmodule abnehmbare Schraubklemmenanschlüsse und Module für dynamische und Transientensignale BNC-Anschlüsse. Durch die Abstimmung der Anschlüsse auf die Sensorikanforderungen der Module vereinfacht NI CompactDAQ die Installation von Sensoren und Signalen und reduziert das Fehlerpotenzial.

Abbildung 2: Module der C-Serie für NI CompactDAQ umfassen sensorspezifische Anschlüsse mit integrierter Signalkonditionierung und A/D-Wandlern.

 

Sichere Sensormessungen

NI CompactDAQ kann Messungen an den gängigsten Sensortypen wie Thermoelemente, Dehnungsmessstreifen und Beschleunigungsmesser ausführen sowie Spannung und Strom messen. Die zum Lieferumfang von NI CompactDAQ gehörende Treibersoftware NI-DAQmx umfasst den DAQ-Assistenten, ein Hilfsprogramm, das gemessene Signale automatisch in physikalische Einheiten umwandelt (z. B. Grad Celsius für Thermoelementmessungen). Durch diese Funktion entfällt eine manuelle Umrechnung mithilfe komplexer Formeln und Referenztabellen.


Einfache Anbindung an den PC über Hi-Speed USB

Die USB-Technologie hat PC-basierte Tests und Messungen sehr vereinfacht. Da es sich bei USB um einen Plug-and-play-Bus handelt, werden das NI-CompactDAQ-Chassis und alle I/O-Module automatisch erkannt und konfiguriert, wenn sie mit einem USB-Anschluss verbunden werden. Im Gegensatz zu älteren GPIB- und seriellen Geräten, für die eine Schnittstellenkarte benötigt wird, lässt sich NI CompactDAQ direkt über ein Standard-USB-Kabel mit dem USB-Anschluss verbinden. Diese Verkabelungsoption ist ein weiterer Grund für die geringeren Kosten dieser Plattform im Vergleich zu traditionellen Messgeräten. Dank der unkomplizierten USB-Anschlussmöglichkeit können Sie ein NI-CompactDAQ-System leicht an verschiedene PCs anschließen.

Hi-Speed USB (2.0) stellt eine 40-fache Erhöhung der Bandbreite verglichen mit dem älteren Standard USB 1.1 bereit. Bei 480 Mb/s ist der Standard 2.0 fast fünf Mal schneller als der 100BaseT-Ethernet-Anschluss der meisten PCs. Daher verfügt NI CompactDAQ über eine ausreichende Bandbreite, um Daten direkt zwischen USB-Schnittstelle und PC zu übertragen, anstatt sie im internen Speicher zwischenzuspeichern. Die Plattform hat niedrigere Latenzzeiten als Ethernet oder serielle Busse, so werden Befehle innerhalb kürzerer Zeit an den und vom PC übertragen.

Abbildung 3: Hi-Speed USB ist 40-mal schneller als der vorherige Standard USB 1.1 und hat eine fünf Mal höhere Bandbreite als Ethernet mit einer Übertragungsrate von 100 Mb.

 

Sofort messen mit NI CompactDAQ

Flexible Software – Sofort einsatzbereite Datenprotokollierung, LabVIEW, Visual Studio .NET und C/C++

Im Lieferumfang aller NI-CompactDAQ-Chassis ist das kostenlose Softwarepaket für die Datenprotokollierung, National Instruments LabVIEW SignalExpress LE enthalten. Mithilfe dieser sofort einsatzbereiten Software können Daten von mehreren Geräten, die NI-DAQmx ausführen, erfasst und in eine Datei protokolliert oder in eine Tabellenansicht exportiert werden. Dank Plug-and-play-fähiger USB-Datenerfassung und NI LabVIEW SignalExpress kann NI CompactDAQ an einen PC oder Laptop angeschlossen werden. So können Sie Daten nach nur drei Mausklicks messen.

Für fortschrittliche Funktionen zur Datenprotokollierung, wie z. B. Alarmmeldungen, zeitgesteuerte Protokolle, Analyse und Berichterstellung, steht LabVIEW SignalExpress zur Verfügung, eine Entwicklungsumgebung mit allen Funktionen und ohne Programmieraufwand, die mit allen Geräten arbeitet, auf denen NI-DAQmx ausgeführt wird (einschließlich NI CompactDAQ). Tabelle 2 zeigt einen Vergleich der Funktionen von LabVIEW SignalExpress und LabVIEW SignalExpress LE.

Um größere Flexibilität bereitzustellen, umfasst NI CompactDAQ auch die für die Messtechnik konzipierte Treibersoftware NI-DAQmx für NI LabVIEW, LabWindows/CVI, C/C++ und Visual Studio.NET. Neben grundlegender Treiberfunktionalität gehören zu NI-DAQmx eine Konfigurationsverwaltungs- und Testroutine, der DAQ-Assistent und leistungsstarke Eigenschaften wie Multithreading und Datenverdichtung. Bei LabVIEW von National Instruments handelt es sich um eine zum Industriestandard avancierte grafische Programmier- und Entwicklungsumgebung zur Entwicklung von Mess-, Prüf-, Steuer- und Regelsystemen. Da LabVIEW die Flexibilität einer klassischen Programmiersprache mit speziell für Mess-, Prüf-, Steuer- und Regelanwendungen konzipierten Werkzeugen kombiniert, kann es zur Erstellung unterschiedlichster Lösungen verwendet werden – von einer einfachen Temperaturüberwachung bis hin zu komplexen Steuerungssystemen.

Mehr zum Thema Datenprotokollierungssoftware finden Sie im Tutorium Drei Ebenen der Datenprotokollierung von National Instruments.

Abbildung 4: Benutzeroberfläche von LabVIEW SignalExpress (Beispiel)

Sowohl LabVIEW SignalExpress als auch LabVIEW SignalExpress LE können direkt in grafischen LabVIEW-Code umgewandelt werden, wodurch erweiterte Programmier- und Datenerfassungseigenschaften zur Verfügung stehen.

Tabelle 2: Vergleich LabVIEW SignalExpress

Mehr Kanäle, weniger Platzbedarf

Platz auf dem Labor- und Prüftisch ist wertvoll, doch nehmen große Datenerfassungssysteme oft mehr davon ein als ihnen eigentlich zusteht. NI CompactDAQ bringt bis zu 256 I/O-Kanäle in einem Chassis von 25 x 9 x 9 cm unter, das weniger als 1 kg wiegt. Ein NI-CompactDAQ-Gehäuse benötigt weniger als 25 % des Prüfplatzes, den ein typisches Datenerfassungssystem wie z. B. das System Agilent 34970 gewöhnlich erfordert.

NI CompactDAQ eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen Mobilität ein entscheidendes Kriterium ist. Es lässt sich leicht in einer Laptop-Tasche verstauen und kann für Anwendungen in Fahrzeugen und dergleichen per Gleichstromquellen mit Strom versorgt werden.

 

Abbildung 5: Der erhebliche Größenunterschied zeigt sich hier beim Vergleich von NI CompactDAQ und einem bestehenden Datenerfassungssystem.

Verbesserte Sicherheit und Genauigkeit mittels digitaler Isolation

Bis auf ein NI CompactDAQ-Modul (NI 9233) sind alle vom Chassis und von anderen Modulen digital isoliert. Isolation verhindert, dass schädliche Signale von elektrostatischen Ladungen, Impulsen und Stromstößen den Träger, andere Module oder den Host-PC beschädigen. Die meisten I/O-Module für CompactRIO verfügen über eine Isolierung gegen 2300 V_eff (Spannungsspitzen) bzw. 250 V_eff (kontinuierlich). Jede der Komponenten erfüllt eine Vielzahl internationaler Sicherheits-, EMV- und Umweltnormen und besitzt entsprechende Zertifikate.

Digital isolierte NI-CompactDAQ-Module unterbrechen Fehler verursachende Masseschleifen. Masseschleifen entstehen, wenn das System oder der Prüfling dieselbe Masseschleife nutzen wie das Datenerfassungssystem und ein möglicher Unterschied zwischen den beiden Geräten besteht. Da isolierte NI-CompactDAQ-Module nicht den externen Stromanschluss als Massepunkt nutzen, entfallen mögliche Ungenauigkeiten aufgrund von Masseschleifen.


Zuverlässige Qualität von National Instruments

Seit 1976 verlassen sich Kunden von National Instruments auf zuverlässige Produkte, Kompatibilität auch in der Zukunft und qualitativen Support. 2005 installierten Kunden über sechs Millionen Messkanäle von NI, und 95 % aller Fortune-500-Unternehmen nutzten Produkte von National Instruments für Test, Steuerung und Regelung.

Auf alle NI-CompactDAQ-Systeme wird ein Jahr Garantie auf Herstellungsfehler gewährt. Unterstützung durch Applikationsingenieure bei Installation und Fehlerbehebung steht kostenfrei über Internet, E-Mail oder Telefon zur Verfügung.

Häufig gestellte Fragen

Eine zusammengefasste und ständing wachsende Liste mit häufig gestellten Fragen steht unter Häufig gestellte Fragen zu NI CompactDAQ bereit.

 

Links auf thematisch verwandte Webseiten:

• www.ni.com/compactdaq/d
• Video zur schlüsselfertigen NI-CompactDAQ-Plattform
• Virtuelle Tour “NI CompactDAQ”
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