技術文章
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labjack全系列數(shù)據(jù)采集卡的優(yōu)勢在哪里
幾十年來,，LabJack 一直在開發(fā)精簡的數(shù)據(jù)采集方法,，同時提供各種各樣的配件,。該系列由完整的采集方法 (DAQ) 組成,，各個版本各不相同,，但其中包括數(shù)字和模擬輸入和輸出的數(shù)量,、模擬輸入信號的類型,、最高和最有效的分辨率和采樣速度,，以及內部計數(shù)器/計時器的數(shù)量,、通信接口以及內置實時時鐘,。LabJack系列包括以下型號：U3-LV、U3-HV,、U6,、U6-Pro、UE9,、UE9-Pro,、U12、T4,、T7 和 T7-Pro,。T4、T7 和 T7-Pro 型號的一個重要特性是能夠通過用戶編寫的腳本運行它們,。這些腳本存儲在模塊閃存中,，一旦接通電源，便以獨立模式運行,。因此,，模塊成為一種獨立的數(shù)據(jù)采集方法。DAQ T7-Pro 設備以及 USB 和以太網接口通過 Wi-Fi 接口與服務器進行無線通信,。LabJack 模塊無可爭議的優(yōu)勢在于其應用程序可在用戶論壇上獲得,。通常，系統(tǒng)開發(fā)人員可以找到幾乎可以立即解決任何問題的方法,，而且免費或只需支付少量費用,。這與論壇上介紹的所有文檔和用戶提供的實用提示類似,。他們的成功是一大優(yōu)勢，但您也應該花一些時間查看多個文件,，然后才能找到理想的解決方案,。
Labjack 模塊
您可以冒險宣布 LabJack 提供的 DAQ 模塊可以解決有關購買和評估測量數(shù)據(jù)的大多數(shù)常見問題。
可用的擴展模塊（例如：真實參考源,、測量放大器,、電源按鈕、數(shù)字信號電平轉換器,、I/O 緩沖器,、模擬信號多路復用器等）提高了每個 DAQ 的標準功能。該系列設備的設計使得測量過程的任何擴展都成為可能,。這適用于不同類型的 DAQ 模塊及其擴展的組合,。每個 DAQ 都有內部工具，其數(shù)量和類型取決于型號,。例如,，Labjack T7 包括：14 個模擬 I/O，分辨率為 16 到 18 個部分（參數(shù)取決于采集速度,，輸入可以組合成 7 個字符串對）,，您甚至可以將它們用于增益為 × 1、× 10,、x100 和 x1000 的測量放大器,，范圍為 10、± 1,，± 0.1 和 ± 0.01 伏,，兩個模擬輸出，分辨率為 12 位,，加上 0…5 英寸的選擇,，還利用 23 個數(shù)字輸入/輸出來鼓勵SPI端口、I2C 和異步串行接口,。
labjack模塊
在流模式下工作時,，數(shù)據(jù)采樣頻率可達到 100 kHz，但這取決于分辨率,。在控制模式下,，響應時間不超過 1。DAQ 設備還包含計數(shù)器和計時器,，可用于執(zhí)行 PWM 輸出（1.32 個）,。T7 模塊的硬件計數(shù)器可以計數(shù)頻率高達 40 MHz 的脈沖，其應用程序實現(xiàn)允許高達 200 kHz 的工作。計時器通常用于執(zhí)行去抖動功能,。這些設備還包含一個看門狗和一個集成溫度傳感器,。不同大小的外部電阻檢測器也可以使用內置電流源供電，功率分別為 200 μA 和 10 μA,。
編寫自己的腳本（例如 Labjack 模塊）的用戶可以通過寄存器訪問資源,。在與環(huán)境通信時，可以使用 Modbus TCP 協(xié)議,，無論使用哪種端口（USB,、Wi-Fi 或以太網）。寄存器映射適用于此協(xié)議,，但 LJM 高級庫也允許您通過名稱（例如“AINO”）訪問寄存器,。
軟件驅動程序
LabJack 提供免費的應用程序，您可以使用它配置幾乎任何 DAQ 模塊并在幾分鐘內構建一個測量程序,。用于配置模塊的基本應用程序是 Kipling,。配置可以存儲在 DAQ 的非易失性存儲器中，然后使用,，例如在獨立模式下。構建簡單測量過程的最簡單方法是使用 LJLOGM 應用程序,，您不僅可以從 DAQ 讀取數(shù)字數(shù)據(jù),，還可以以圖表的形式顯示它們。更先進的 DAQFactory 程序也可用于控制工業(yè)過程,。
應用示例——握力測量
為了向您展示使用 Labjack 模塊創(chuàng)建可用系統(tǒng)有多么簡單,，我們將使用手動測力計設計一個功率測量系統(tǒng)。其他類似問題也同樣易于實現(xiàn),。在本例中,，使用全橋配置中的壓力計測量驅動力。該項目的后續(xù)階段包括：模塊設置,、測量系統(tǒng)校準以及 Labjack 提供的免費 LJlogM 應用程序的結果圖形顯示,。橋接器可以由機器電壓源 +5 V -“VS”供電。在許多系統(tǒng)中,，這種解決方案完全足夠,，但由于電壓 VS 可能造成干擾，以及其允許的不確定性,，您甚至可以使用具有受控電壓的參考源,，例如“DACO”。輸出信號的負載能力為 20 mA,，因此對于 350 歐姆橋,，即使最大電壓為 5 英寸，也不應該超過允許電流。在需要高精度和可重復性的程序中,，可以使用包含精確參考資源的附加外部擴展模塊,。
從所采用的方案來看，參考電壓“DACO”已設置為 3.5 V,。DAQ 設置的下一步是將 AINO 和 AIN1 輸入連接到差分輸入模式,，這已在 Kipling 應用程序中完成。應變計提供非常低的輸出電壓,。整個陣列的幾毫伏因此需要選擇最大優(yōu)勢,，即最小尺寸陣列：0.01 V。配置功能以選擇導致設置被采用為默認選項的選項結束,，即在開機或恢復后恢復,。項目實施是測量路線的校準，它分兩個部分進行,，通過將應變儀與著名力量相結合,。在這種情況下，沒有負載加上質量負擔,。作用在測力計上的力是通過將質量（以千克為單位）乘以 9.81.29 μV（即測力計本身的重量）得出的,，并且對于其負載 m 為 1.212 磅，符號為 80 μV,。因此,，測量路徑的質量由以下公式表示：
這句話應該輸入到 LJLogM 應用程序中委托給 AINO 輸入的測量站定義區(qū)域。在練習中,，零負載的值已略微調整為 8.2,，而不是 6.76。這是項目執(zhí)行階段的結束,，您可以開始測量,。首先，測力計的校準力為 1.212 kG = 11.89 N,，然后測量手施加的力 – 280 N（左）和約 340 N（右）,。
所述案例展示了使用 LabJack 模塊構建智能程序是多么簡單和快速。從尺寸上講,，我們使用了一個檢測器,，該檢測器在許多情況下需要獨特的端口和非常復雜的應用程序。操作僅限于使用鼠標一起發(fā)送三個參數(shù)的信號,。
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Labjack 模塊
您可以冒險宣布 LabJack 提供的 DAQ 模塊可以解決有關購買和評估測量數(shù)據(jù)的大多數(shù)常見問題。
可用的擴展模塊（例如：真實參考源,、測量放大器,、電源按鈕、數(shù)字信號電平轉換器,、I/O 緩沖器,、模擬信號多路復用器等）提高了每個 DAQ 的標準功能。該系列設備的設計使得測量過程的任何擴展都成為可能,。這適用于不同類型的 DAQ 模塊及其擴展的組合,。每個 DAQ 都有內部工具，其數(shù)量和類型取決于型號,。例如,，Labjack T7 包括：14 個模擬 I/O，分辨率為 16 到 18 個部分（參數(shù)取決于采集速度,，輸入可以組合成 7 個字符串對）,，您甚至可以將它們用于增益為 × 1、× 10,、x100 和 x1000 的測量放大器,，范圍為 10、± 1,，± 0.1 和 ± 0.01 伏,，兩個模擬輸出，分辨率為 12 位,，加上 0…5 英寸的選擇,，還利用 23 個數(shù)字輸入/輸出來鼓勵SPI端口、I2C 和異步串行接口,。
labjack模塊
在流模式下工作時,，數(shù)據(jù)采樣頻率可達到 100 kHz，但這取決于分辨率,。在控制模式下,，響應時間不超過 1。DAQ 設備還包含計數(shù)器和計時器,，可用于執(zhí)行 PWM 輸出（1.32 個）,。T7 模塊的硬件計數(shù)器可以計數(shù)頻率高達 40 MHz 的脈沖，其應用程序實現(xiàn)允許高達 200 kHz 的工作。計時器通常用于執(zhí)行去抖動功能,。這些設備還包含一個看門狗和一個集成溫度傳感器,。不同大小的外部電阻檢測器也可以使用內置電流源供電，功率分別為 200 μA 和 10 μA,。
編寫自己的腳本（例如 Labjack 模塊）的用戶可以通過寄存器訪問資源,。在與環(huán)境通信時，可以使用 Modbus TCP 協(xié)議,，無論使用哪種端口（USB,、Wi-Fi 或以太網）。寄存器映射適用于此協(xié)議,，但 LJM 高級庫也允許您通過名稱（例如“AINO”）訪問寄存器,。
軟件驅動程序
LabJack 提供免費的應用程序，您可以使用它配置幾乎任何 DAQ 模塊并在幾分鐘內構建一個測量程序,。用于配置模塊的基本應用程序是 Kipling,。配置可以存儲在 DAQ 的非易失性存儲器中，然后使用,，例如在獨立模式下。構建簡單測量過程的最簡單方法是使用 LJLOGM 應用程序,，您不僅可以從 DAQ 讀取數(shù)字數(shù)據(jù),，還可以以圖表的形式顯示它們。更先進的 DAQFactory 程序也可用于控制工業(yè)過程,。
應用示例——握力測量
為了向您展示使用 Labjack 模塊創(chuàng)建可用系統(tǒng)有多么簡單,，我們將使用手動測力計設計一個功率測量系統(tǒng)。其他類似問題也同樣易于實現(xiàn),。在本例中,，使用全橋配置中的壓力計測量驅動力。該項目的后續(xù)階段包括：模塊設置,、測量系統(tǒng)校準以及 Labjack 提供的免費 LJlogM 應用程序的結果圖形顯示,。橋接器可以由機器電壓源 +5 V -“VS”供電。在許多系統(tǒng)中,，這種解決方案完全足夠,，但由于電壓 VS 可能造成干擾，以及其允許的不確定性,，您甚至可以使用具有受控電壓的參考源,，例如“DACO”。輸出信號的負載能力為 20 mA,，因此對于 350 歐姆橋,，即使最大電壓為 5 英寸，也不應該超過允許電流。在需要高精度和可重復性的程序中,，可以使用包含精確參考資源的附加外部擴展模塊,。
從所采用的方案來看，參考電壓“DACO”已設置為 3.5 V,。DAQ 設置的下一步是將 AINO 和 AIN1 輸入連接到差分輸入模式,，這已在 Kipling 應用程序中完成。應變計提供非常低的輸出電壓,。整個陣列的幾毫伏因此需要選擇最大優(yōu)勢,，即最小尺寸陣列：0.01 V。配置功能以選擇導致設置被采用為默認選項的選項結束,，即在開機或恢復后恢復,。項目實施是測量路線的校準，它分兩個部分進行,，通過將應變儀與著名力量相結合,。在這種情況下，沒有負載加上質量負擔,。作用在測力計上的力是通過將質量（以千克為單位）乘以 9.81.29 μV（即測力計本身的重量）得出的,，并且對于其負載 m 為 1.212 磅，符號為 80 μV,。因此,，測量路徑的質量由以下公式表示：
這句話應該輸入到 LJLogM 應用程序中委托給 AINO 輸入的測量站定義區(qū)域。在練習中,，零負載的值已略微調整為 8.2,，而不是 6.76。這是項目執(zhí)行階段的結束,，您可以開始測量,。首先，測力計的校準力為 1.212 kG = 11.89 N,，然后測量手施加的力 – 280 N（左）和約 340 N（右）,。
所述案例展示了使用 LabJack 模塊構建智能程序是多么簡單和快速。從尺寸上講,，我們使用了一個檢測器,，該檢測器在許多情況下需要獨特的端口和非常復雜的應用程序。操作僅限于使用鼠標一起發(fā)送三個參數(shù)的信號,。
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