Назначение
Преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые модульные NI 4431, NI 4432, NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В, NI 4495, NI 4496, NI 4498 (далее - модули) предназначены для измерения мгновенных значений напряжения в электрических цепях, в том числе с выхода первичных измерительных преобразователей различных величин.
Описание
Модули представляют собой многоканальные устройства, в которых входные напряжения каналов поступают на аттенюатор и дифференциальный усилитель, после чего в аналогоцифровом преобразователе с разрядностью 24 бит производится преобразование мгновенных значений аналогового сигнала в цифровой код.
Модификации NI 4431 и NI 4461 имеют дополнительные каналы, в которых заданные в виде последовательного цифрового кода значения преобразуются цифро-аналоговым преобразователем с разрядностью 24 бит в аналоговый сигнал мгновенных значений напряжения, и после масштабного преобразования аттенюатором и дифференциальным усилителем аналоговый сигнал выводится на выход модуля.
Подключение аналогового сигнала и вывод аналогового сигнала производится к контактам на передней панели, имеется также возможность подачи управляющего постоянного тока смещения на первичные измерительные преобразователи, подключаемые к входам модуля.
Все модификации модулей, кроме NI 4431, NI 4432, имеют отдельный вход для внешнего триггера, и снабжены высокостабильным источником опорного напряжения для автоподстройки, которая позволяет минимизировать температурную погрешность модулей.
Модули поставляются с интерфейсами USB, PCI, PXI, PXIe (в зависимости от модификации) и могут быть подсоединены к компьютеру соответственно по интерфейсу USB, установлены в слоты PCI компьютера, или установлены в слоты шасси типа PXI, PXIe.
Конструктивно модули выполнены в виде печатной платы, на которой закреплены панель с разъемами для присоединения сигнальных кабелей, и разъем интерфейса. Модули NI 4431, NI 4432 помещены в прочный металлический корпус.
Внешний вид модулей показан на рисунках 1 и 2.
По условиям эксплуатации модули соответствуют 3 группе ГОСТ 22261-94 с рабочим
диапазоном температур:
- от минус 30 до + 70 оС для модулей с интерфейсом USB (NI 4431, NI 4432);
- от 0 до + 50 оС для модулей с интерфейсом PCI (NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В);
- от 0 до + 55 оС для модулей с интерфейсом PXI, PXIe (NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В,
NI 4495, NI 4496, NI 4498).
Программное обеспечение
Программное обеспечение (драйвер) выполняет функции управления режимами работы, математические функции обработки, записи и хранения измерительной информации.
Уровень защиты - «низкий» по Р50.2.077-2014 (класс риска (“A” по WELMEC 7.2).
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1
| идентификационное наименование | NI-DAQmx |
| идентификационный номер версии | 9.2.0 и выше |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики приведены в таблице 2.
Таблица 2
| МОДУЛЬ | ИНТЕРФЕЙС | КОЛИЧЕСТВО КАНАЛОВ | МАКСИМ ЧАСТОТА О | [АЛЬНАЯ ГСЧЕТОВ, Гц |
| АЦП | ЦАП | АЦП | ЦАП |
| NI4431 | USB | 4 | 1 | 102400 | 96000 |
| NI4432 | 5 | - | 102400 | - |
| NI4461 | PCI PXI | 2 | 2 | 204800 | 204800 |
| NI4462 | 4 | - | 204800 | - |
| NI 4472 | 8 | - | 102400 | - |
| NI4472B | 8 | - | 102400 | - |
| NI4495 | PXI | 16 | - | 204800 | - |
| NI4496 | PXI PXIe | 16 | - | 204800 | - |
| NI4498 | 16 | - | 204800 | - |
| ИЗМЕРЕН | ИЕ НАПРЯЖЕ] | ИЯ( (АЦП, все модули) |
| диапазоны измерения напряжения |
| NI 4431, NI 4472, NI 4472B | ± 10 |
| NI4432 | ± 40 |
| NI 4461, NI 4462 NI 4495, NI 4496 NI4498 | ± 0,316; ± 1; ± 3,16; ± 10; ± 31,6; ± 42,4 "±'"1-±.....10.................................................................................................................................................................................................................................... ._________.__±_______0................................................................................................................................................. |
| входной импеданс; тип входа |
| NI4431 | 200 кОм / 130 пФ; AC/DC |
| NI4432 NI 4461, NI 4462 NI4472 NI4472B | 800 кОм / 120 пФ; AC/DC 1 МОм / 217 пФ; AC/DC 1 МОм / 60 пФ; AC/DC ......10 МОм 760 noTACDC............................................................................................................................................... |
| NI4495 | 10 МОм / 35 пФ; DC |
| NI 4496, NI 4498 | 10 МОм / 35 пФ; AC |
| полоса пропускания по уровню минус 3 дБ п NI4431 NI4432 | 1ри макс. скорости отсчетов, типовые значения от 0 до 50 кГц (DC); от 0,8 Гц до 50 кГц (AC) от 0 до 50 кГц (DC); от 0,1 Гц до 50 кГц (AC) |
| NI 4461, NI 4462 | от 0 до 99 кГц (DC); от 3,4 Гц до 99 кГц (AC) |
| NI4472 | от 0 до 49 кГц (DC); от 3,4 Гц до 49 кГц (AC) |
| NI4472B | от 0 до 49 кГц (DC); от 0,5 Гц до 49 кГц (AC) |
| NI4495 | от 0 до 99 кГц (DC) |
| NI 4496, NI 4498 | от 0,5 Гц до 99 кГц (AC) |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения U на частотах до 1 кГц, мВ |
| NI 4431 при температуре от 10 до 30 оС NI 4431 в рабочем диапазоне температур | ± (2,5-10-U + 2 мВ) ± (4,5-10’3-U + 6 мВ) ± (3-10’3-U + 5 мВ) ± (6-10’3-U + 15 мВ) ± (2,3-10’2-U + 1 мВ) ± (2,3-10’2-U + 2 мВ) ± (2,3-10’2-U + 3 мВ) ± (2,3-10’2-U + 7 мВ) ± (2,3-10’2-U + 30 мВ) ± (2,3-10’2-U + 70 мВ) ± (3,5-10’3-U + 0,1 мВ) ± (3,5-10’3-U + 0,2 мВ) ± (3,5-10’3-U + 0,5 мВ) ± (3,5-10’3-U + 0,7 мВ) ± (3,5-10’3-U + 5 мВ) ± (3,5-10’3-U + 7 мВ) ± (1,2^10-2 •U + 2 мВ) ± (1,2-10’2-U + 3 мВ) 2 |
| NI 4432 при температуре от 10 до 30 оС NI 4432 в рабочем диапазоне температур |
| NI 4461, NI 4462 в рабочем диапазоне температур |
| без автоподстройки диапазон ± 0,316 В диапазон ± 1 В диапазон ± 3,16 В диапазон ± 10 В диапазон ± 31,6 В диапазон ± 42,4 В |
| с автоподстройкой 1 диапазон ± 0,316 В диапазон ± 1 В диапазон ± 3,16 В диапазон ± 10 В диапазон ± 31,6 В диапазон ± 42,4 В |
| NI 4472, NI 4472B в рабочем диапазоне температур |
| NI 4495, NI 4496, NI 4498 в рабочем диапазоне температур |
| неравномерность АЧХ на частотах относительно уровня на частоте 1 кГц, не более, дБ |
| NI 4431, NI 4432 NI 4461, NI 4462 диапазоны ± 3,16; ± 10; ± 31,6; ± 42,4 В диапазоны ± 0,316; ± 1 В | 20 кГц .......................±0,02................. ± 0,006 ± 0,2 | 45 кГц ........................± 0,05................... ± 0,03 ± 0,6 | 92 кГц - ± 0,1 ± 1,0 |
| NI 4472, NI 4472B | ± 0,03 | ± 0,1 | - |
| NI 4495, NI 4496, NI 4498 | ± 0,003 | ± 0,01 | ± 0,05 |
| коэффициент нелинейных искажений на частотах до 20 кГц, типовые значения, не более |
| NI 4431, NI 4432 | минус 87 дБн 3 |
| NI 4461, NI 4462 4 диапазон ± 0,316 В диапазон ± 1 В диапазоны ± 3,16 В, ± 10 В диапазон ± 31,6 В диапазон ± 42,4 В | минус 100 дБн минус 109 дБн минус 107 дБн минус 108 дБн минус 107 дБн |
| NI 4472, NI 4472B | минус 102 дБн |
| NI 4495, NI 4496 диапазон ± 1 В диапазон ± 10 В | минус 94 дБн минус 98 дБн |
| NI4498 диапазон ± 0,316 В диапазоны ± 1; ± 3,16; ± 10 В | минус 94 дБн минус 98 дБн |
| ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ (ЦАП, модули NI 4431 и NI 4461) |
| диапазоны воспроизведения напряжения |
| NI4431 | ± 3,5 В |
| NI4461 | ± 0,1; ± 1; ± 10 В |
| выходное сопротивление | 50 Ом |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения напряжения U на частотах до 1 кГц, мВ |
| NI 4431 при температуре от 10 до 40 оС NI 4431 в рабочем диапазоне температур | ± (4,5-10-U + 2 мВ) ± (1,2-10’2-U + 6,5 мВ) ± (1,2-10-2-U + 2 мВ) ± (1,2-10-2-U + 10 мВ) ± (4,5-10’3-U + 1 мВ) |
| NI 4461 в рабочем диапазоне температур |
| без автоподстройки диапазоны ± 0,1; ± 1 В диапазон ± 10 В |
| с автоподстройкой 1, диапазоны ± 0,1; ± 1 В; ± 10 В |
| неравномерность АЧХ на частотах относительно уровня на частоте 1 кГц, не более, дБ |
| NI4431 NI4461 | 20 кГц .......................±0,08................. ....................±-0,008.............. | 43,5 кГц ...........................± 0,4..................... - | 92 кГц -± 0,1 |
| коэффициент нелинейных искажений на частотах до 20 кГц, типовые значения, не более |
| NI4431 | минус 89 дБн |
| NI4461 диапазон ± 0,1 В диапазон ± 1 В диапазон ± 10 В | минус 83 дБн минус 92 дБн минус 97 дБн |
| ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ОПОРНОГО ГЕНЕРАТОРА |
| пределы допускаемой относительной погрешности частоты |
| NI 4431, NI 4432 NI 4461, NI 4462 NI 4472, Ni 4472B | ± 100Ы0-Ь | |
| ± 20Ы0-6 |
| ± 2540-6 |
| NI 4495, NI 4496, NI 4498 | ± 3040-6 |
| годовой относительный дрейф частоты, не более | ± 5Ы0-6 |
| ПАРАМЕТРЫ ВХОДА ТРИГГЕРА |
| уровень напряжения | 5 В (TTL/CMOS) |
| длительность импульсов, не менее NI 4461, NI 4462 NI 4472, NI 4472B, N 4495, N 4496, N 449^ | 10 нс 100 нс |
| ПАРАМЕТРЫ ИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО ТОКА СМЕЩЕНИЯ (IEPE) |
| сила тока |
| NI 4431, NI 4432 | 0; 2,1 мА ± 15 % |
| NI 4461, NI 4462 | 0; 4 мА ± 15 %; 10 мА ± 15 % |
| NI 4472, NI 4472B | 0; 4 мА ± 5 % |
| NI 4495, NI 4496, NI 4498 | 0; 4 мА ± 10 % |
| входной импеданс АЦП при включении источника IEPE NI 4431, NI 4432 (на частоте 1 кГц) NI 4461, NI 4462 | 200 кОм ......1 "МОм/240 ПФ............................................... |
| NI 4472/4472B, NI 4495, NI 4496, NI 4498 (на частоте 1 кГц) | 250 кОм |
| ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| типы соединителей |
| NI 4431, NI 4432 NI 4461, NI 4462 Ni 4472, NI 4472B, | BNC.................................................................................................................................................................................................................................. BNC; SMB (вход внешнего триггера) .....SMB................................................................................................................................................................................................................................. |
| NI 4495, NI 4496, NI 4498 | Infiniband 4x; SMB (вход внешнего триггера) |
| потребляемая мощность, не более |
| NI 4431, NI 4432 | 2,5 Вт |
| NI4461 с интерфейсом PCI с интерфейсом PXI | 17,7 Вт 13,0 Вт |
| NI4462 с интерфейсом PCI с интерфейсом PXI | 18,8 Вт 13,1 Вт |
| NI 4472, NI 4472В с интерфейсом PCI с интерфейсом PXI | 16,0 Вт 14,2 Вт |
| NI4495 | 23,1 Вт |
| NI4496 с интерфейсом PXI с интерфейсом PXIe | 26,1 Вт 16,3 Вт |
| NI4498 с интерфейсом PXI с интерфейсом PXIe | 27,6 Вт 17,8 Вт |
| габаритные размеры, не более, мм NI 4431, NI 4432 (длина х ширина х толщина) NI 4461 с интерфейсом PCI (длина х высота х толщина) | 142 х 180 х 38 ......175" "х" 99 х 20................................................................ |
| NI 4472, NI 4472В с интерфейсом PCI (длина х высота х толщина) | 175 х 107 х 20 |
| NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В, NI 4495, NI 4496, NI 4498 с интерфейсом PXI, PXIe | 160х100 х20 |
| масса, не более |
| NI 4431, NI 4432 | 675 г |
| NI 4461, NI 4462 с интерфейсом PCI | 227 г |
| NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В с интерфейсом PXI | 241 г |
| NI 4472, NI 4472В с интерфейсом PCI | 198 г |
| NI 4495, NI 4496, NI 4498 с интерфейсом PXI | 326 г |
| NI 4495, NI 4496, NI 4498 с интерфейсом PXIe | 323 г |
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. В течение 24 час после автоподстройки и при отклонении температуры не более ± 5 °C.
2. Отклонение температуры не более ± 5 °C от температуры при последней автоподстройке.
3. Здесь и далее «дБн» означает уровень напряжения относительно уровня на частоте основной гармоники.
4. При симметричном (дифференциальном) подключении входного сигнала.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на лицевую панель корпуса в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность приведена в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование и обозначение | Кол-во, шт. |
| Преобразователь напряжения измерительный аналого-цифровой модульный NI 4431, NI 4432, NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В, NI 4495, NI 4496, NI 4498 | по заказу |
| Компакт-диск CD с драйвером NI-DAQmx и документацией | 1 |
| Кабели и принадлежности | по заказу |
| Руководство пользователя | 1 |
| Методика поверки | 1 |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 43620-10 «Преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые модульные NI 4431, NI 4432, NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В, NI 4495, NI 4496, NI 4498. Методика поверки», утвержденным руководителем ГЦИ СИ «Росиспытания» 08.02.2010 г.
Средства поверки указаны в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование и требования к метрологическим характеристикам | Рекомендуемое средство поверки и его метрологические характеристики |
| калибратор переменного напряжения относительная погрешность установки переменного напряжения от 0,2 до 30 В на частоте 1 кГц не более ± 0,1 %; относительная погрешность установки частоты 10 кГц не более ± 1 • 10-6 | калибратор универсальный Fluke 9100 диапазон частот от 10 Гц до 100 кГц; относительная погрешность установки переменного напряжения от 0,2 до 30 В на частоте 1 кГц не более ± 0,05 %; относительная погрешность установки частоты 10 кГц не более ± 0,25-10'6 |
| вольтметр постоянного и переменного напряжения абсолютная погрешность измерения постоянного напряжения от 0 до 10 мВ не более ± 0,1 мВ; относительная погрешность измерения напряжения от 0,07 до 7 В на частотах от 1 до 20 кГц не более ± 0,017 %, напряжения 7 В на частотах до 50 кГц не более ± 0,04 %, на частотах до 100 кГц не более ± 0,2 % | мультиметр Agilent 3458A абсолютная погрешность измерения постоянного напряжения от 0 до 10 мВ не более ± 1,5 мкВ; относительная погрешность измерения напряжения от 0,07 до 7 В на частотах от 1 до 20 кГц не более ± 0,017 %, напряжения 7 В на частотах до 50 кГц не более ± 0,033 %, на частотах до 100 кГц не более ± 0,1 % |
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в разделах документа «Преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые модульные NI 4431, NI 4432, NI 4461, NI 4462, NI 4472, NI 4472В, NI 4495, NI 4496, NI 4498. Руководство пользователя».
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ 8.027-2001. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы.
ГОСТ Р 8.648-2008. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1-10’2 до 2409 Гц.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании
