Назначение
Преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые и цифро-аналоговые модульные NI 6221, NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6343, NI 6356, NI 6363, NI 6366, NI 6368 (далее - модули) предназначены для измерения и воспроизведения мгновенных значений электрического напряжения.
Описание
Модули представляют собой многоканальные устройства с функциями аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования напряжения.
В каналах аналого-цифрового преобразования входное напряжение поступает на программируемый аттенюатор и дифференциальный усилитель, после чего в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) производится преобразование мгновенного значения напряжения аналогового сигнала в двоичный цифровой код. Модули NI 6221, NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6343, NI 6363 имеют один канал АЦП и мультиплексор для коммутации входных каналов. В модулях NI 6356, NI 6366, NI 6368 каналы АЦП являются независимыми (количество АЦП равно количеству входных каналов).
В каналах цифро-аналогового преобразования заданное в виде последовательного двоичного цифрового кода значение преобразуется цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) в аналоговый сигнал мгновенного значения напряжения, и после масштабного преобразования в программируемом аттенюаторе и дифференциальном усилителе аналоговый сигнал выводится на выход модуля. Все каналы ЦАП являются независимыми.
Разрядность АЦП и ЦАП модулей - 16 бит, кроме модуля NI 6281, который имеет разрядность АЦП 18 бит.
Модули имеют также каналы цифрового входа/выхода, конфигурируемые пользователем, в том числе два либо четыре канала цифрового счетчика импульсов и один канал цифрового генератора импульсов.
Счетчик импульсов с разрядностью 32 бит позволяет производить измерение временных интервалов и частоты цифровых сигналов, а генератор импульсов может формировать одиночный импульс заданной длительности, пакеты или непрерывную последовательность импульсов с заданным периодом (частотой). Синхронизация счетчика и генератора производится по выбору от внутреннего опорного генератора или от внешнего сигнала на цифровом входе.
Модули поставляются с интерфейсами USB, PCI, PCIe, PXI, PXIe (в зависимости от типа модуля) и могут быть подсоединены к компьютеру (контроллеру) соответственно по интерфейсу USB, установлены в слоты PCI, PCIe компьютера, или установлены в слоты шасси типа PXI, PXIe.
Модули могут иметь различные модификации по исполнению сигнальных разъемов.
Конструктивно модули выполнены в виде печатной платы, на которой закреплены лицевая панель с разъемами для присоединения сигнальных кабелей, и разъем интерфейса. Модули с интерфейсами USB помещены в прочный металлический корпус, для их питания требуется внешний источник постоянного напряжения.
Внешний вид модулей показан на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 - модули с интерфейсом PXI
Рисунок 2 - модули с интерфейсом USB
По условиям эксплуатации модули соответствуют 3 группе ГОСТ 22261-94 с рабочим диапазоном температур:
- от 0 до 45 оС для модулей с интерфейсом USB, PCIe;
- от 0 до 55 оС для модулей с интерфейсом PCI, PXI, PXIe.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (драйвер) выполняет функции управления режимами работы, математические функции обработки, представления, 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 | МАКСИМАЛЬНАЯ ЧАСТОТА ОТСЧЕТОВ, Гц |
| АЦП | ЦАП | АЦП | ЦАП |
| NI6221 | PCI, PXI, USB | 16 | 2 | 2,5-105 | 7,4-105 |
| NI6251 | PCI, PCIe, | 16 | 2 | | |
| NI6255 | PXI, PXIe, | 40 | 2 | 1-106 | 2-106 |
| NI6259 | USB | 16 | 4 | |
| NI6281 | PCI, PXI, USB | 8 | 2 | 5-105 | |
| NI6343 | PCIe | 16 | 4 | 7,19-105 |
| NI6356 | PXIe | 8 | 2 | 1,25^106 | 3,3-106 |
| NI6363 | PCIe, PXIe | 16 | 4 | 1-106 | 1,25^106 |
| NI6366 | PXIe | 8 | 2 | 2-106 | 3,3-106 |
| NI6368 | PXIe | 16 | 4 |
| ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ (АЦП) |
| диапазоны измерения напряжения, В |
| NI 6221, NI 6343 | ± 0,2; ± 1; ± 5; ± 10 |
| NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6363 | ± 0,1; ± 0,2; ± 0,5; ± 1; ± 2; ± 5; ± 10 |
| NI 6356, NI 6368 | ± 1; ± 2; ± 5; ± 10 |
| входной импеданс |
| NI 6221, NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6343, NI 6363 | > 10 ГОм / 100 пФ |
| NI 6356, NI 6366, NI 6368 | > 100 ГОм / 10 пФ |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения постоянного напряжения U при температуре (23 ± 10) °C, мкВ (мВ) |
| NI6221 |
| в диапазоне ± 0,2 В в диапазоне ± 1 В в диапазоне ± 5 В | ± (2,1 •10-' •U + 70 мкВ) ± (1,7-10-4 •U + 189 мкВ) .....±""(1“6;Y0-4- •u+820 'мкВ)...................... |
| в диапазоне ± 10 В | ± (1,5Ч0-4 •U + 1,6 мВ) |
| NI 6251, NI 6255, NI 6259 в диапазоне ± 0,1 В в диапазоне ± 0,2 В в диапазоне ± 0,5 В | ± (1,7-10-4 •U + 35 мкВ) ± (1,5 •10-' •U + 44 мкВ) .....±"(1Д4710-4- :u"+"73" 'мкВ)...................... |
| в диапазоне ± 1 В | ± (1,02Ч0-4 •и + 117 мкВ) |
| в диапазоне ± 2 В в диапазоне ± 5 В в диапазоне ± 10 В | ± (9-10’э •U + 230 мкВ) ± (9,2-10-5 •U + 550 мкВ) .....±"(8,3710-57U+109 мВ)......................... |
| NI6281 |
| в диапазоне ± 0,1 В | ± (1,4Ч0-4 •U + 14 мкВ) |
| в диапазоне ± 0,2 В в диапазоне ± 0,5 В в диапазоне ± 1 В | ± (1-10—4-U + 19 мкВ) ± (8,2-10-5 •U + 31 мкВ) .....±"(8,2-10-5 TU+42 мкВ)............................ |
| в диапазоне ± 2 В | ± (7-10-э -U + 70 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (7,2-10-э •U + 150 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В NI6343 в диапазоне ± 0,2 В | .....±"(6,7:10-)•U + 310 мкВ)...................... .....±""(Y,65;Y0-4 ;u"+"25" "мкВ)...................... |
| в диапазоне ± 1 В | ± (1,35Ч0-4 •U + 104 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (1,3 •Ю-4 •U + 480 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В NI 6356, NI 6366, NI 6368 в диапазоне ± 1 В | .....± (1,22^10-4•U + 970 мкВ)................ .....±-"(Y“77;Y0-4 ^"+"113 "мкВ)................ |
| в диапазоне ± 2 В | ± (1,6Ч0-4 •и + 210 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (1,6Ч0-4 •U + 490 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В NI6363 в диапазоне ± 0,1 В | .....± (1,53^10-4•U + 970 мкВ)................ .....±-"(Y,3;Y0-4 •u"+"20"-мкВ)............................ |
| в диапазоне ± 0,2 В | ± (1,2Ч0-4 •и + 29 мкВ) |
| в диапазоне ± 0,5 В в диапазоне ± 1 В в диапазоне ± 2 В в диапазоне ± 5 В | ± (9,2-10-э •U + 56 мкВ) ± (8,8-10-’5 •U + 105 мкВ) ± (7,5 •Ю-5 •U + 200 мкВ) .....±"(7,6:)0-5 ■•и"+"480" "мкВ)...................... |
| в диапазоне ± 10 В | ± (7,1 •10-3 •и + 950 мкВ) |
| пределы дополнительной абсолютной погрешности измерения постоянного напряжения U, обусловленной отклонением температуры окружающей среды в рабочем диапазоне температур от (23 ± 10) °C на один °C, типовые значения, мкВ/°С |
| NI6221 |
| в диапазоне ± 0,2 В | ± (2,5-10’5-U + 35 мкВ) |
| в диапазоне ± 1 В | ± (2,5H0-5^U + 79 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (2,5H0-5^U + 300 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В ...... NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6363 в диапазоне ± 0,1 В | .....± (2,5^10-5^U + 570 мкВ)...................... .....±(1310-5и + 9’ мкВ).................................. |
| в диапазоне ± 0,2 В | ± (1,3H0-5^U + 11 мкВ) |
| в диапазоне ± 0,5 В | ± (1,3H0-5^U + 17 мкВ) |
| в диапазоне ± 1 В | ± (1,3H0-5^U + 27 мкВ) |
| в диапазоне ± 2 В в диапазоне ± 5 В в диапазоне ± 10 В | ± (1,3-10’5-U + 48 мкВ) ± (1,3-10r5-U + 105 мкВ) .....±(1310-5U + 210 мкВ)...................... |
| NI6281 |
| в диапазоне ± 0,1 В | ± (1,7H0-5^U + 6 мкВ) |
| в диапазоне ± 0,2 В в диапазоне ± 0,5 В в диапазоне ± 1 В | ± (1,7-10’5-U + 7 мкВ) ± (1,7-10-5-U + 10 мкВ) .....±(1740-5u+15 мкВ)............................ |
| в диапазоне ± 2 В | ± (1,7H0-5^U + 26 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (1,7H0-5^U + 55 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В | ± (1,7H0-5^U + 110 мкВ) |
| NI6343 в диапазоне ± 0,2 В в диапазоне ± 1 В | .....±"(7,3:10-ё •u"+"7',8" мкВ)......................... .....±(7310-6и + 26 мкВ)............................ |
| в диапазоне ± 5 В | ± (7,3 •Ю-6 •и + 115 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В | ± (7,3 •Ю-6 •U + 230 мкВ)) |
| NI 6356, NI 6366, NI 6368 |
| в диапазоне ± 1 В в диапазоне ± 2 В в диапазоне ± 5 В | ± (840-6 •U + 50 мкВ) ± (8-10-6-U + 84 мкВ) .....±(8-10-6 :и+.....180" мкВ)............................... |
| в диапазоне ± 10 В | ± (8-10-6-U + 350 мкВ) |
| ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ (ЦАП) |
| диапазоны воспроизведения напряжения, В |
| NI 6221, NI 6343 NI 6251, NI 6255, NI 6259 NI6281 | ± 10 .....±"5;"±"10....................................................................................................... .....±"1Г±"2Г±"5Т±"10......................................................... |
| NI 6356, NI 6363, NI 6366, NI 6368 | ± 5; ± 10 |
| выходное сопротивление |
| NI 6221, NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6343, NI 6363 | 0,2 Ом |
| NI 6356, NI 6366, NI 6368 | 0,4 Ом |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения постоянного напряжения U при температуре (23 ± 10) °C, мкВ (мВ) |
| NI 6221 в диапазоне ± 10 В | ± (1,540-4 •U + 1,73 мВ) |
| NI 6251, NI 6255, NI 6259 |
| в диапазоне ± 5 В | ± (1,0240-4 •U + 530 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В NI6281 в диапазоне ± 1 В | .....±11,02:10-4•U + 1,06 мВ)................... .....±"(1,2^10-’•U+139 мкВ)...................... |
| в диапазоне ± 2 В | ± (1,0Ы0-4 •и + 200 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (8,440* •U + 400 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В NI 6343 в диапазоне± 10 В NI 6356, NI 6366, NI 6368 | ± (8,040* •U + 740 мкВ) ± (1,41 •Ю-4 •U + 1,86 мВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (1,74Ы0-4 •U + 650 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В NI6363 в диапазоне ± 5 В в диапазоне ± 10 В | .....±(1,7740’4 :.u+1,3 мВ)......................... ± (8,6-10-5 •U + 500 мкВ) .....±(9,q:10-5 TU+990 'мкВ)...................... |
| пределы дополнительной абсолютной погрешности воспроизведения постоянного напряжения U, обусловленной отклонением температуры окружающей среды в рабочем диапазоне температур от (23 ± 10) °C на один °C, типовые значения, мкВ/°С |
| NI 6221 в диапазоне ± 10 В | ± (140* •U + 50 мкВ) |
| NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6363 |
| в диапазоне ± 5 В в диапазоне ± 10 В NI6281 | ± (840* •U + 10 мкВ). ± (1,740’5,U + 20 мкВ) |
| в диапазоне ± 1 В | ± (2,540*U + 50 мкВ) |
| в диапазоне ± 2 В | ± (2,540*U + 60 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (1,5•10’5•U + 85 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В NI 6343 в диапазоне± 10 В NI 6356, NI 6366, NI 6368 | ± (1,540*U + 120 мкВ). ± (1,13* 10* •U + 48 мкВ) |
| в диапазоне ± 5 В | ± (8•10’6•U + 5 мкВ) |
| в диапазоне ± 10 В | ± (1,7•10’5•U + 10 мкВ) |
| ЦИФРОВЫЕ ВХОДЫ/ВЫХОДЫ |
| количество каналов NI 6221/37-pin NI 6221/68-pin, NI 6251, NI 6255, NI 6281, NI 6356, NI 6366 | ......10........................................................................................................................................ .....24........................................................................................................................................ |
| NI 6259, NI 6343, NI 6363, NI 6368 | 48 |
| логические низкий и высокий уровни напряжения | 0,8 / 2,2 В |
| пределы допускаемой относительной погрешности частоты опорного генератора в рабочем диапазоне температур | ± 5040’6 |
| ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| потребляемая мощность, не более |
| NI PCI/PXI-6221 NI USB-6221 NI PCITPCIe/PXI-6251/6255/6259, NI PCIe-6343/6363 | 5 Вт 10 Вт ........io Вт.................................................................................................................... |
| NI PXIe-6251/6255/6259 | 20 Вт |
| NI PCI/PXI-6281 | 11 Вт |
| NI USB-6251/6255/6259/6281 | 12 Вт |
| NI PXIe-6356/6363 | 22 Вт |
| NI PXIe-6358 | 30 Вт |
| напряжение постоянного тока питания для USB-модулей | от 11 до 30 В |
| габаритные размеры (для типа интерфейса и вида сигнального разъема), не более, мм |
| PCI | 155 х 106 х 20 |
| PCIe | 168 х 100 х 20 |
| PXI, PXIe | 160 х 100 х 20 |
| USB Screw Terminal | 267 х 171 х 45 |
| USB BNC | 286 х 170 х 69 |
| USB Mass Terminal | 188 х 171 х 45 |
| масса (для модели, типа интерфейса и вида сигнального разъема), не более, г |
| PCI-6221 | 95 |
| PXI-6221 | 162 |
| USB-6221/6251/6255/6259 BNC/Screw Terminal | 1240 |
| USB-6221 Mass Terminal | 907 |
| PCI-6251 | 149 |
| PCI-6255/6259 | 164 |
| PCIe-6251 | 161 |
| PCIe-6255/6259 | 175 |
| PXI-6251, PXIe-6255/6259 | 222 |
| PXI-6255/6259 | 236 |
| PXIe-6251 | 208 |
| USB-6251/6255/6259 Mass Terminal | 816 |
| PCI-6281 | 158 |
| PXI-6281 | 225 |
| USB-6281 Screw Terminal | 1460 |
| USB-6281 Mass Terminal | 1060 |
| PCIe-6343 | 114 |
| PXIe-6356, PXIe-6366 | 168 |
| PCIe-6363 | 169 |
| PXIe-6363 | 215 |
| PXIe-6368 | 241 |
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 и цифроаналоговый модульный NI 6221, NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6343, NI 6356, NI 6363, NI 6366, NI 6368 | по заказу |
| Компакт-диск CD с драйвером NI-DAQmx и документацией | 1 |
| Адаптер сетевой (для модуля с интерфейсом USB) | 1 |
| Кабели и принадлежности | по заказу |
| Руководство пользователя | 1 |
| Методика поверки | 1 |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 44245-10 «Преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые и цифро-аналоговые модульные NI 6221, NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6343, NI 6356, NI 6363, NI 6366, NI 6368. Методика поверки», утвержденным руководителем ГЦИ СИ «Росиспытания» 20.05. 2010 г.
Средства поверки указаны в таблице 4.
Таблица 4
| наименование и требования к метрологическим характеристикам | рекомендуемое средство поверки и его метрологические характеристики |
| вольтметр постоянного напряжения абсолютная погрешность измерения напряжения от 0 до 10 мВ не более ± 30 мкВ; относительная погрешность измерения напряжения от 0,1 до 10 В не более ± 2,5^ 10-5 | мультиметр Agilent 3458A абсолютная погрешность измерения постоянного напряжения от 0 до 10 мВ не более ± 1,5 мкВ; относительная погрешность измерения постоянного напряжения от 0,1 до 10 В не более ± 1,5-10-5 |
| калибратор постоянного напряжения относительная погрешность установки напряжения от 0,1 до 10 В не более ± 0,05 % | калибратор универсальный Fluke 9100 относительная погрешность установки постоянного напряжения от 0,1 до 10 В не более ± 0,011 % |
| частотомер относительная погрешность измерения частоты 5 МГц не более ± 1 • 10-5 | частотомер электронно-счетный Agilent 53131A относительная погрешность измерения частоты 5 МГц не более ± 5-10-6 |
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в разделах документа «Преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые и цифро-аналоговые модульные NI 6221, NI 6251, NI 6255, NI 6259, NI 6281, NI 6343, NI 6356, NI 6363, NI 6366, NI 6368. 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 8.129-2013. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании
