NI 9225输入模块使用说明书.pdf

使用说明和产品规范NI92253通道 300 Vrmsx 24位同步、通道间隔离模拟输入模块TNATIONAL产 INSTRUMENTS 本文档主要介绍NI 9225的使用方法、产品规范和弓I脚分配。碣注本文档中的安全守则和产品规范仅适用于3 NI 9225o系统中其他组件的安全评级和产品规范可 能有所不同。请参考系统中各个组件的说明文档，确定整个系统的安全评级和产品规范。相关信息NI CompactDAQ&NI CompactRIO文档 u cseriesdoc机箱兼容性 力 compatibility软件支持 u softwareversion服务 9225使用说明和产品规范安全守则请按使用说明操作NI 9225 0A 高温表面该符号表明组件表面温度较高。触摸该组必件可能导致受伤。A 危险电压该符号表示触电警告，建议采取触电预防 g措施。A 注意请勿尝试采用本文档中未提到的其他方式操作 3 NI 92250错误操作设备可能发生危险。设备损坏时，内部的安全保护机制也会受影响。关于受损设备的维 修事宜，请联系 National Instrumentso危险电压安全守则模块连接危险电压时，请采取下列防范措施。危险电压是指 峰值电压高于42.4 Vpk的交流电压或高于60 V的直流电压。A 注意确保危险电压的连接由具有当地电气安全资质 乙的专业人士完成。NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|3A 注意请勿将危险电压电路和人体可接触电路放置在 小同一模块内。N注意确保人体与设备及连至该模块的电路有效隔 离。A 注意 模块端子接通危险电压(42.4 Vpk/60 VDC)3 时，应确保人体与设备及连至该模块的电路有效隔 离。此时必须使用NI 9971连接器后壳套件，避免人 体与端子意外接触。图1 NI 9971连接器后壳图1为NI 9971连接器后壳示意图。4||NI9225使用说明和产品规范危险环境安全守则NI 9225 仅适用于危险环境 Class I,Division 2,Groups A,B,C,D,T4；危险环境 Class I,Zone 2,AEx nA IIC T4,Ex nA IICT4,以及非危险环境。在可能发生爆炸的环境中安装NI 9225时，应遵守下列守则。违反安全守则可能导致人员 伤亡。企注意电源未断开或处于非安全环境时，Z淳勿断开 I/O连线或连接器。A注意电源未断开或处于非安全环境时，z淳勿卸除模 块。A注意 替换组件可能影响模块在环境等级为Class I,Division 2时的适用性。A注意 对于Zone 2环境中的应用，应将系统安装在 防护等级不低于IP 54(IEC 60529和EN 60529)的 外壳内。NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|5海事应用中的特殊要求用于海事应用的模块必须通过劳氏船级社(LR)认证。如需了 解产品是否已通过LR认证，可访问 查询，或检查模块本身是否带有LR认证标记。A 注意为满足海事应用中对射频辐射的要求，应使用 乙屏蔽式线缆并将系统置于金属外壳内。模块和控制器 的电源输入端必须安装抑制电磁干扰的磁箍。电源输 入线缆和模块输出线缆必须位于金属外壳上相对的两 侧。6||NI9225使用说明和产品规范连接NI 9225NI 9 225带有3个2端子可拆卸式螺栓端子连接器，可提供3 个同步采样隔离模拟输入通道的连接。图2 N1 9225接线端分配NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|7NI 9 225可连接接地或浮接信号源。将信号源的正极连接至 AI+端子，信号源负极连接至AI-端子。NI 9225和信号源之 间为接地连接时，为保证NI 9225的正常运行，请确保AI+和AI-之间的电压位于通道对地安全电压范围内。关于工作 电压和过压保护的详细信息见产苏翔熬注 将一根以上导线连接至NI 9225的一个端子时，3 必须使用2线金属套环固定导线连接。图3和图4分别为信号源与NI 9225的接地连接和浮接的示 意图。图3 NI 9225与接地信号源的连接8||NI9225使用说明和产品规范图4 NI 9225与浮接信号源的连接NI 9225的模拟输入通道之间，通道与地之间处于浮接状态。每个通道输入的模拟信号经过调理、缓冲，然后由24位 Delta-Sigma模数转换器对其采样。NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|9每个通道均带有独立的信号通路和模数转换器，可对3路通 道同步采样。图5为NI 9225某通道电路的示意图。图5 NI 9225某通道的输入电路10||NI9225使用说明和产品规范高频振动应用中的连线在高频振动应用中使用NI 9225时，NI建议使用金属套环固 定可拆卸式螺栓端子连接器的连线，或使用NI 9971后壳套 件保护连线。图6为使用金属套环的示意图。图1为NI 9971连接器后壳示意图。图6 2端子可拆卸式螺栓端子连接器，带金属套环NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|11NI 9225的滤波通过模拟滤波和数字滤波，NI 9225可精确表示带内信号并 抑制带外信号。滤波器根据信号的频率范围（带宽）区分信 号。三个需考虑的重要带宽因素分别为：通带、阻带和无混 叠带宽。NI 9225主要通过通带平滑度和相位非线性度定量表示通带 内信号。无混叠带宽范围内的所有信号均为无混叠信号或至 少经阻带抑制过滤的信号。通带通带内信号的增益和衰减是基于频率变化的。通带平坦度是 指增益的幅度相对于频率的微小变化。NI 9225的数字滤波 器调整通带的频率范围，使其与采样率匹配。因此，给定频 率下的增益和衰减取决于采样率。图7为NI 9225的典型通 带平坦度示意图。12||NI9225使用说明和产品规范图7 NI 9225的典型通带响应0.025(09 5?驾-0.0250.000-0.0500 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5频率/数据速率(Hz)阻带滤波器将显著减弱所有高于阻带频率的信号。主要目的是防 止产生混叠。因此，阻带频率与采样率之间存在精确的比例 关系。阻带抑制是滤波器对阻带内所有频率信号应用的最小 衰减值。NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|13无混叠带宽NI 9225的无混叠带宽范围内的信号不是高频信号的混叠。无混叠带宽是由滤波器抑制高于阻带频率信号的能力定义 的，无混叠带宽等于采样率减去阻带频率。NI 9225的采样率NI 9225的数据速率8）取决于主时基频率%）。NI 9225内部 带有一个频率为12.8 MHz的主时基，但模块也可使用外部主 时基或输出主时基。如需使NI 9225的采样率与其他使用主 时基控制采样的模块同步，所有模块必须共享同一个主时基 源。关于配置NI 9225主时基源的详细信息，见软件帮助文 档。关于C系列模块的说明文档，请访问 入信息代码cseriesdoc查询。可根据下列公式计算NI 9225的可用采样率：其中，表示131之间的任何整数。14||NI9225使用说明和产品规范但实际采样率必须位于设备支持的采样率范围内。关于采样 率范围的详细信昌，见产品规范。当使用内部主时基(12.8 MHz)时，采样率可为 50kS/s、25kS/s、16.67 kS/s1.613 kS/s,实际值取决于。使用外部时基(非12.8 MHz)时，NI 9225具有不同的采样率取值。世注cRIO-9 151 R系列扩展机箱不支持模块间共享时休眠模式模块支持低功耗休眠模式。系统是否支持休眠模式取决于模 块所在的机箱。关于系统是否支持休眠模式的详细信息，见 机箱文档。关于启用休眠模式的详细信息，见软件帮助文 档。关于C系列模块的说明文档，请访问 入信息代码cseriesdoc查询。通常系统处于休眠模式时无法与其他模块通信。在休眠模式 下，系统功耗较低，且散热量也低于正常工作模式。关于功 耗和散热的详细信息，见产品规范。NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|15产品规范除非另外声明，否则下列规范的适用温度范围均为-40 70 o所有电压均以AI-端电压为参考地。输入特性通道数.3个模拟输入通道ADC分辨率.24位ADC 类型.Delta-Sigma（带模拟预滤波）采样模式.同步内部主时基）频率.12.8 MHz精度.100 ppm,最大值使用内部主时基时的采样率范围色）最小值.1.613 kS/s最大值.50 kS/s16||NI9225使用说明和产品规范使用外部主时基时的采样率范围（力）最小值.39 0.625 S/s最大值.51.36kS/s米样率 1 G）.-.,=操作电压范围2最小值.294 Vms常规值.300 Vmis常规转换系数.50.66 pV/LSB过压保护.450 VDC输入耦合.DC输入阻抗（AI+至AI-）.1 MQ）实际采样率必须位于设备支持的采样率范围内。详细信息见M 9225的采存 率。2关于安全操作电压的详细信息，见安全守则。NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|17精度测量条件读数百分比(增益误差)量程百分比*(偏移量误差)己校准，最大值(-40 70)0.23%0.05%已校准，常规值(25.5)0.05%0.008%已校准，最大值(25,15)0.084%0.016%未校准，最大值(-40 70)1.6%0.66%未校准，常规值(25,5)0.4%0.09%*范围大小为425 V。输入噪声.2 mVrms稳定性增益漂移.10ppm/电压漂移.970|.iV/18||NI9225使用说明和产品规范校准后增益匹配(通道间，20 kHz)串扰(60 Hz).0.25 dB,最大值-130 dB相位匹配通道间，最大值.模块间，最大值.相位线性度G=50 kS/s).输入延时.通带频率.平坦度 G=50 kS/s).阻带0.035/kHz0.0357kHz+360-fhJfM0.22,最大值40靛焦+3.6jxs0.453-/；100 mdB,最大值频率.0.547-fs抑制.-100 dB无混叠带宽.0.453-fs-3 dB 带宽 G=50 kS/s).24.56 kHzCMRR(/=60 Hz).104 dBNI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|19SFDR(1 kHz,-60 dBFS)总谐波失真(THD)(1 kHz,-20 dB).MTBF.128dBFS-9 5 dB25 C 时,301,606 小时;Bellcore Issue 2,Method 1,Case 3,Limited Part Stress Method注 如需获得其他温度环境下的Bellcore MTBF或 3 MIL-HDBK-217F 规范，请联系 NI。电源要求机箱功耗工作模式.495 mW,最大值休眠模式.25（1W,最大值散热（70）工作模式.760 mW,最大值休眠模式.265 mW,最大值20 I |NI9225使用说明和产品规范物理特性请使用干毛巾清洁模块。螺栓端子连线.16至28AWG铜导线，7 mm(0.28 in.),剥去末端的绝缘层 螺栓端子扭矩.0.22 N0.25 N-m(1.9 5 1b 2.21 1b-in.)金属套环.0.25 mm20.5 mm2重量.141 g(5.0 oz)安全性最大电压仅连接规定范围之内的电压。AI+至 AI-.300 Vmis，最大值NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|21隔离电压 通道间 连续性.600 Vgs，MeasurementCategory II 耐压性.2,300 Vnns,经5秒介电耐压测试 通道对地 连续性.300 Vms,MeasurementCategoiy II 耐压性.2,300 Vnns,经5秒介电耐压测试Measurement Category II适用于在与配电系统直接相连的电路 上进行的测量。该类别需参见当地配电标准（例如，标准壁 装插座电源在美国为115 V,在欧洲为230 V）o注意 在 Measurement Categories IH 和 IV 中，请勿使 3 用ni 9225连接信号或进行测量。22||NI9225使用说明和产品规范安全标准该产品设计符合以下测量、控制和实验室用途的电气设备安 全标准。IEC 61010-1,EN 61010-1 UL 61010-1,CSA 61010-1小 注 关于UL和其他安全认证信息，请查看产品标签 或访问 I,Division 2,Groups A,B,C,D,T4;Class I,Zone 2,AEx nA IIC T4加拿大.(C-UL)Class I,Division 2,Groups A,B,C,D,T4;Class I,Zone 2,Ex nA IIC T4NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|23环境通常NI C系列模块只适用于室内，室外使用时请为其配置 合适的外壳。关于具体要求，见所用机箱的文档。运行环境温度(IEC 60068-2-1,IEC 60068-2-2).-40 70 存储温度(IEC 60068-2-1,IEC 60068-2-2).-40 85 防护等级.IP 40运行环境湿度(IEC 60068-2-56).10%90%RH,无凝结存储湿度(IEC 60068-2-56).5%95%RH,无凝结最高海拔.2,000 m污染等级(IEC 60664).224||NI9225使用说明和产品规范冲击和振动要达到下列要求，必须将系统固定至面板并使用金属套环固 定端子连线或使用NI 9971后壳套件保护连线。运行环境振动随机(IEC 60068-2-64).5 grms,10Hz-500 Hz正弦(IEC 60068-2-6).5 g,10 Hz-500 Hz运行环境冲击(IEC 60068-2-27).30 g,11 ms 半正弦，50 g,3 ms半正弦，18次冲击，6个方向电磁兼容性产品设计符合以下测量、控制和实验室用途的EMC标准。EN 61326 EMC；工业抗扰度标准 EN 55011 放射标准；Group 1,Class A CE,C-Tick,ICES 和 FCC Part 15 放射标准；Class A注依据EMC规范，设备应使用屏蔽线缆。NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|25CE规范C 产品已达到理行欧盟产品规范的基本要求，并附有CE标 志。如下所示：2006/9 5/EC；低电压规范(安全性)2004/108/EC;电磁兼容标准(EMC)力注关于合规信息，见产品的合规声明(DoC)。如需获 取本产品合规声明，请访问 ication,通过模块编号或产品类型搜索，并在“认证”栏中查看 相应链接。环境保护NI始终致力于设计和制造有利于环境保护的产品。NI认为 减少产品中的有害物质不仅有益于环境，也有益于客户。关于环境保护的详细信息，请访问 看 Minimize Our Environmental Impact 页面。该页包含 NI 遵 守的环境准则和规范，以及其他本文档未包括的环境信息。26||NI9225使用说明和产品规范电子电器设备废弃物(WEEE)京 欧盟用户所有超过生命周期的产品都必雌到外 WEEE回收中心。关于 WEEE回收中心、NI WEEE 一 行的及遵循电子废弃物WEEE 2002/9 6/EC规范的详细信息，见 Instruments符合中国电子信息 产品中限制使用某些有害物质指令(RoHS)。关于 National Instruments中国RoHS合规性信息，请登录 information about China RoHS compliancez go to 9 225校准服务相关的 校准认证和信息。校准周期.1年NI 9225 使用说明和产品规范|National Instruments|27全球支持和服务NI网站提供全面的技术支持。请访问 取疑难解答、应用程序开发自助资源，以及来自NI应用工 程师的电话或电子邮件帮助。请访问 修期延长、校准和其他服务的信息。访问 加便利地获取技术支持，同时确保及时接收到来自NI的重 要信息更新。合规声明(DoC)表示产品符合欧盟理事会的相关规范。该系 统确保了电子产品的电磁兼容性(EMC)和安全性。请访问 校准服务，可访问 总部地址：11500 North Mopac Expressway,Austin,Texas,78759-3504o NI在全球许多国家设有分支机构。美国国内用 户如需获得电话支持，请登录 求，或致电1 866 ASK MYNI(275 6964)。美国之外的用户如 需获得电话技术支持，请访问 28||NI9225使用说明和产品规范办事处最新的联系方式、技术支持电话、电子邮件地址及当 前活动。关丁 N1 商标的详细信息，请访问 NI Trademarks and Logo Guidelines。此处 提及的其他产品和公司名称均为其各自公司的商标或商业名称。关于NI产品和技术的专利权，请查看软 件中的帮助专利信息、光盘中的patents.txt文件，或 Instalments Patent Notice产品安装结束后，可在自述文件中查看最终用户许可协议（EULA）和第三方法律声明。造 登录 的 Export Compliance Information NI 全球出 口管制政策，以及如何获知有关的HTS编码、ECCN和其他进出口信息。NI对于本文件所含信息的准确性不作任何明 示或默示的保证，并对其错误不承担任何责任。美国政府用户：本手册中包含的数据系使用私人经费开 发的，且本手册所包含的数据受到联邦采购条例52.227-14和联邦国防采购条例补充规定252.227-7014和 252.227-7015中规定适用的有限权利和受限数据权益条款的约束.2008-2014 National Instruments.版权所有374707E-01182014年7月