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PCIe-Karten zur Sensorsignalerfassung

Datenlogger mit 128 Kanälen aufsetzen

12. März 2020, 10:30 Uhr   |  Markus Haller

Datenlogger mit 128 Kanälen aufsetzen
© Spectrum Instrumentation

Digitizer als PCIe-Karte oder als schlüsselfertige »Netbox« im Gehäuse, mit hoher Kanaldichte und LXI-Ethernet.

Spectrum Instrumentation bietet neue PCIe-Karten zur Signalerfassung bis 2 MHz an. Mehrere Karten lassen sich synchronisieren, um Messsysteme mit bis zu 128 Kanälen aufzubauen.

Die neuen PCIe-Karten stammen aus der Serie M2p.591x und sind mit 2, 4 oder 8 Kanälen erhältlich. Bis zu 16 Karten lassen sich miteinander synchronisieren, um Erfassungssysteme mit maximal 128 parallel messenden Kanälen aufzusetzen.  Mit Signalerfassungsraten von 1 kS/s bis 5 MS/s und einer Auflösung von 16 Bit empfehlen sich die Digitizer zum Auslesen von Druck-, Vibrations- und Beschleunigungssensoren.

Signalerfassung

Jeder Eingang hat einen eigenen 16 Bit-A/D-Umsetzer und einen voll programmierbaren Verstärker mit Eingangsbereichen zwischen ±200 mV und ±10 V. Signale mit kleinem und großen Signalpegel lassen sich gleichzeitig erfassen. Für alle Kanäle ist der Offset programmierbar für unipolare Messungen und der Eingangswiderstand ist wählbar (50 Ohm oder 1 MOhm). Die Eingänge lassen sich als massebezogene oder differenzielle Kanäle konfigurieren. Das Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) beträgt 86 dB, der störungsfreie Dynamikbereich (SFDR) 103 dB.

Für die automatisierte Signalerfassung sind mehrere Triggerfunktionen integriert: Transient Capture, Multiple (Burst) Recording, Gated Sampling, ABA-Sampling und Data Streaming (FIFO). Im FIFO-Modus lassen sich die Daten direkt an einen PC schicken. Dort können sie von der CPU verarbeitet, im PC-Speicher abgelegt oder zur datenintensiven Signalverarbeitung an eine Grafikprozessor (GPU) gesendet werden. Die PCIe-Karten unterstützen Daten-Streaming mit einer Geschwindigkeit von bis zu 700 MB/s.

Schlüsselfertiges Gerät mit Gehäuse

Neben den PCIe-Karten bietet Spectrum Instrumentation auch schlüsselfertige Versionen mit Gehäuse an, die eine LXI-Schnittstelle verwenden. Diese »Netbox-Digitizer« lassen sich per Ethernet-Kabel in ein Netzwerk einbinden. Sie sind in der kompakten Version (DN2.591) mit 4, 8 oder 16 Kanälen für mobile Anwendungen ausgelegt und als größere Geräte (DN6.591) im Rackformat mit 24, 32, 40 oder 48 Kanälen zum Auslesen von größeren Sensor-Arrays. Sie unterscheiden sich im Funktionsumfang leicht von den PCIe-Karten: Eine Signalverarbeitung über GPU ist hier nicht möglich und die Datenübertragung erreicht maximal 100 MB/s.

Mixed-Signal-Tests

Standardmäßig enthalten alle Digitizer vier Mehrzweck-I/O-Leitungen. Zusammen mit einem Erweiterungsmodul können zusätzlich 16 synchrone digitale Eingänge hinzugefügt werden, sodass neben den analogen Kanälen insgesamt 20 programmierbare I/O-Leitungen als synchrone Digitaleingänge benutzt werden können, um analoge und digitale Schnittstellen parallel auszulesen.

Steuerungsprogramme für die Digitizer lassen sich über die hauseigene Software SBench aufsetzen oder in den üblichen Programmiersprachen selbst schreiben. Dazu gehören C ++, VB.NET, C#, J#, Delphi, Java und Python. Es wird auch Software von Drittanbietern wie LabVIEW und Matlab unterstützt.

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