全新M系列产品为DAQ设定更高的标准

插入式数据采集(DAQ)的标准已经发生了变化。在设计新的NI M系列DAQ设备时，NI不仅升级了工业标准化的DAQ设备的功能，而且还重新设计了整个架构。由于基于全新的NI-STC 2系统控制器芯片与NI-PGIA2放大器技术，从而使得该DAQ设备在测量精度、采样速率、I/O通道数方面增加了许多新的功能和特性。

使用NI-STC 2
提高数据吞吐量
M系列DAQ产品有6个DMA通道，这些通道可以使数据不通过处理器直接从DAQ设备上发送到PC内存，保证了数据的高速传输。而且由于不占用处理器，从而使处理器可以执行其它任务，如数据换算和分析。采用这种内置板载NI-STC 2系统定时控制器的ASIC技术，单个设备可以以最高速度同时执行模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出和2个定时器/计数器操作，而且不会丢失数据或造成错误。
许多插入式DAQ设备不仅受到它们的采集或更新速率的限制，而且还受数据传送到PC内存的速率限制。旧式的DAQ设备使用中断请求通路(IRQ) 来把数据传送到PC内存。而IRQ要占用计算机的处理器来控制数据的传送，所以阻止了PC处理其它操作，从而导致系统的效率下降。而许多新的DAQ设备一般也只有1个或2个DMA通道。对于这些设备，在执行超出DMA通道数的操作时就需要使用IRQ。随着数据传输速率的提高以及要同时执行更多的操作，这些IRQ开始独占PC的处理时间，从而也会导致系统变慢并最终产生错误。使用M系列DAQ设备和NI-STC 2则可以解决这一问题，因为有足够的DMA通道可以同时执行DAQ设备上所有操作而不必使用IRQ。

表1 全新M系列数据采集设备提供更快速、更高精度的测量

使用NI-Mcal和NI-PGIA 2
技术提高精度
如ADC等电子器件，会随时间和温度的变化产生非线性和漂移。补偿这些固有误差要求设备能够进行自校准。传统DAQ设备使用板载的高精度参考电压，在单个测量范围内进行2点校准。由于这种方法不能消除ADC范围内的非线性情况，从而降低了设备的测量精度。此外，由于这种方法只能在单个输入范围内校准，在扫描具有不同输入范围的多个通道的测量过程中，假设ADC在整个范围内是完全线性的，那么测量的结果就会受到这种不正确假设的影响。
M系列设备采用的NI-Mcal技术具有专利的线性化和校准引擎，能对上千个电压和所有输入范围进行校准，可把测量的精度提高5倍。此外，大多数M系列设备都具有更高精度的参考电压，使建议校准时间间隔由1年提高到2年，从而降低了设备的维护成本。
在快速扫描时，DAQ设备的精度也会受到放大器稳定时间的影响。DAQ设备的指标常常用分辨率和最大采样率来定义，而这些指标没有反映设备在高速采样时扫描多个通道所需时间。由于放大器有可能没有足够的时间来稳定输出结果，如果稳定时间较长，将会导致16位的设备在测量动态信号时的精度甚至比12位的设备还低。
在设计新的M系列DAQ设备时，NI开发出了新一代的可编程仪器放大器—NI-PGIA 2，这种专门设计的放大器稳定时间非常短，在高速采集率下具有更高的测量分辨率，并能进行更为精确的动态信号采集。

插入式数据采集的所有新特性
除了有NI-STC 2、NI-Mcal和NI-PGIA 2，M系列DAQ产品还有其它多功能采集设备所不具备的一些特性。这些新特性包括采用了商业化的ADC新技术。现在M系列DAQ设备的最高分辨率为18位，而且为了优化ADC的精度，M系列DAQ设备还允许在整个范围内自行校准，从而和其它只能在增益上校准的数据采集设备相比，其精度有了极大的提高。
同时，NI在NI-STC 2设计中也改善了数字架构。现在24或28个数字通道已成为M系列产品的标准，而且用户可以用一个板载时钟来同步32个数字通道，并使其数字更新速率达到10 MHz。
此外，板上的NI-STC 2计数器/定时器也获得了更新。M系列DAQ设备使用具有更快时基的32位计数器来提高脉冲的宽度和频率的测量精度，和以前E系列产品相比测量精度提高了4倍。表1总结了E系列DAQ到M系列DAQ设备所更新的特性。

M系列产品用于测试、
控制和传感器输入
M系列DAQ设备丰富的新技术和特性使得非常适合包括自动化测试、过程控制和传感器测量等多种应用，由于有6个DMA通道，单个M系列DAQ设备可以同时实现6种不同仪器所具有的功能。
在过程和加工自动化应用中，一般使用PID和模糊逻辑控制循环来测量和控制如温度和压力等物理现象。由于有多达4个模拟输出，单个M系列设备能同时运行4个PID循环，而且允许用户使用同一个设备来监控32个模拟输入和控制148个数字通道。
此外，M系列DAQ设备还可无缝地和IEEE 1451.4智能传感器协同工作。使用M系列DAQ设备、NI信号调理和NI-DAQmx测量服务软件，用户可以通过自动读取传感器电子数据表来获取智能传感器的测量结果，而不需要人工输入传感器数据，或者用电子数据表来自动对传感器测量结果进行换算。

降低数据采集的成本
尽管M系列产品增强了I/O的功能，但每个I/O通道的成本却降低了30%。由于采用了以前DAQ产品所不具备的NI-STC 2、NI-MCal和NI-PGIA技术，从而使得M系列产品还能和NI LabVIEW和NI-DAQmx测量服务软件无缝地集成，从而具有更好的性能、更高的价值并提供更多的I/O。■