1. Т ип согласования сигналов «усиление»

Усиление

Усиление – наиболее распространенный тип согласования сигналов. Усиление электрических сигналов увеличивает точность в результирующем оцифрованном сигнале и уменьшает влияние шумов. Типичным примером является сигнал с термопары, напряжение которого находится в диапазоне нескольких милливольт.

Если вы подадите сигнал от термопары непосредственно на устройство сбора данных (УСД), то изменение температуры на один - два градуса такая система может не обнаружить. Используя усиление, вы получите сигнал, лучше соответствующий рабочему диапазону УСД. Усиление сигнала может осуществляться непосредственно самим устройством сбора данных или внешним усилителем – например, модулем SCXI (помеченного на рисунке 1-2 как «Внешний Усилитель») в непосредственной близости от источника сигнала.

Для достижения наибольшей возможной точности и увеличения отношения сигнал/шум (signal-to-noise ratio – SNR) сигнал необходимо усилить таким образом, чтобы его максимальная амплитуда равнялась максимальному диапазону входного сигнала аналого-цифрового преобразователя УСД.

Рисунок 1-2. Усиление сигнала вблизи его источника с целью увеличения отношения сигнал/шум

В случае усиления сигнала самим УСД измеряться и оцифровываться будет не только сам сигнал, но и помехи, которые могут наводиться на соединительные провода, что ухудшит соотношение сигнал/шум. Усиление сигнала в непосредственной близости от его источника с использованием внешнего усилителя (например, модуля SCXI) уменьшает вредное влияние шума на сигнал, и в этом случае оцифрованный результат точнее соответствует слабому исходному сигналу. Обратитесь на страницу ni.com/info и введите информационный код exd2hc для получения дополнительной информации об аналоговых сигналах.

Полезный совет Существует несколько способов уменьшения шума: Использовать экранированные кабели или витую пару проводов. Минимизировать длину проводов для уменьшения помех, которые могут на них наводиться. Располагать сигнальные провода вдали от силовых кабелей переменного тока и компьютерных мониторов для уменьшения наводок на частоте 50 или 60 Гц.

2. Выполнение алгоритма ni-daQmx: модель состояния задачи. Пять состояний модели состояния задачи.

Выполнение алгоритма NI-DAQmx: модель состояния задачи

NI-DAQmx использует модель состояния задачи для управления распределением ресурсов и потоком выполнения задач. Вызов виртуальных приборов DAQmx Start, DAQmx Stop и DAQmx Control Task переводит задачу из одного состояния в другое. Модель состояния задачи очень гибка в использовании. Вы можете выбрать взаимодействие с моделью состояния задачи в такой степени, в какой это требуется вашему приложению. Вы можете осуществлять явный переход в каждой из задач, используя ВП DAQmx Control Task, или же позволить NI-DAQmx выполнять переход между состояниями неявно. Модель состояния задачи состоит из следующих пяти состояний:

• Unverified (Непроверенное) – Когда задача создана или загружена явно или неявно – это непроверенное состояние. В этом состоянии вы настраиваете тактирование, триггеры и свойства канала в задаче.

• Verified (Проверенное) – При переходе задачи из непроверенного состояния в проверенное инструментальный драйвер NI-DAQ проверяет правильность настройки тактирования, триггеров и свойств канала. Вы можете явно задать этот переход, вызывая ВП DAQmx Control Task с вводом action (действие) в режиме проверки (verify). При установке определенного свойства/атрибута, NI-DAQmx незамедлительно обнаруживает и проверяет неправильные значения некоторых других свойств/атрибутов, однако абсолютно все значения NI-DAQmx не может проверить незамедлительно, поскольку они зависят от других используемых свойств/атрибутов и устройств. NI-DAQmx проверяет значения этих свойств/атрибутов во время проверки перехода и тогда докладывает о любых неправильных значениях. Если NI-DAQmx не находит неправильных значений, задача успешно подтверждается и переходит в проверенное состояние. В противном случае она остается в непроверенном состоянии.

• Reserved (Зарезервированное) – Ресурсы, которые использует задача для совершения определенной операции, выделяются только тогда, когда задача переходит из проверенного состояния в зарезервированное. Этими ресурсами могут быть тактовые генераторы или физические каналы устройства, триггерные линии в шасси PXI или буферная память в компьютере. Резервирование этих ресурсов предотвращает их использование другими задачами, которые взаимодействуют с данной задачей, выполняющей определенную операцию. Вы можете явно задать этот переход, вызывая ВП DAQmx Control Task с вводом action (действие) в режиме резервировать (reserve). Этот переход не осуществится, если ресурсы какой-либо задачи в данный момент зарезервированы другой задачей. Если задача может получить доступ ко всем ресурсам, которые использует, она успешно резервируется и переходит в зарезервированное состояние. В противном случае она остается в проверенном состоянии.

• Committed (Назначенное) – Когда задача назначена, NI-DAQmx программирует некоторые настройки ресурсов системы. Среди них могут быть частота тактового генератора или пределы входного напряжения в канале устройства, направление триггерной линии в шасси PXI или размер буферной памяти в компьютере. Другие установки, такие как число выборок, не могут быть запрограммированы при назначении задачи, поскольку их необходимо задавать каждый раз при старте задачи. Когда задача назначается, она переходит из зарезервированного состояния в назначенное. Вы можете явно задать этот переход, вызывая ВП DAQmx Control Task с вводом action (действие) в режиме назначить (commit). Как правило, переход в назначенное состояние осуществляется всегда. Если все же переход не произошел, что является исключительным событием, задача остается в зарезервированном состоянии. Если установки ресурсов, используемых задачей, запрограммированы, задача успешно назначается и переходит в назначенное состояние.

• Running (Выполнение) – Когда задача начинает выполнять определенную операцию, она переходит из назначенного состояния в состояние выполнения. Вы можете явно задать этот переход, вызывая ВП DAQmx Start. Обратите внимание, что запуск задачи не обязательно означает запуск сбора данных или генерацию осциллограммы. Например, свойства тактирования и триггера могли быть заданы таким образом, что выборка данных не будет получена до тех пор, пока не наступит триггерное событие. Как правило, переход в состояние выполнения осуществляется всегда. Если все же переход не произошел, что является исключительным событием, задача остается в зарезервированном состоянии, которое возвращает задачу в проверенное состояние. Если задача начала выполнять определенную операцию, значит, она успешно запущена и перешла в состояние выполнения.

Если вы явно вызываете переход состояния, который уже произошел, то повторяться он не будет и это не вызовет ошибки. Например, если задача уже зарезервировала свои ресурсы и, следовательно, находится в зарезервированном состоянии, то вызов ВП DAQmx Control Task с входным параметром action в режиме reserve не приведет к повторному резервированию ресурсов.

Следующая иллюстрация отображает структуру модели состояния задачи.