NI 9235 データシート - National Instruments

データシート
NI 9235
8 AI、±29.4 mV/V、24 Bit、10 kS/s/ch（同時、120 Ω クォーターブリッ
ジ構成）
•
•
•
•
•
•
8 チャンネル、10 kS/s（各チャンネル）、同時ダイナミッ
ク歪みアナログ入力
±29.4 mV/V 入力レンジ、24 ビット分解能
クォータブリッジセンサ用電圧励起を内蔵
120 Ω 歪みゲージ測定
60 VDC、CAT I バンク絶縁
動作範囲（-40～70℃）、振動（5 g）、衝撃（50 g）
NI 9235 クォータブリッジ歪みゲージモジュールは、NI CompactDAQ または
CompactRIO など多チャンネルカウントのダイナミック歪み測定システム用に設計さ
れています。モジュールには 8 つの同時チャンネルが装備され、規模が小さく、チャ
ンネル数の多いシステムでより多くの測定を実行できます。同時サンプリングは、衝
撃テストのように、異なる場所から得た結果を特定の瞬間に比較する必要がある高速
集録において重要です。
Cシリーズ同時ブリッジモジュールの比較
モデル
チャンネル
サンプル
レート
分解能
接続
同時対応
ブリッジ
NI 9218
2
51.2 kS/s/ch
24ビット
LEMO、
9ピンDSUB
クォータ、ハーフ、フル
NI 9219
4
100 S/s/ch
24ビット
バネ端子
クォータ、ハーフ、フル
NI 9235
8
10 kS/s/ch
24ビット
バネ端子
120 Ωクォータブリッジ
NI 9236
8
10 kS/s/ch
24ビット
バネ端子
350 Ωクォータブリッジ
NI 9237
4
50 kS/s/ch
24ビット
RJ-50、
DSUB
クォータ、ハーフ、フル
NI C シリーズの概要
NI は、測定、制御、および通信アプリケーション用に、100 種類を超える C シリーズ
モジュールを提供しています。C シリーズモジュールは任意のセンサまたはバスに接
続可能で、上級データ収集および制御アプリケーションのニーズに対応する高確度の
測定を可能にします。
•
あらゆるセンサや信号に接続するための計測に特化した信号調節
•
バンク間、チャンネル間、チャンネル/アース間などの絶縁オプション
•
さまざまなアプリケーションや環境のニーズに対応する-40℃～70℃の温度範囲
•
ホットスワップ可能
C シリーズモジュールのほとんどは CompactRIO および CompactDAQ プラット
フォームの両方をサポートしており、モジュールを別のプラットフォームに移す際に
修正を行う必要はありません。
CompactRIO
CompactRIO は、コンパクトサイズと堅牢性を持つ
オープンな組込アーキテクチャを、NI LabVIEW 再構
成可能 I/O（RIO）アーキテクチャで電源供給される
プラットフォーム上の C シリーズモジュールと組み
合わせます。各システムには、組込アプリケーショ
ンの要件を満たすためのカスタムタイミング、トリ
ガ、および使用可能な広範囲のモジュール式 I/O の
処理が含まれます。
CompactDAQ
CompactDAQ は、接続性、データ収集、および直接セ
ンサまたは信号と通信するモジュール式 I/O への信号
調整を統合する、持ち運び可能な耐久性のあるデータ収
集プラットフォームです。CompactDAQ を LabVIEW
と使用することで、測定データを集録、解析、表示、お
よび管理する方法を簡単にカスタマイズできます。
2
|
ni.com |
NI 9235 データシート
ソフトウェア
Windows 用 LabVIEW プロフェッショナル開発システム
•
•
大規模プロジェクトの開発に上級ソフトウェアツールを使用
DAQ アシスタントおよび計測器 I/O アシスタントを使用して
自動的にコードを生成
高度な計測解析およびデジタル信号処理を使用
DLL、ActiveX、.NET オブジェクトとのオープンな接続性を活用
DLL、実行ファイル、MSI インストーラをビルド
•
•
•
NI LabVIEW FPGA モジュール
•
•
•
•
•
•
NI RIO ハードウェア用の FPGA アプリケーションを設計
デスクトップおよびリアルタイムアプリケーションと同じグラ
フィカル環境でプログラミング
最大 300 MHz のループレートで制御アルゴリズムを実行
カスタムタイミング/トリガロジック、デジタルプロトコル、お
よび DSP アルゴリズムを実装
既存の HDL コードと Xilinx IP ジェネレータの機能を含む他社製
IP を統合
LabVIEW Embedded Control and Monitoring Suite の一部として
購入可能
NI LabVIEW Real‐Time モジュール
•
•
•
•
•
•
LabVIEW グラフィカルプログラミングで確定的なリアル
タイムアプリケーションを設計
信頼性の高い実行と豊富な I/O の選択に NI または他社製
ハードウェアへダウンロード
組込 PID 制御、信号処理、および解析関数を活用
マルチコア CPU のメリットを自動的に活用、またはプロ
セッサ親和性を手動で設定
リアルタイム OS、開発およびデバッグサポート、および
ボードサポートを活用
単体、または LabVIEW Suite の一部として購入可能
回路
NI 9235 の各チャンネルは独立した 24 ビット ADC および入力アンプを装備している
ため、全 8 チャンネル同時に信号をサンプルすることが可能です。
NI 9235 データシート
|
© National Instruments
|
3
NI 9235 はアースから絶縁されています。しかし、個々のチャンネルはお互いに絶縁さ
れていません。EXC 端子は内部ですべてが共通励起電圧に接続しています。
図 1. NI 9235 の 1 チャンネル上の入力回路
EXC
AI
+
–
フィルタ処理
された
差動アンプ
RC
120 Ω
ADC
+
–
2.0 V
ブリッジ
励起
50 kΩ
ブリッジ構成
抵抗
シャント
抵抗
NI 9235
リード線の感度劣化
クォータブリッジ測定は、センサから測定デバイスへ接続を行うリード線が持つ抵抗
のため、本質的に確度低下に対して敏感です。ゲージの抵抗値が変化しても、合計の
有効抵抗値の変化量はそれよりわずかに小さい値になります。そのため、測定される
mV/V の読み取り値は実際の値より小さくなります。しかし、シャントキャリブレー
ションを使用することにより、リード線の抵抗を数量化し、このゲイン誤差を補正し
た読み取り値を返すようにアプリケーションを設計することが可能です。リード線抵
抗が RL で、クォータブリッジ構成抵抗が RG の場合、リード線によって生じたゲイン
誤差は RL/RG となります。
シャントキャリブレーション
ブリッジの 1 アームに並列に大きな抵抗を接続（シャント）して、ブリッジの電圧比
に特定の変化を発生させることで、シャントキャリブレーションは歪み入力のシミュ
レーションを実行します。
NI 9235 のシャントキャリブレーション回路は、精密抵抗や、内部クォータブリッジ構
成抵抗に接続されたソフトウェア有効スイッチから構成されています。各入力チャン
ネルには独立して動作可能な独自のシャントキャリブレーション抵抗があります。セ
ンサを無負荷状態で安定した状態にし、ブリッジの出力をシャントキャリブレーショ
ンの前後に測定できます。測定された読み取り値の変化をシャントキャリブレーショ
ンの出力値と比較して、システム設定の検証またはクォータブリッジリード線の抵抗
に対する補正を実行できます。リード線の補正に関する情報は、ni.com/jp/info で
「lwcomp」と入力して参照してください。
4
|
ni.com |
NI 9235 データシート
励起電圧
NI 9235 は、各チャンネルに一定の励起電圧を提供します。励起電圧は、8 つのチャン
ネルすべてに十分な出力電流を最小抵抗で供給します。励起電圧は、1 つのチャンネ
ルでゲージが短絡した場合でも、電圧規定範囲を保ちます。1 つ以上のチャンネルに
ゲージ短絡がある場合、励起電圧は電流制限状態になり、それに応じて励起電圧が降
下します。
フィルタ処理
NI 9235 は、アナログとデジタルフィルタの組み合わせを用いて帯域外の信号を除去
し、帯域内の信号を可能な限り再現します。フィルタは、信号の周波数範囲または帯
域幅に基づいて信号を区別します。考慮すべき 3 つの重要な帯域幅は、パスバンド、
ストップバンド、およびアンチイメージング帯域幅です。
NI 9235 は、パスバンドリプルや非線形位相による影響を受けた後に量子化され、信号
のパスバンド帯域部分を表現します。エイリアスフリー帯域幅に表示されるすべての
信号は、非エイリアスの信号またはストップバンド除去でフィルタ処理された信号で
す。
パスバンド
パスバンド内の信号には、周波数によって異なるゲインや減衰があります。周波数に
対するゲインの微細な変化は、パスバンドフラットネスと呼ばれます。NI 9235 のデジ
タルフィルタは、データレートによってパスバンドの周波数範囲を調節します。その
ため、任意の周波数でのゲインまたは減衰の量はデータレートにより異なります。
図 2. NI 9235 の一般的なパスバンド応答
ゲイン (dB)
0.025
0.000
–0.025
–0.050
0
1
2
3
4
5
周波数/データレート (kHz)
NI 9235 データシート
|
© National Instruments
|
5
ストップバンド
フィルタは、ストップバンド周波数以上のすべての信号を大きく減衰します。フィル
タの主要な目的はエイリアスを防ぐことです。そのため、ストップバンド周波数は
データレートに比例します。ストップバンド除去は、信号のストップバンド内の周波
数成分すべてに対してフィルタが適用する最小減衰量です。
エイリアスフリー帯域幅
エイリアスフリー帯域幅にみられる信号は、より高い周波数成分から得られたエイリ
アス成分を含みません。エイリアスフリー帯域幅は、ストップバンド周波数を超える
周波数を除去するフィルタの能力によって定義されます。エイリアスフリー帯域幅
は、データレートからストップバンド周波数を引いた値と同じです。
データレート
マスタタイムベース（fM）の周波数は、NI 9235 のデータレート（fs）を制御します。
NI 9235 には、周波数が 12.8 MHz の内部マスタタイムベースがありますが、モジュー
ルは外部マスタタイムベースを受け入れたり、内部マスタタイムベースをエクスポー
トすることもできます。NI 9235 のデータレートをサンプリングの制御にマスタタイ
ムベースを使用する他のモジュールと同期するには、すべてのモジュールが 1 つのマ
スタタイムベースソースを共有する必要があります。
以下の式は、NI 9235 で利用可能なデータレートの値を示します。
�� =
�� ÷ 256
�
ここで、n は 2～63 のいずれかの整数を表します。
ただし、データレートは適切なデータレート範囲内である必要があります。12.8 MHz
の内部マスタタイムベースを使用している場合、n の値によって、結果のデータは
10 kS/s、8.333 kS/s、7.143 kS/s などから最低 794 S/s までとなります。12.8 MHz 以外の
周波数で外部タイムベースを使用している場合は、NI 9235 は異なる組み合わせのデー
タレートで構成可能になります。
メモ NI 9151 R シリーズ拡張シャーシは、モジュール間でのタイムベースの
共有をサポートしていません。
NI 9235 仕様
以下の仕様は、特に記載がない限り-40℃～70℃の環境下におけるものです。
注意 指定された EMC のパフォーマンスを確保するには、シールドケーブル
およびアクセサリを必ず使用してください。
6
|
ni.com |
NI 9235 データシート
注意 このドキュメントに記載されている以外の方法で NI 9235 を動作させ
ないでください。製品の使用を誤ると危険です。また、破損した製品を使用
した場合には、製品に組み込まれている安全保護機能が保証できません。製
品が破損している場合は、修理のためにナショナルインスツルメンツに返送
してください。
入力特性
チャンネル数
8 アナログ入力チャンネル
クォータブリッジ構成
120 Ω、10 ppm/℃（最大）
ADC 分解能
24 ビット
ADC タイプ
デルタシグマ（アナログプレフィルタ付き）
サンプルモード
同時
内部マスタタイムベース（fM）
周波数
12.8 MHz
確度
±100 ppm（最大）
データレート範囲（fs）、内部マスタタイムベース使用
最小
794 S/s
最大
10 kS/s
データレート範囲（fs）、外部マスタタイムベース使用
最小
195.3125 S/s
最大
データレート
10.547 kS/s
1（f
s）
(fM ÷ 256)/n, n = {2; 4, 5, ..., 63}
フルスケール範囲
±29.4 mV/V（+62,500 με/-55,500 με）
スケール係数
LSB につき 3.5062 nV/V
過電圧保護（あらゆる 2 つの端子間）
±30 V
1
データレートは適切なデータレート範囲内である必要があります。詳細については、
「データレート」セクションを参照してください。
NI 9235 データシート |
© National Instruments
|
7
表 1. 確度
測定条件
読み取り値の割 レンジの割合 3、4（オフセット誤
合 2（ゲイン誤
差）
差）
キャリブレー
キャリブレー
ションの 30 日 ションの 1 年後
後（±5℃）
（±5℃）
キャリブレー
ション済み
標準（25℃、±5℃）
0.02%
0.1%
0.15%
最大（-40℃～70℃）
0.07%
0.17%
0.4%
未キャリブ
レーション 5
標準（25℃、±5℃）
0.15%
1.25%
最大（-40℃～70℃）
0.53%
2.14%
安定性
ゲインドリフト
6 ppm/℃
オフセットドリフト
2.2 μV/V/℃
表 2. チャンネル間マッチ（キャリブレーション）
入力信号周波数（fin）
ゲイン
位相
標準
最大
0～1 kHz
0.08%
0.11%
0～4 kHz
0.17%
0.32%
最大
0.34°/kHz * fin
非線形位相
2
3
4
5
8
|
fin = 0～1 kHz
±0.002°
fin = 0～4 kHz
±0.1°
リード線抵抗の誤差を除く。
レンジ = 29.4 mV/V。
キャリブレーションされた誤差は、歪みが緩和された状態での測定後のオフセット安定性
を示します。誤差には構成抵抗の許容範囲とドリフトが含まれます。
未キャリブレーション確度は、モジュールに保存されたキャリブレーション定数がデータ
に適用されない、未処理または未スケールモードでの集録時に取得された確度のことを指
します。
ni.com |
NI 9235 データシート
(39 + 221/1024)/fs + 12 μs
入力遅延
パスバンド
周波数
0.45 * fs
フラットネス（fs = 10 kS/s）
33 mdB（最大）
ストップバンド
周波数
0.55 * fs
除去
100 dB
エイリアスフリー帯域幅
0.45 * fs
オーバーサンプルレート
オーバーサンプルレートでの除去
= 10 kS/s）
64 * fs
6（f
s
80 dB（640 kHz 時）
入力ノイズ
fs = 1 kS/s
0.38 μV/Vrms
fs = 10 kS/s
0.85 μV/Vrms
SFDR (1 kHz、-60 dBFS)
110 dB
THD (1 kHz、-20 dBFS)
-90 dB
クロストーク（fin = 1 kHz）
-100 dB
コモンモード電圧、
すべての信号/アース間
±60 VDC
CMRR（fin = 0～60 Hz）
120 dB
MTBF
566,796 時間（25℃時）、Bellcore Issue 2、
Method 1、Case 3、Limited Part Stress
Method
6
アナログプレフィルタによるオーバーサンプルレートでの信号周波数の除去。
NI 9235 データシート
|
© National Instruments
|
9
シャントキャリブレーションの特性
表 3. シャントキャリブレーションの確度
測定条件
読み取り値の割合（ゲイン誤差）
標準（25℃、±5℃）
0.09%
最大（-40℃～70℃）
0.22%
抵抗
50 kΩ
出力値
-599.28 μV/V
温度ドリフト
15 ppm/℃
方法
構成抵抗でのシャント
励起特性
励起タイプ
定電圧
励起値
2.0 V ± 1%
最大出力電流
80 mA
所要電力
シャーシからの消費電力
アクティブモード
735 mW（最大）
スリープモード
25 μW（最大）
放熱（70℃時）
10
|
アクティブモード
735 mW（最大）
スリープモード
25 μW（最大）
ni.com
|
NI 9235 データシート
物理特性
モジュールを掃除する必要がある場合は、乾いた布で拭いてください。
ヒント C シリーズモジュールおよびコネクタの二次元図と三次元モデルを
参照するには、ni.com/dimensions（英語）でモジュール番号を使用して検索
してください。
バネ端子配線
ゲージ
0.8 mm2～1.0 mm2（28 AWG～18 AWG）銅
導線
ワイヤストリップ長
7 mm（7.010 mm.）端から絶縁被覆を除去
温度定格
90℃（最小）
バネ端子ごとのワイヤ
バネ端子につき 1 つのワイヤ
コネクタの固定
固定タイプ
付属のねじ込みフランジ
ねじ込みフランジ用トルク
0.2 N · m（1.80 lb · in.）
重量
153 g（5.4 oz）
安全電圧
必ず以下の制限内の電圧のみを接続してください。
任意の 2 つの端子間
±30 V（最大）
絶縁
チャンネル間
なし
チャンネル/アース間
連続
60 VDC、Measurement Catergory I
耐電圧
1,000 Vrms、5 秒間絶縁耐圧試験で認証済み
Measurement Category I は、MAINS 電圧と呼ばれる配電システムに直接接続されてい
ない回路上で実行される測定用です。MAINS は、装置に電力を供給する危険活電電源
供給システムです。このカテゴリは、特別に保護された 2 次回路からの電圧の測定用
です。そのような電圧測定には、信号レベル、特別装置、エネルギー制限された装置
部分、安定化低電圧ソースから電力供給される回路、および電子装置が含まれます。
注意 NI 9235 を Measurement Category II、III、または IV の信号に接続した
り、その測定に使用したりしないでください。
NI 9235 データシート |
© National Instruments
|
11
危険箇所での設置
U.S.（UL）
Class I, Division 2, Groups A, B, C, D, T4、
Class I, Zone 2、AEx nA IIC T4
カナダ（C-UL）
Class I, Division 2, Groups A, B, C, D, T4、
Class I, Zone 2、Ex nA IIC T4
欧州（ATEX）および 国際（IECEx）
Ex nA IIC T4 Gc
安全および危険箇所での設置の基準
この製品は、計測、制御、実験に使用される電気装置に関する以下の安全規格要件を
満たすように設計されています。
•
IEC 61010-1、EN 61010-1
•
UL 61010-1、CSA 61010-1
•
EN 60079-0:2012、EN 60079-15:2010
•
IEC 60079-0: Ed 6、IEC 60079-15: Ed 4
•
UL 60079-0: Ed 5、UL 60079-15: Ed 3
•
CSA 60079-0:2011、CSA 60079-15:2012
メモ UL およびその他の安全保証については、製品ラベルまたは「オンライ
ン製品認証」セクションを参照してください。
電磁両立性
この製品は、計測、制御、実験に使用される電気装置に関する以下の EMC 規格の必要
条件を満たします。
•
EN 61326-1 (IEC 61326-1): Class A エミッション、工業イミュニティ
•
EN 55011 (CISPR 11): Group 1、Class A エミッション
•
EN 55022 (CISPR 22): Class A エミッション
•
EN 55024 (CISPR 24): イミュニティ
•
AS/NZS CISPR 11: Group 1、Class A エミッション
•
AS/NZS CISPR 22: Class A エミッション
•
FCC 47 CFR Part 15B: Class A エミッション
•
ICES-001: Class A エミッション
メモ 米国では（FCC 47 CFR に従って）
、Class A 機器は商業、軽工業、およ
び重工業の設備内での使用を目的としています。欧州、カナダ、オーストラ
リア、およびニュージーランドでは（CISPR 11 に従って）、Class A 機器は重
工業の設備内のみでの使用を目的としています。
12
|
ni.com |
NI 9235 データシート
メモ Group 1 機器とは（CISPR 11 に従って）材料の処理または検査/分析の
目的で無線周波数エネルギーを意図的に生成しない工業用、科学、または医
療向け機器のことです。
メモ EMC 宣言および認証については、オンライン製品認証セクションを参
照してください。
CE マーク準拠
この製品は、該当する EC 理事会指令による基本的要件に適合しています。
•
2014/35/EU、低電圧指令（安全性）
•
2014/30/EC、電磁両立性指令（EMC）
•
94/9/EC、潜在的な爆発性雰囲気（ATEX）
オンライン製品認証
この製品のその他の適合規格については、この製品の適合宣言（DoC）をご覧くださ
い。この製品の製品認証および適合宣言を入手するには、ni.com/certification にアク
セスして型番または製品ラインで検索し、保証の欄の該当するリンクをクリックして
ください。
耐衝撃/振動
この要件を満たすには、システムをパネルに取り付ける必要があります。
動作時振動
ランダム（IEC 60068-2-64）
5 grms、10 Hz～500 Hz
正弦（IEC 60068-2-6）
5 g、10 Hz～500 Hz
動作時衝撃（IEC 60068-2-27）
30 g（11 ms 半正弦）、50 g（3 ms 半正弦）、
18 回：6 方向
環境
この要件を満たす条件についての詳細は、ご使用のシャーシのマニュアルを参照して
ください。
動作温度
（IEC 60068-2-1、IEC 60068-2-2）
-40℃～70℃
保管温度
（IEC 60068-2-1、IEC 60068-2-2）
-40℃～85℃
保護構造
IP40
動作時の相対湿度（IEC 60068-2-78）
10% RH～90% RH（結露なきこと）
NI 9235 データシート
|
© National Instruments
|
13
保管時の相対湿度（IEC 60068-2-78）
5% RH～95% RH（結露なきこと）
汚染度
2
最大使用高度
5,000 m
室内使用のみ。
環境管理
ナショナルインスツルメンツは、環境に優しい製品の設計および製造に努めています。
NI は、製品から特定の有害物質を除外することが、環境および NI のお客様にとって有
益であると考えています。
環境に関する詳細は、ni.com/environment からアクセス可能な「Minimize Our
Environmental Impact」ページ（英語）を参照してください。このページには、ナショ
ナルインスツルメンツが準拠する環境規制および指令、およびこのドキュメントに含
まれていないその他の環境に関する情報が記載されています。
廃電気電子機器（WEEE）
欧州のお客様へ 製品寿命を過ぎたすべての NI 製品は、お住まいの地域の規
定および条例に従って廃棄処分してください。お住まいの地域における NI
製品のリサイクル方法の詳細については、ni.com/environment/weee を参照
してください。
电子信息产品污染控制管理办法（中国 RoHS）
中国客户 National 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
ni.com/environment/rohs_china。(For information about China RoHS
compliance, go to ni.com/environment/rohs_china.)
キャリブレーション
NI 9235 の Calibration Certificate（英語）とキャリブレーションサービスに関する情報
は、ni.com/calibration から入手できます。
キャリブレーション間隔
14
|
ni.com
|
NI 9235 データシート
1年
NI の商標については、ni.com/trademarks に掲載されている NI Trademarks and Logo Guidelines をご覧ください。本書中に記
載されたその他の製品名及び企業名は、それぞれの企業の商標又は商号です。NI 製品を保護する特許については、ソフトウェア
で参照できる特許情報（ヘルプ→特許）、メディアに含まれている patents.txt ファイル、又は ni.com/patents からアクセ
スできる National Instruments Patent Notice（英語）のうち、該当するリソースから参照してください。エンドユーザ使用許諾
契約（EULA）および他社製品の法的注意事項はご使用の NI 製品の Readme ファイルにあります。NI の輸出関連法規遵守に対
する方針について、また必要な HTS コード、ECCN、その他のインポート/エクスポートデータを取得する方法については、
「輸
出関連法規の遵守に関する情報」（ni.com/legal/export-compliance）を参照してください。NI は、本書に記載の情報の正
確性について、一切の明示又は黙示の保証を行わず、技術的な誤りについて一切の責任を負いません。米国政府のお客様へ: 本書
に含まれているデータは、民間企業の費用により作成されており、民間機関用の連邦調達規則 52.227-14 と軍事機関用の国防省
連邦調達規則補足 252.227-7014 及び 252.227-7015 に基づく限定権利及び制約付データ権利の条項の適用を受けます。
© 2015 National Instruments. All rights reserved.
374645A-0212
2015 年 10 月