Kỹ thuật

Góc kỹ thuật

2020.06.08

Ưu điểm của NI DAQ

Các thiết bị thu thập dữ liệu của National Instruments cung cấp cho người dùng những I/O hiệu năng cao, những công nghệ tiên tiến, và những lợi ích về năng suất do phần mềm mang lại. Với các công nghệ phần cứng và phần mềm đã được cấp bằng sáng chế, National Instruments cung cấp một loạt các giải pháp đo lường và điều khiển trên nền tảng máy tính PC, đáp ứng yêu cầu về sự linh hoạt cũng như hiệu năng cho các ứng dụng. Trong hơn 30 năm qua, National Instruments không chỉ được xem là nhà cung cấp thiết bị mà còn là người cố vấn có uy tín cho các kỹ sư và các nhà khoa học trên toàn thế giới.

1. I/O hiệu năng cao

Độ chính xác là một trong những yêu cầu quan trọng nhất trong các ứng dụng về đo lường. Quan trọng không kém là tốc độ lấy mẫu của I/O, tốc độ truyền dữ liệu và độ trễ. Đối với hầu hết các kỹ sư và nhà khoa học, hy sinh độ chính xác cho tốc độ truyền dữ liệu hay hy sinh tốc độ lấy mẫu cho độ phân giải không phải là một lựa chọn mà họ có thể chấp nhận được. Những thiết bị thu thập dữ liệu đa dạng trên nền PC của National Instruments đã tạo ra một chuẩn công nghiệp về độ chính xác, hiệu năng và độ dễ sử dụng, từ PCI đến PXI, từ USB đến không dây.

“National Instruments là một công ty nổi tiếng cung cấp các hệ thống thu thập dữ liệu, và … điều quan trọng là chúng tôi làm việc với các công ty có lịch sử tốt và sẽ tồn tại trong nhiều năm tới nữa”.

Rick Bradshaw (Halliburton)

1.1. Các thiết kế với độ chính xác cao

Nhiều kỹ sư và nhà khoa học nhầm lẫn trong việc đánh giá độ chính xác của thiết bị thu thập dữ liệu bằng cách chỉ xem xét độ phân giải của nó. Trên thực tế, sai số do độ phân giải, gọi là sai số lượng tử hóa, có thể chỉ đóng một phần rất nhỏ trong tổng sai số của kết quả đo lường. Các sai số khác, như trôi nhiệt độ, độ lệch, khuyếch đại và độ phi tuyến tính có thể thay đổi rất nhiều do thiết kế phần cứng. Với nhiều năm kinh nghiệm, NI đã phát triển một số các công nghệ trọng điểm cho phép giảm thiểu những sai số này và tăng độ chính xác tuyệt đối của hệ thống đo lường.

1.2. Kết nối sensor dễ dàng với bộ điều hòa tín hiệu được tích hợp sẵn

Thông thường, các sensors cần một bộ điều hòa tín hiệu riêng trước khi kết nối vào hệ thống thu thập dữ liệu. Công nghệ mới cùng với việc các thiết bị điện tử ngày càng thu nhỏ cho phép tích hợp bộ điều hòa tín hiệu của sensor cùng với bộ chuyển đổi từ tương tự sang số (ADC) lên cùng một thiết bị. Các thiết thị thu thập dữ liệu của NI với bộ điều hòa tín hiệu tích hợp giúp cho việc đo lường chính xác hơn nhờ việc loại bỏ cáp và các đầu nối dữ liệu, giảm các thành phần của hệ thống đo lường. NI cũng đã hợp tác với hàng loạt các công ty sản xuất cảm biến (sensor) hàng đầu thế giới để tạo ra các chuẩn đầu nối cảm biến dễ dàng, và tự động cấu hình cảm biến với công nghệ cảm biến thông minh TEDS.

1.3. I/O cho tất cả các loại cảm biến, tất cả các chuẩn truyền thông

Không có nhà sản xuất nào cung cấp các thiết bị thu thập dữ liệu trên nền tảng PC đa dạng như NI. Các thiết bị NI DAQ có thể được dùng với hàng loạt các chuẩn truyền thông PC khác nhau, trong đó có USB, PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, Wi-Fi (IEEE 802.11), và Ethernet, dùng cho hàng loạt loại đo lường khác nhau. Nền tảng phần cứng dạng mô-đun của NI giúp thỏa mãn các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng và cho phép mở rộng ứng dụng trong tương lai.

2. Các công nghệ thu thập dữ liệu của NI

Hơn 25 năm qua, National Instruments đã không ngừng sáng tạo để cung cấp những công nghệ thu thập dữ liệu tối tân nhất, giúp người dùng có thể tận dụng tối đa các công nghệ máy tính. Các kỹ sư NI đã phát triển các công nghệ phần cứng và phần mềm để tạo ra các nền tảng thu thập dữ liệu tốt hơn các thiết bị truyền thống về hiệu năng và năng suất.

2.1. NI-STC3: Chip NI-STC3 là thành phần chính của các thiết bị NI DAQ, được thiết kế bởi các kỹ sư của NI để giải quyết các ứng dụng với yêu cầu cao về kiểm định, đo lường và điều khiển. Nó cung cấp giao tiếp PCI Express riêng, 4 bộ đếm và những chức năng tối tân về định thời và đồng bộ hóa.

2.2. NI Signal Streaming: Công nghệ đã được cấp bản quyền NI Signal Streaming giúp người dùng có thể tận dụng tối đa các đường truyền dữ liệu trên PC. NI Signal Streaming kết hợp các sáng tạo trong thiết kế phần cứng và phần mềm cho phép duy trì được đường truyền dữ liệu hai chiều tốc độ cao trên các chuẩn USB, Ethernet, và Wi-Fi (IEEE 802.11) vốn dĩ có nhiều hạng chế nhất định.

2.3. TDMS: National Instruments giới thiệu định dạng file mở Technical Data Management Streaming (TDMS) vì các lựa chọn lưu trữ khác không đáp ứng được. Định dạng file TDMS là một định dạng dễ trao đổi, được cấu trúc tốt, có khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao, và có thể được search một cách nhanh chóng mà không cần phải thiết kế, bảo dưỡng một cơ sở dữ liệu đắt tiền.

2.4. NI-MCAL: Nhiều nhà sản xuất thiết bị thu thập dữ liệu bỏ qua thực tế rằng ADC là một hệ thống phi tuyến tính. Không tính đến việc này có thể dẫn đến những sai số lớn trong đo lường. NI-MCal là thuật toán hiệu chuẩn dựa trên phần mềm, tạo ra một đa thức bậc 3 để điều chỉnh 3 nguồn tạo ra sai số trong đo lường: độ lệch (offset), độ khuyếch đại (gain) và độ phi tuyến tính (nonlinearity).

2.5. NI-PGIA 2: PGIA (Programmable Gain Instrumentation Amplifier – Bộ khuyếch đại thiết bị lập trình được) thay đổi dải tín hiệu đầu vào trước khi đưa vào ADC bằng cách thay đổi độ khuyếch đại, cho phép tận dụng tối đa độ phân giải của thiết bị thu thập dữ liệu. Hầu hết những PGIA có sẵn không tối ưu hóa cho các ứng dụng thu thập dữ liệu vì thời gian lắng (settling time) quá dài. Công nghệ NI-PGIA 2 cải thiện độ chính xác và nâng cao hiệu năng bằng cách giảm thời gian lắng và đảm bảo được độ phân dải cho dù thiết bị lấy mẫu ở tốc độ tối đa.

2.6. Công nghệ NI InstantDAQ: Công nghệ NI InstantDAQ cung cấp một cách thức đo lường đơn giản với PC. Các thiết bị NI DAQ với công nghệ NI InstantDAQ sẽ tự động chạy một phần mềm đã được viết sẵn để xem dữ liệu đo được ngay khi thiết bị được kết nối vào PC. Không cần phải cài đặt driver.

2.7. TEDS (IEEE 1451.4) - Sensor Plug & Play: Transducer Electronic Datasheet Technology (TEDS) – công nghệ cảm biến với datasheet điện tử - giúp các sensors có khả năng plug & play. Các sensor TEDS lưu một datasheet điện tử bên trong với các thông tin về cấu hình sensor. Các thiết bị thu thập dữ liệu TEDS của NI có thể tự động cấu hình những sensor thông minh này, giảm thời gian cài đặt và loại bỏ sai sót của con người trong quá trình đọc datasheet.

3. Nâng cao năng suất qua phần mềm

Một trong những lợi ích lớn nhất trong việc sử dụng các thiết bị thu thập dữ liệu trên nền PC là bạn có thể dùng phần mềm để tùy chỉnh các tính năng và hiển thị kết quả theo yêu cầu của ứng dụng. Khi xem xét giá thành của việc xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu, phát triển phần mềm thường chiếm khoản 25% của cả hệ thống. Có được một driver dễ sử dụng cùng với phần mềm lập trình ứng dụng trực giác cho phép chúng ta hoàn thành dự án đúng tiếng độ với giá thành thấp. National Instruments cung cấp một loạt các công cụ phần mềm giúp bạn đạt năng suất cao hơn trong việc hoàn thành các công việc đo lường và tự động hóa.

3.1. Phần mềm driver NI-DAQmx

Phần mềm driver NI-DAQmx giúp tăng năng suất và hiệu suất. Đây là một trong những lý do vì sao National Instruments vẫn tiếp tục là công ty đi đầu trong lĩnh vực thiết bị ảo và đo lường dựa trên PC.

3.1.1. Một giao tiếp, nhiều ngôn ngữ lập trình: NI-DAQmx cung cấp cùng một giao tiếp cho nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau, trong đó có NI LabVIEW, các ngôn ngữ Visual Studio.NET, C, C++. Các hàm và đặc tính cũng như thứ tự sử dụng các hàm là như nhau trên tất cả các ngôn ngữ lập trình.

3.1.2. Một giao diện, hàng trăm các thiết bị thu thập dữ liệu khác nhau: Không cần biết bạn đang phát triển ứng dụng trên thiết bị thu thập dữ liệu qua chuẩn PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, USB, Ethernet hay không dây, mã cơ bản của NI-DAQmx là như nhau trên tất cả các thiết bị. Với một giao tiếp lập trình duy nhất, bạn có thể nâng cấp hoặc thay đổi thiết bị thu thập dữ liệu mà không cần thay đổi mã chương trình.

3.2. Phần mềm lập trình đồ họa NI LabVIEW 

NI LabVIEW là môi trường lập trình đồ họa giúp bạn có thể thu thập dữ liệu từ bất cứ sensor nào trên bất cứ đường truyền dữ liệu nào. Bạn có thể tự động hóa việc đo lường từ nhiều thiết bị, phân tích dữ liệu song song với việc thu thập, tạo ra báo cáo tùy chỉnh trong vòng vài phút với các công cụ chuẩn công nghiệp. Từ việc đo lường đơn giản cho đến những hệ thống đo lường hàng chục nghìn kênh, LabVIEW có thể giúp bạn thu thập, phân tích và lưu dữ liệu trong một thời gian ngắn.

3.2.1. Làm việc nhanh hơn với đồ họa: Với LabVIEW, bạn có thể phát triển ứng dụng thu thập dữ liệu bằng cách kéo thả các icon đồ họa thay vì phải viết từng dòng lệnh. Với LabVIEW, dù bạn không có kinh nghiệm lập trình, trong vài giờ, bạn có thể hoàn thành các chương trình mà với những ngôn ngữ lập trình truyền thống cần đến hàng tuần. Chương trình ở dạng sơ đồ trạng thái trực quan giúp bạn dễ phát triển, bảo trì và nắm bắt.

3.2.2. Bắt đầu ngay lập tức với các ví dụ có sẵn: Không cần phải tạo chương trình thu thập dữ liệu từ đầu. LabVIEW có sẵn các ví dụ cho các công việc đo lường quen thuộc. Mở những chương trình ví dụ, chạy chương trình và bạn đã có thể lấy được kết quả với LabVIEW.

3.2.3. Tạo giao diện chuyên nghiệp trong vài giây: LabVIEW giúp bạn nhanh chóng tạo ra giao diện đồ họa với hàng trăm các điều khiển, đồ thị và các công cụ hiển thị 3D kéo thả. Bạn có thể tùy chỉnh vị trí, kích cỡ và màu sắc của những điều khiển này chỉ trong vòng vài giây. LabVIEW cũng giúp bạn tạo ra những điều khiển của riêng mình hoặc tích hợp các hình ảnh hoặc logos.

 

3.3. NI DIAdem

DIAdem là một công cụ phần mềm giúp bạn nhanh chóng định vị, tải, trình bày, phân tích và báo cáo các dữ liệu đo đạt được trong quá trình thu thập dữ liệu và/hoặc được tạo ra trong quá trình mô phỏng. DIAdem được thiết kế giúp bạn nhanh chóng truy cập, xử lý và báo cáo một lượng lớn các dữ liệu phân tán trên nhiều định dạng khác nhau để từ đó đưa ra một quyết định có giá trị. DIAdem là một thành phần của giải pháp NI Technical Data Management (TDM).

Các thông tin liên quan