新一代數(shù)據(jù)采集設(shè)備M系列DAQ產(chǎn)品有6個(gè)DMA通道。數(shù)據(jù)不通過(guò)處理器就可直接從DAQ設(shè)備上發(fā)送到PC內(nèi)存，保證了數(shù)據(jù)的高速傳輸，并且不占用處理器，使處理器可以執(zhí)行其他任務(wù)，如數(shù)據(jù)換算和分析。采用這種內(nèi)置板載NI-STC2系統(tǒng)定時(shí)控制器ASIC中的技術(shù)，單個(gè)設(shè)備可以以最高速度同時(shí)執(zhí)行模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出和2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器操作，而且不會(huì)丟失數(shù)據(jù)或造成錯(cuò)誤。

許多插入式DAQ設(shè)備不僅受到它們的采集或更新速率的限制，而且還受數(shù)據(jù)傳送到PC內(nèi)存的速率限制。舊式的數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用中斷請(qǐng)求通路(Interrupt Request Lines, IRQ)來(lái)把數(shù)據(jù)傳送到PC內(nèi)存。IRQ要占用計(jì)算機(jī)的處理器來(lái)控制數(shù)據(jù)的傳送；由于阻止了PC處理其他操作，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的效率下降。

許多新的數(shù)據(jù)采集設(shè)備只有1個(gè)或2個(gè)DMA通道。對(duì)于這些設(shè)備，在執(zhí)行超出DMA通道數(shù)的操作時(shí)就需要使用IRQ。隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的提高以及要同時(shí)執(zhí)行更多的操作，這些IRQ開(kāi)始獨(dú)占PC的處理時(shí)間，導(dǎo)致系統(tǒng)變慢并最終產(chǎn)生錯(cuò)誤。使用M系列DAQ設(shè)備和NI-STC2就可以解決這一問(wèn)題，因?yàn)橛凶銐虻腄MA通道可以同時(shí)執(zhí)行DAQ設(shè)備上所有操作而不使用IRQ。
 

電子器件，如模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)等，會(huì)隨時(shí)間和溫度產(chǎn)生非線性和漂移。補(bǔ)償這些固有誤差需要設(shè)備能夠進(jìn)行自校準(zhǔn)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用板載的高精度參考電壓，在單個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行2點(diǎn)校準(zhǔn)。這種方法不能消除ADC范圍內(nèi)的非線性情況，從而降低了設(shè)備的測(cè)量精度。此外，在掃描具有不同輸入范圍的多個(gè)通道的測(cè)量過(guò)程中，假設(shè)ADC在整個(gè)范圍內(nèi)是完全線性的，因此測(cè)量的結(jié)果就會(huì)受到這種不正確假設(shè)的影響。

M系列設(shè)備采用的NI?MCal技術(shù)具有專利的線性化和校準(zhǔn)引擎，能對(duì)上千個(gè)電壓和所有輸入范圍進(jìn)行校準(zhǔn)。NI?MCal技術(shù)把測(cè)量的精度提高了5倍。此外，大多數(shù)M系列設(shè)備具有更高精度的參考電壓，使建議的校準(zhǔn)時(shí)間間隔由1年提高到2年，從而降低了設(shè)備的維護(hù)成本。

在快速掃描時(shí)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的精度也會(huì)受到放大器穩(wěn)定時(shí)間的影響。數(shù)據(jù)采集設(shè)備的指標(biāo)常常用分辨率和最大采樣率來(lái)定義，而這些指標(biāo)沒(méi)有反映設(shè)備在高速采樣時(shí)掃描多個(gè)通道所需的時(shí)間，因?yàn)榉糯笃饔锌赡軟](méi)有足夠的時(shí)間來(lái)穩(wěn)定輸出結(jié)果。對(duì)于穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，這會(huì)導(dǎo)致16位的設(shè)備在測(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)精度比12位的設(shè)備低。

在設(shè)計(jì)新的M系列DAQ設(shè)備時(shí)，NI開(kāi)發(fā)出新一代的可編程儀器放大器，NI-PGIA2，它有比現(xiàn)有的商業(yè)化儀器更少的穩(wěn)定時(shí)間。這種專門(mén)設(shè)計(jì)的放大器在高速采集率下具有更高的測(cè)量分辨率，并能進(jìn)行更為精確的動(dòng)態(tài)信號(hào)采集。

這些新特性包括采用了商業(yè)化的ADC發(fā)展的新技術(shù)。例如，現(xiàn)在M系列DAQ設(shè)備的最高分辨率為18位，而絕大多數(shù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的分辨率為12或16位。為了優(yōu)化現(xiàn)代的ADC的精度，M系列DAQ設(shè)備可以在整個(gè)范圍內(nèi)自行校準(zhǔn)。和只能在增益上校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備相比，M系列DAQ設(shè)備的精度有了極大的提高。

NI-STC2設(shè)計(jì)中改善了數(shù)字架構(gòu)。以前的NI設(shè)備使用8個(gè)數(shù)字通道，而24或28個(gè)數(shù)字通道已成為M系列產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。此外，可以用一個(gè)板載時(shí)鐘來(lái)同步32個(gè)數(shù)字通道并使數(shù)字更新速率達(dá)到10MHz。

板上的NI-STC2計(jì)數(shù)器/定時(shí)器也獲得了更新。M系列DAQ設(shè)備使用具有更快時(shí)基的32位計(jì)數(shù)器來(lái)提高脈沖的寬度和頻率的測(cè)量精度，和以前E系列產(chǎn)品相比測(cè)量精度提高了4倍。它們?cè)黾恿诵碌臏y(cè)量功能，包括正交編碼器的輸入。表1總結(jié)了E系列DAQ提高到M系列DAQ設(shè)備所更新的特性。

M系列DAQ設(shè)備豐富的新技術(shù)和特性使它們非常適合用于多種應(yīng)用，包括自動(dòng)化測(cè)試、過(guò)程控 制和傳感器測(cè)量。由于有6個(gè)DMA通道，單個(gè)M系列DAQ設(shè)備可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)6種不同儀器所具有 的功能。為了測(cè)量DC電壓，具有18位輸入的DAQ設(shè)備能提供高于5 1/2位的分辨率。

典型的過(guò)程和加工自動(dòng)化應(yīng)用使用PID和模糊邏輯控制循環(huán)來(lái)測(cè)量和控制如溫度和壓力等物 理現(xiàn)象。由于有多達(dá)4個(gè)模擬輸出，單個(gè)M系列設(shè)備能同時(shí)運(yùn)行4個(gè)PID循環(huán)。您也可以使用同 一個(gè)設(shè)備來(lái)監(jiān)控32個(gè)模擬輸入和控制148個(gè)數(shù)據(jù)通道。

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，M系列DAQ設(shè)備也能無(wú)縫地和IEEE1451.4智能傳感器協(xié)同工作。使用M系列D AQ設(shè)備、NI信號(hào)調(diào)整和NI?DAQmx測(cè)量服務(wù)軟件，您可以通過(guò)自動(dòng)讀取傳感器電子數(shù)據(jù)表來(lái) 獲取智能傳感器測(cè)量結(jié)果，而不需要人工輸入傳感器數(shù)據(jù)，或者用電子數(shù)據(jù)表來(lái)自動(dòng)對(duì)傳感 器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算。

M系列DAQ產(chǎn)品降低了數(shù)據(jù)采集的成本。盡管這種產(chǎn)品增強(qiáng)了I/O功能，不過(guò)，每個(gè)I/O通道 的成本卻降低了30%。M系列產(chǎn)品采用了以前DAQ產(chǎn)品所不具備的NI-STC2，NI-MCal和NI-P GIA技術(shù)，而且還能和NI- LabVIEW和NI-DAQmx測(cè)量服務(wù)軟件無(wú)縫地集成，從而具有更好的性 能、更高的價(jià)值并提供更多的I/O。

在設(shè)計(jì)新的M系列DAQ設(shè)備時(shí)，NI開(kāi)發(fā)出新一代的可編程儀器放大器，NI-PGIA2，它有比現(xiàn)有的商業(yè)化儀器更少的穩(wěn)定時(shí)間。這種專門(mén)設(shè)計(jì)的放大器在高速采集率下具有更高的測(cè)量分辨率，并能進(jìn)行更為精確的動(dòng)態(tài)信號(hào)采集。

這些新特性包括采用了商業(yè)化的ADC發(fā)展的新技術(shù)。例如，現(xiàn)在M系列DAQ設(shè)備的最高分辨率為18位，而絕大多數(shù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的分辨率為12或16位。為了優(yōu)化現(xiàn)代的ADC的精度，M系列DAQ設(shè)備可以在整個(gè)范圍內(nèi)自行校準(zhǔn)。和只能在增益上校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備相比，M系列DAQ設(shè)備的精度有了極大的提高。

NI-STC2設(shè)計(jì)中改善了數(shù)字架構(gòu)。以前的NI設(shè)備使用8個(gè)數(shù)字通道，而24或28個(gè)數(shù)字通道已成為M系列產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。此外，可以用一個(gè)板載時(shí)鐘來(lái)同步32個(gè)數(shù)字通道并使數(shù)字更新速率達(dá)到10MHz。

板上的NI-STC2計(jì)數(shù)器/定時(shí)器也獲得了更新。M系列DAQ設(shè)備使用具有更快時(shí)基的32位計(jì)數(shù)器來(lái)提高脈沖的寬度和頻率的測(cè)量精度，和以前E系列產(chǎn)品相比測(cè)量精度提高了4倍。它們?cè)黾恿诵碌臏y(cè)量功能，包括正交編碼器的輸入。表1總結(jié)了E系列DAQ提高到M系列DAQ設(shè)備所更新的特性。

M系列DAQ設(shè)備豐富的新技術(shù)和特性使它們非常適合用于多種應(yīng)用，包括自動(dòng)化測(cè)試、過(guò)程控 制和傳感器測(cè)量。由于有6個(gè)DMA通道，單個(gè)M系列DAQ設(shè)備可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)6種不同儀器所具有 的功能。為了測(cè)量DC電壓，具有18位輸入的DAQ設(shè)備能提供高于5 1/2位的分辨率。

典型的過(guò)程和加工自動(dòng)化應(yīng)用使用PID和模糊邏輯控制循環(huán)來(lái)測(cè)量和控制如溫度和壓力等物 理現(xiàn)象。由于有多達(dá)4個(gè)模擬輸出，單個(gè)M系列設(shè)備能同時(shí)運(yùn)行4個(gè)PID循環(huán)。您也可以使用同 一個(gè)設(shè)備來(lái)監(jiān)控32個(gè)模擬輸入和控制148個(gè)數(shù)據(jù)通道。

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，M系列DAQ設(shè)備也能無(wú)縫地和IEEE1451.4智能傳感器協(xié)同工作。使用M系列D AQ設(shè)備、NI信號(hào)調(diào)整和NI?DAQmx測(cè)量服務(wù)軟件，您可以通過(guò)自動(dòng)讀取傳感器電子數(shù)據(jù)表來(lái) 獲取智能傳感器測(cè)量結(jié)果，而不需要人工輸入傳感器數(shù)據(jù)，或者用電子數(shù)據(jù)表來(lái)自動(dòng)對(duì)傳感 器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算。

M系列DAQ產(chǎn)品降低了數(shù)據(jù)采集的成本。盡管這種產(chǎn)品增強(qiáng)了I/O功能，不過(guò)，每個(gè)I/O通道 的成本卻降低了30%。M系列產(chǎn)品采用了以前DAQ產(chǎn)品所不具備的NI-STC2，NI-MCal和NI-P GIA技術(shù)，而且還能和NI- LabVIEW和NI-DAQmx測(cè)量服務(wù)軟件無(wú)縫地集成，從而具有更好的性 能、更高的價(jià)值并提供更多的I/O。