大多數的工程師和科學家不僅需要快速啟動他們的課題或是項目以符合他們的當前需求、而且需要一定的靈活性來滿足未來的需要。這樣的話，就有許多參數需要考慮，包括從驅動軟件、應用開發(fā)軟件到硬件特性。本文將討論怎樣選擇最能符合您需求的硬件平臺。也就是，當您搭建系統(tǒng)時，應當考慮一下以下的10個測量硬件平臺的問題。
  

    1．采樣率，分辨率，精度

    一般來說，所要采集的信號決定了采樣率和分辨率的要求。對于高達100MS/s的采樣率和高達24位的精度應用，PCI和PXI平臺提供了最好的選擇和最佳的性能。為了符合精度要求，需要記住數據采集（DAQ）卡有12位和16位兩種。


    16位板卡需要有精細的設計、帶屏避的電纜、及恰當的信號連接設備，只有這樣，才能真正體現(xiàn)它們在16位測量方面的優(yōu)勢。如下表所示：

     測量                  12-位誤差      16-位誤差 
     伏, ±10V 范圍        17mV           1.15mV 
     伏, ±50mV 范圍       150uV          35uV 
     J 型熱電偶 @ 25°C    3°C           0.67°C 


    在一個給定的范圍內，一個16位的數據采集卡能夠提供216=65,536種數字化的結果，而一個12位的板只能提供212=4,096種結果。在理想情況下，這些結果在整個測量區(qū)域內均勻分布，實際測量值在最近的結果附近。這樣的話，12位與16位產品的測量誤差的差距總是65,536/4,096=16倍。但對于幅度較小的信號和設計較差的板卡，測量誤差方面的差別可以小至5倍，這是由于16位板卡對噪聲、線性誤差、非線性傳輸誤差額外敏感而造成的。


    對于那些對速度要求不高、同時由軟件來決定采樣率的工業(yè)用的分布式I/O和控制應用，NI的FieldPoint無疑是最佳的選擇。


    2．處理器表現(xiàn)

    當Dell，HP，IBM及其他的PC廠商互相競爭，來以最快的時鐘頻率提供最先進的處理器的時候，現(xiàn)成的計算機能夠體現(xiàn)最佳的處理器性能。您可以使用PCI測量設備或一個由臺式計算機控制的PXI系統(tǒng)，把這些高速處理器的性能發(fā)揮極至。對于要求更為嚴格或更為緊湊的解決方案的應用，嵌入式控制器與PXI所具有的處理能力與 現(xiàn)有的臺式計算機相當。與針對最快的表現(xiàn)不同，對于分布式的I/O和控制，F(xiàn)ieldPoint處理器專門針對小空間和堅固情況而做了優(yōu)化。


    3．容量——插槽或模塊擴展性

    通常情況下，待測的信號數量也是需要考慮的。對于從通道數不多的應用，臺式計算機是一個很好的測量平臺。大多數臺式電腦提供2至3個PCI插槽。根據所需要的測量模塊類型，對于需要數十個通道的應用來說空間已經足夠了。對于更多通道的應用，PXI機箱支持多達18個插槽，您甚至可以以級聯(lián)方式連接(daisy-chain)多個機箱來獲得更多的通道。FieldPoint系統(tǒng)最多可以支持9個I/O模組，你可以輕而易舉地把幾百個系統(tǒng)用串口或以太網（Ethernet）連在一起。


    4．觸發(fā)和同步功能

    定時和同步是經常被忽視，但同時又是一個測量平臺的很關鍵的因素,。比如在使用觸發(fā)總線的生產應用中，可以同步進行測量、移動和檢查，這無疑能使生產產量大幅度提高。如果您的應用需要在信號間或測量同步任務間有嚴格的時間關系，那么PXI就是一個理想平臺。使用PXI，您可以訪問8條 總線 觸發(fā)線，把所有的PXI插槽連在一起，因此測量模組可以互相作用、觸發(fā)、相互控制。PXI背板提供了一個用于精確定時、具有最小偏差的星狀觸發(fā)線以及一個普通的10MHz的時鐘以便同步多個模塊。這些技術可大幅度提高測試效率和生產量。許多NI的PCI板卡有一個實時系統(tǒng)集成總線，因此可以同步諸如源、輸入、運動控制、視覺等模塊。NI LabVIEW通過與測量硬件的緊密的集成大大簡化了這一任務。


    5．測量模塊范圍

    NI提供了大量的用于PCI和PXI平臺的有關測量、機器視覺、運動控制和儀器模塊的板卡。但由于PCI已經被廣泛接受，目前有著大量不同類別的第三方的PCI模塊。而PXI作為一個日漸興起的測量與自動化平臺，正在逐步填補在這個平臺上的空缺----有500多種不同的模塊可供PXI使用，有幾百家公司正開發(fā)與PXI兼容的CompactPCI外圍設備。


    6．實時性

    許多測量系統(tǒng)所要求的實時性能比標準的臺式計算機操作系統(tǒng)所能提供的要高得多。運行LabVIEW Real-Time的PXI系統(tǒng)提供了最好的實時性能與選擇。NI E 系列多功能數據采集卡，數字I/O，記數器/定時器模塊，運動控制，圖象采集裝置，所有的這些都能運行在PXI平臺上，用于高速機器或過程處理應用。有了新一代的FieldPoint2000實時控制器，可以把LabVIEW Real-Time分布到接近模擬和數字I/O測量點，把電纜線減至最少。
    
    FieldPoint2000本地處理器在分布式應用中提供了高級控制、信號分析、數據記錄的功能。NI PCI平臺通過一系列的帶有用于決定控制回路的板載處理器的實時數據采集、硬件板卡，提供用于低通道應用的實時功能。


    7．包裝尺寸和堅固性

    鑒于您的應用可能有尺寸限制和堅固性能方面的要求。如果您要在一個小機箱內進行測量，那么可以考慮采用FieldPoint系列分布式I/O產品。最新的FieldPoint2000控制器只有4.3x4.3x3.6英寸大小，并且有大量的模擬I/O和數字I/O模塊，以提供一個完整的測量與自動化平臺。一個控制器上運行LabVIEW Real-Time，加上一個8通道的模擬I/O模塊組合起來的尺寸僅為一塊通常的住房用磚的大小。對于那些高性能的且有堅固性方面要求的應用，PXI相對于臺式計算機，提供了更好的抗沖擊、抗震動、防高溫等方面的保護。


    8．惡劣環(huán)境

    如果您的應用需要在惡劣的環(huán)境中運行，您應考慮基于FieldPoint或是基于PXI的方案。FieldPoint能運行在一個很寬的溫度范圍內（-40到70oC）。此外，在相對濕度為10%--90%、震動等級在5GHz時為500Hz時候等等性能保證了系統(tǒng)的可靠運行，使之成為在惡劣環(huán)境下的理想的測量與控制平臺。為了體現(xiàn)更好的性能，PXI還提供了堅固的機械包裝和空氣強制過濾（filtered-forced-air）冷卻功能。此外，所有的PXI機箱都經過大量的機械測試以確保經久耐用和可靠性。


    9．快速實現(xiàn)首次測量和便攜式測量

    搭建測量系統(tǒng)并使之快速運行是很重要的，特別是當你想要經常對系統(tǒng)進行更新的時候。這時，主要考慮的是驅動器、開發(fā)軟件和I/O的連接。用于手提電腦的PCMCIA，USB，F(xiàn)ireWire和用于手提和臺式電腦的以太網，他們都提供了快速、簡單的架構和I/O連接以便隨身攜帶。比如，當用PCMCIA卡或USB把一個測量裝置連接到電腦上時，如果你安裝了驅動器軟件，計算機會自動檢測到這一裝置。你不必關掉計算機來連接這一裝置。但是，與PCI和PXI相比，PCMCIA和USB提供的是中等的數據量。而與一個基于臺式電腦的系統(tǒng)相比，PXI前插式插槽使得增加和卸除測量模塊變得更容易了。但是，他們不支持熱插拔。


    10. 成本

    價格是決定成本的許多因素之一。總體上說，采納那些被大量使用的商業(yè)技術降低了系統(tǒng)成本。利用Dell，HP及其他電腦生產商的規(guī)模經濟，對于從少量到中等數量通道的應用，基于PCI的臺式系統(tǒng)提供了最低的成本。類似于PXI和FieldPoint那樣的其他平臺也利用商業(yè)軟件、總線和組件技術來降低了系統(tǒng)成本。


    如要了解關于選擇合適測量平臺的詳細信息，請訪問ni.com/info，然后鍵入nsi2417。