Adlink Technology Inc. · TWSE:6166
Adlink Technology — Non-Deal Roadshow (2011)
40 slides from Adlink Technology's roadshow presentation, 2011
Slide 1: 便携+易用+高密度同步采集
便携+易用+高密度同步采集 ——通用性数据采集技术的 发展及其应用 董子麒 量测与自动化产品事业处 凌华科技（中国）有限公司 [email protected]
Slide 2: Agenda
Agenda 数据采集技术发展趋势 便携式数据采集及应用 应力、应变采集及应用 多通道同步采集及应用 Q&A
Slide 3: 数据采集技术发展趋势
数据采集技术发展趋势 当前DAQ硬件市场正由插卡式 数据采集系统逐渐向采用USB 嵌入式DAQ系统转移… 内置信号调理以及可直接接传 感器的数据采集卡变成一个趋 势，含电压、电流、温度、应 力应变、加速度计等。 集成度越来越高，多通道同步 板卡的需求日益增高
Slide 4: USB DAQ 的营业额2011年将超过插卡式 DAQ
便携式数据采集及应用 Frost & Sullivan market survey report ※USB DAQ 的营业额2011年将超过插卡式 DAQ
Slide 5: ADLINK推出USB系列数据采集产品
便携式数据采集及应用 因应这样的市场需求，ADLINK推出USB系 列数据采集产品
Slide 6: ADLINK USB DAQ特性
ADLINK USB DAQ特性 硬件及软件都支持即插即用(Plug & Play) • 方便布线 (螺丝端子板) • 可直接连接常见传感器，比如热电阻/热电偶，应力传感器，压 力传感器，位移传感器等 (内建信号调理电路) • 免费的配套软件 USB供电 方便现场安装：便携式，墙上安装，或导轨安装都可以 提供设备号(Device ID，由拨码式开关设定) 可锁紧的USB电缆，提供更可靠连接 DAQ/DIO模块基于USB 2.0 即将推出数字化仪/高速DIO，基于USB 3.0
Slide 7: ADLINK USB DAQ 系列
ADLINK USB DAQ 系列 模块 传感器类别 内置信号调理 高速 (USB-12xx 系列) 4-ch, 16-bit, 2MS/s 通用 (USB-19xx 系列) 电压输出 16-通道 电压输入, 16位, 250KS/s (USB-1902)* 无信号调理 电流输出 8通道电压输入 8通道电流输入 16位 (USB-1903)* 热电偶 电流电压转换 热电阻 激励电流 + 高精度 (USB-24xx 系列) 前置放大器 4通道24位通用输入, 2kS/s (USB-2401)* 应变传感器 冷端补偿 称重传感器 *2011年7月即将推出 电阻 半桥 / 全桥 + 激励电压
Slide 8: ADLINK USB DAQ 规格
ADLINK USB DAQ 规格 USB-2401 USB-1902/1903 模拟量输入 精度 24-bit 16-bit 通道数 4 DIFF 16 SE/ 8 DIFF 最大采样率 (单通道) 2 kS/s 250 kS/s (同步采集) (多路切换) 可编辑增益 1, 2, 5, 10 1, 2, 10, 50 输入范围 ± 10V, ± 2V, ± 1V, ± 200mV ± 25V, ± 10V, ± 1V, ± 250mV 0-20mA 电流输入 触发源 软件触发 软件，外部数字量/模拟量 触发模式 后触发，预触发，门触发 激励电压 Yes, 2.5V (桥式传感器) N/A
Slide 9: ADLINK USB DAQ 规格 (续)
ADLINK USB DAQ 规格 (续) 供导轨安装/墙式安装的 可锁紧USB电缆 多功能配件 可取下的螺丝固定 端子排 Device ID可设定 USB 供电 免费提供应用软件
Slide 10: m ytt. SK es
m ytt. SK es me SP mB fev we LVS /\ At ADLINK, We CARE TECHNOLOGY INC
Slide 11: 应力、应变采集及应用
应力、应变采集及应用 何谓材料测试 力感测器(Load Cell)架构与规格 力感测器(Load Cell)数据采集的挑战 & ADLINK解决方案
Slide 12: 何谓材料试验(Material Test)
何谓材料试验(Material Test) 一般可分三大类: 机械式试验:受外力时形状改变的特性，如拉伸、疲 劳、弯曲等 物理式试验:利用光、热、电学等来判定材料的物理特 性，如比热、导电系数等 化学式试验: 分析材料所含之化学成份及化学反应的特 性 12
Slide 13: 机械材料试验 I
机械材料试验 I 拉伸试验:测定材料的强度和塑性指标 ，一般采样 率 < 60Hz 13
Slide 14: 机械材料试验 II
机械材料试验 II 动态疲劳试验:测定材料承受反复荷重之强度，一 般采样率约几百Hz ～ 几千Hz 14
Slide 15: 机械材料试验 III
机械材料试验 III 冲击试验: 了解材料韧性及脆性之特性，一般采样 率 > 几千Hz 摆锤式 落锤式 15
Slide 16: 材料试验机架构
材料试验机架构 常见架构 1) 通过致动器施力于待测试材料上 2) 通过力感测器(Load Cell)量测所施与的力 3) 通过位移计或是伸长计(Extensometer)量测形变 Tensile Force Bending Time 16
Slide 17: 力感测器(Load Cell)架构与规格
何谓材料测试 力感测器(Load Cell)架构与规格 力感测器(Load Cell)数据采集的挑战 & ADLINK解决方案 17
Slide 18: 何谓力感测器 (Load Cell Transducer)
何谓力感测器(Load Cell Transducer) a) 惠斯顿电桥(Wheatstone Bridge)架构 b) 将力转换成电压信号 c) 用于量测拉力、张力、压力、扭力、挠曲、重量等 d) Full Load 输出 = Excitation Voltage x Sensitivity [Example] Sensitivity = 4mV/V Excitation = 10V VGFL = 10V x 4mV/V =40mV 激励电压 Excitation Voltage (Vs) 18
Slide 19: 何谓力感测器 规格范例
何谓力感测器(Load-cell Transducer) 规格范例 请注意：这些误差会影响到您最后的应用 19
Slide 20: 量测系统分辨率 – Count (码)
量测系统分辨率 – Count (码) Count = Full Scale/ 要检测的最小变化 [Example] 需求: 在Full scale 200Kg 分辨1g的变化 Count = 200Kg/1g=200,000 若使用sensitivity= 4mV/V, excitation voltage = 10V (Full load =40mV) 1 count = 40mV/200,000= 200nV (peak-to-peak noise需小于200nV) The ‘Count’ requirements for different applications 4 mV/V @1
Slide 21: “Counts” to “Resolution”
“Counts” to “Resolution” 200,000 count, Full Scale = 40mV 1 count = 40mV/200,000=200nV VPeak-to-Peak = 200nV V V RMS = Peak − to − Peak = 70 nV 2 2 Resolution = ln (40mV/ 70nV) / ln (2) = 19.1 bits >> 选择至少 20 bits 21
Slide 22: 常用的Load Cell量测系统
常用的Load Cell量测系统 Signal conditioning + Load cell meter MTS Controller General-Purpose DAQ Digital display Low cost Advantage Dedicate to MTS Direct operation High data rate Low-speed interface Disadvantage Not accurate enough Not flexible (RS232/485) & Low data rate Accuracy Low to High Low High Low
Slide 23: 凌华科技 PCI-9524 -- Single Board Solution for MTS
凌华科技 PCI-9524 -- Single Board Solution for MTS PCI-9524 •Load Cell •Torque 200,000 counts Motor Control Stepper Transducer High-Accuracy •Pressure (PWM) Servo Transducer Transducer Input 24-bit general- On/Off Control LVDT Isolated DIO ( displacement) purpose Analog Switch Sense Input AB-Phase 16-bi
Slide 24: 凌华科技PCI-9524
凌华科技PCI-9524 ——针对高精度低电压设计的数据采集卡 • PCI-9524 – Strain gage based transducer measuremet • 4 transducer input channels • Built-in 2.5/10 Vdc excitation voltage • 24-bit Internal A/D resolution • Up to 30 kS/s sampling rate for single channel • Up to 1.6 kS/s for multiple channels • Support 1.0 to 4.0 mV
Slide 25: 凌华科技PCI-9524
凌华科技PCI-9524 ——针对高精度低电压设计的数据采集卡 – Analog Output • 16-bit internal D/A resolution • +/- 10V output range • 2 Analog output channels • Up to 5kS/s update rate – Motion Control • 3 -Axis PWM • OUT/DIR, CW/CCW pulse output option • Up to 500K output frequency • 24-bit up/down counter for incremental enc
Slide 26: Load Cell数据采集的挑战 & ADLINK解决方案
何谓材料测试 力感测器(Load Cell)架构与规格 力感测器(Load Cell)数据采集的挑战 & ADLINK解决方案 26
Slide 27: Load Cell低电压高精度量测的挑战
Load Cell低电压高精度量测的挑战 Load Cell Challenge Measurement 200,000 counts 噪声(Noise) 200 nV/count 5 ppm stability 漂移(Drift) 4mV/V@10V 27
Slide 28: Thermal Couple Effect
Thermal Couple Effect Lead Resistance 噪声与漂移 Thermal Noise Semiconductor Noise RFI Noise Resistor TC Mismatch Total Noise ~ ~ 650nV Resistor TC Mismatch Lead Resistance RFI Noise 12.5nV x N Thermal Couple Effect Semiconductor Noise Thermal Noise 300nV 6.5nV 25nV × N 28 Temperature drift 1°C Signal fr
Slide 29: 凌华科技的解决方案
凌华科技的解决方案 Reduce Semiconductor Noise, Thermal Eliminate lead Noise and Thermal couple effect. resistance effect Reduce RFI Noise Reduce Semiconductor Noise 29
Slide 30: 凌华科技解决方案
凌华科技解决方案 1) Noise Sources Semiconductor Noise Æ Auto-zero, digital filtering Thermal Noise Æ Auto-zero RFI Noise Æ Input analog filtering 2) Drifts Thermal Couple Effect Æ Auto-zero Lead Resistance Æ Remote-sense Resistor TC Mismatch Æ Remote-sense 30
Slide 31: Deviation from Ideal (ppm)
凌华科技解决方案 No Auto-zero Auto-zero Linearity Tested by Rice Lake Transducer Simulator 4, No Auto-zero Auto-zero which linearity is 200ppm (typical), 500ppm (max.) 150.0 Histogram Histogram 100.0 Deviation from Ideal (ppm) Auto-zero Off, DSP on , 30-sec duration Auto-zero on, DSP on, 30-sec duration 50.
Slide 32: ENOB [bits]
凌华科技解决方案 -有效分辨率 ENOB vs Sam pling Rates Rice Lake's "Transducer Simulator 4", 350-ohm bridge, 3mV/V output Using 10V Excitation, Auto-zero Enable, Remote-sensing, Digital Filter Disabled Sampling duration : more than 60-sec for Sampling-rate <= 47 SPS 25 Ideal 200,000 count 24 23 22 ENOB [bits] 21 2
Slide 33: Noise [uV]
凌华科技解决方案 - Low Noise RMS Noise vs Sam pling Rates Rice Lake's "Transducer Simulator 4", 350-ohm bridge, 3mV/V output Using 10V Excitation, Auto-zero Enable, Remote-sensing, Digital Filter Disabled Sampling duration : more than 60-sec for Sampling-rate <= 47 SPS 0.350 0.300 0.250 Noise [uV] 0.200 0.1
Slide 34: 开发软件支持
开发软件支持 DLL Library for C/C++, VB, Delphi, BCB, .NET MATLAB® Data Acquisition ToolBox LabVIEW® Linux 34
Slide 35: 其他应用
其他应用 力反馈控制应用 制造/冲压设备 自动化组装流水线 高精度电子秤 医疗/复健 ﹒﹒﹒ 35
Slide 36: 可控核聚变—EAST
可控核聚变—EAST 近年来地球的环境恶化问题已经凸显，发展清洁、 高效可再生、能源已经刻不容缓 高效节能的可再生能源 风能 潮汐 太阳能 核能(裂变、聚变)
Slide 37: 可控核聚变—EAST设备中的产品应用
可控核聚变—EAST设备中的产品应用 研究等离子体稳态，探索实现聚变能源工程和物 F e 平均结合能 * 10克氘＋15克氚 理问题—EAST 裂变能 U H 4 ＝> 人一生所需能源 e EAST $ 500升海水含10克氘 Li 裂变 实验Experimental T % 无环境污染及长寿命放 聚变能 先进Advanced 射性废料 3H e 超导Superconducting D 聚变 托卡马克Tokamak 原子质量 核心部分 托卡马克Tokamak 磁约束装置
Slide 38: 可控核聚变—EAST
可控核聚变—EAST EAST 工程指挥部 超导托卡马克装置主机 真空抽充气系统 高功率电源系统 总控与数据采集系统 低温系统 公共辅助设备与配套设备等
Slide 39: EAST的总控与数据采集系统
EAST的总控与数据采集系统 系统组成 控制核心 PXIS-2670 14槽上架式PXI机箱、可扩展13个外围模块 500W工业级电源、DC Power可选 PXI-3950 T7500 双核2.2GHz、4G DDR2 667内存、160G SATA硬盘 集成丰富的外围接口（GPIB、USB、LAN、COM…） 外围功能模块 PXI-2022 × 7 16位精度、16通道、每通道250KS/s采样率同步采集、PXI TriggerLine / StarTrigger / PLL同步 多种外围仪器(GPIB / LAN / USB)
Slide 40: At ADLINK, We CARE
”\ At ADLINK, We CARE 5 TECHNOLOGY INC.