标签: 程控电阻

概述       本文以Pickering 的PXI程控电阻板卡作为实例，讲解如何使用NI VeriStand在Windows操作系统中配置和部署自定义设备，涉及软件操作、文件配置、驱动安装等。其中Pickering 的PXI程控电阻板卡40-197-050作为自定义设备。 1.软硬件要求       已安装Windows操作系统的电脑；       NI Veristand软件，首选以默认安装路径进行安装；       NI DAQ或DAQm驱动程序 ，首选以默认安装路径进行安装； 2.下载并安装Pickering VISA驱动程序Pipx40       使用NI Veristand软件在Windows操作系统中配置和部署Pickering 的PXI程控电阻板卡40-197-050，需要在Windows中安装Pickering VISA驱动程序Pipx40，点击 下载 ，首选以默认安装路径进行安装。       注意： 为保证Pickering VISA 驱动 pipx40 的正常使用需要预装 NI VISA 。 图1 Pickering VISA驱动程序Pipx40 3.下载自定义设备驱动文件安装包       下载链接： http://downloads.pickeringtest.info/downloads/drivers/Veristand/       注意 ：选择与板卡类型和VeriStand版本一致的驱动文件安装包。 图2 Pickering VeriStand自定义设备驱动文件.zip压缩包 4.解压.zip文件夹并复制到VeriStand如下目录       WindowsXP: C:\Documentsand Settings\All Users\Documents\National Instruments\NI VeriStand\CustomDevices       Windows7-10: C:\Users\Public\Documents\NationalInstruments\NI VeriStand\Custom Devices       注意 ：以PickeringResistor 1.2.4 Veristand 2015.zip为例，见图3。被复制到指定目录的文件夹名称是PickeringResistor，而不是名为PickeringResistor 1.2.4 Veristand 2015的文件夹。 图3 PickeringResistor驱动文件4.重启NI VeriStand 5.打开Project或新建Project 图4 NI VeriStand 2015面板      在本实例中，新建Project，实例命名为“Untitled 1 Pickering Resistor 40297 050”，其他设置默认，如图5。 图5 Creat New Project与命名 6.打开System Defnition File       在图6中，左键双击“Untitled 1 Pickering Resistor 40 297 050.nivssdf”打开System Defnition File面板，如图7。 图6 Project面板及System Defnition File 7.选择自定义设备       选择“Targets”—“Controller”—右键单击“Custom Devices”—“PickeringResistor”，以PickeringResistor为例，在图7中选择PickeringResistor，打开配置界面如图8。 图7 System Defnition File面板 8.配置       在配置面板中Ring下拉栏中选择相应的板卡型号，填写Resource string、Name、Description。Resourcestring包含了板卡在正在运行的设备(机箱)中的位置信息，需要在正在运行的设备(机箱)中获得，见附图。      注意： Resource string必须填写且正确，否则NI Veristand无法与自定义设备(本实例中为Pickering 的PXI程控电阻板卡40-197-050)正常通信。 图8 配置面板 9.选择Windows操作系统       选择“Targets”—“Controller”—“OperatingSystem”—“Windows”。 图9 System Defnition File面板中的Controller配置页 10.控制      在本实例中，自定义设备为Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050，使用Pickering General SFP软件获取PXI机箱内的板卡Resource string，如附图2。在NI Veristand中配置如图10。      System Defnition File面板左侧显示可控制的电阻通道，点击相应的通道后在右侧界面输入指定的阻值，如图11。然后点击System Defnition File面板中的“保存”，关闭System Defnition File面板，点击Project面板中的“部署”按钮 ，Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050的相应通道就会输出指定的电阻值。 图10 在NI Veristand中配置Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050 图11 Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050控制界面. 11.实例数据      在本实例中，主要硬件为Pickering的60-102B-001 PXI/LXI机箱、Pickering 41-921A-001 LXI控制器、虹科工控机Windows 10、Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050，主要软件为NI Veristand 2015。      本实例中，使用在“Project”—“User Interface”—“Worksplace”中创建的控制界面控制Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050的Channel 1，如图12（控制界面的详细创建操作步骤不作为本文重点内容，顾不再阐述）。在NI Veristand与Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050通信成功后，在图12的“channel 1 Set”输入控件中输入指定的值后，“channel 1 Get”显示控件就会显示相应的电阻值；若通信没有成功，则“channel 1 Get”显示为0且不会随着“channel 1 Set”的值变化而变化。      图13为实验室设备工作部分照片，在“Worksplace”中将Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050的Channel 1电阻值设置为151.0欧姆，使用万用表测得的阻值是152.7欧姆，在误差允许范围内。      Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050结构请见附录，点击 下载 详细的数据手册。 图12 Worksplace面板 图13 实验室设备工作部分照片 附图 Resource string      以Pockering 40-297-014为例，使用Pickering General SFP软件获取LXI机箱内的板卡Resource string，如附图1。 附图1      以Pockering 40-297-050为例，使用Pickering General SFP软件获取PXI机箱内的板卡Resource string，如附图2。 附图2 附录1 Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050结构 Pockering的PXI程控电阻板卡40-297-050结构，如图1。连接器引脚如图2。实物图如图3. 图1 结构图 图2 7-pin male D-type 图3 实物图 附录2 常见问题   常见问题 1       NI Veristand 提示“DAQ或DAQm一系列VI不存在”，如图1。      原因分析 ：电脑中缺少NI DAQ或NI DAQm驱动软件。      解决方案 ：下载并安装NI DAQ或NI DAQm驱动软件， 点击下载 。      本机安装的是NI DAQmx 16.0.1，如图2。 图1 图2   常见问题 2      NI Veristand 提示错误信息如下：      The Veristand Gateway encounteredan error while deploying the system Definition file.      Details:      Error 1003 occurred at ProjectWindows.lvlib:Project Windows.viProject Windows.lvlib:CommoandLoop.viProject Windows.lvlib to System.vi.      …      无法执行该VI。造成错误的原因可能是VI断开或者VI无法定位。选择文件打开可打开VI并确保可以运行该VI。      …      VI路径：C:\Users\Public\Document\NationalInstrument\Ni Veristand 2015\Custom Device\PickeringResister Engine Windows.llb\RTDriver VI.vi      …      如图3与图4。      原因分析 ：电脑中缺少Pickering VISA驱动软件。      解决方案 ：下载并安装Pickering VISA驱动软件， 点击下载 ，如图5。      本机安装的是Pickering_PXI_Driver_Package-v4.30.006，如图6。 图3 图4 图5 图6   常见问题 3      NI Veristand 提示错误信息如下：      The VeriStand Gateway encounteredan error while deploying the System Definition file.      Details:      Error -1073807202 occurred atProject Window.lvlib:Project Window.vi Project Window.lvlib:CommandLoop.vi Project Window.lvlib:Connect to      System.vi      …      LabVIEW:  (Hex 0xBFFF009E)      无法定位或加载VISA或VISA所需的代码库。通常原因为系统中未安装所需驱动程序。      …      NI VeriStand: NIVeriStand TriggerRouting.lvlib:Setup Chassis Routing.vi-NI VeriStand Engine.lvlib:VeriStandEngine State Machine.vi-NI VeriStand            Engine.lvlib:VeriStand Engine.vi中的VISA查找资源。      如图7和图8。       原因分析 ：Pickering VISA驱动软件是基于NI VISA的，电脑中缺少NI VISA驱动软件，如图9。       解决方案 ：下载并安装NI VISA驱动软件， 点击下载 。      本机安装的是NI VISA 16.0.0，如图10和图11。 图7 图8 图9 图10 图11

  一、 概述 程控电阻（又名可编程电阻）是用来仿真在类似于发动机控制器上的测试设备中的阻抗性的传感器和可变电阻。 图1  在经典的程控电阻中的电阻链   在它们的简单的组成之中，Pickering的程控电阻有一个基本的电阻链，并通过舌簧继电器、电磁继电器或者是固态继电器来控制通断。我们同样也提供了一些多通道的程控电阻，它们拥有非常良好的可调节的性能和高精准的用于应变模拟的可控电阻桥。 图2  程控电阻工作图示 二、 程控电阻的应用 程控电阻拥有很多包括在自动测试、校验和仿真系统中的应用： 应变模拟 在机械系统中测试结构部件的张力和压力使用程控电阻，模拟测试要求的是拥有高精度和稳定的温度； 图3  应变模拟 温度传感器模拟 可以模拟基于温度传感器的正温度和负温度型的热敏电阻； 电阻温度探测器可能使绕线或者是薄膜性的。PT100和PT1000类型的都可以模拟，同时拥有高分辨率。 压力传感器模拟 可以模拟在机械系统中的压力传送机构或者在类似于在航空工业中应用的高度计中的大气压力传感器的情况 选择测试电阻 程控电阻可以用在测试系统中的某个部分的最好的测试状态中。 负载电阻 用在需要外接负载的情况下； 模拟位置传感器 旋转或者是直线型的位置传感器模拟那些常以电位计的形式并用在类似于汽车发动机系统中的气流阀门的位置传动的情况； 模拟开关 可以用来模拟在ECU上已经用旧的或者是被污染的开关； 故障注入 可以通过注入故障来测试飞机或者汽车控制系统的故障发生的限度 三、 选择程控电阻 Pickering 提供一系列的PXI程控电阻和PCI的程控电阻卡，这些模块、卡是可以用在医疗、汽车和航天航空应用中的。我们提供可以用在不同的应用中的不同特性的产品，它们包括： 平台 可用于PXI和PCI平台 可以安装LXI机箱来通过以太网来控制我们的任何的PXI模块 通道数目 1-18通道 范围 大部分的电阻的范围是从短路到几百万欧姆； 模块和卡都是可以用来设置范围和可以用来模拟电阻和应变计的高分辨率 分辨率 电阻可以设置从2mΩ到10Ω的分辨率 功率 高精度程控电阻最高是100mW ，标准的程控电阻可以高达1W； 我们也提供高达15W的负载程控电阻模块（型号为40-292） 最小电阻值 最小的电阻值要求最小的继电器引起的错误和最小的铜损 一般来说，拥有低的电阻的模块和卡没有其他的最小电阻较大的电阻那样的大的电阻范围 准确性 设计的产品拥有很低的损耗，热电性电动势和稳定性很高的电阻 图4  程控电阻模块 校验接口 有一个可以让用户来检测电阻的通道，同时不用讲前面板断开。这样的接口可以用来连接任何的电阻通道到数字万用表进行精准的四端测量 用户定制的程控电阻 不管您需要什么样的准确度、密度、范围、通道数和功率的程控电阻，都可以跟我们联系来进行定制。 四、 产品特性 我们的全系列的产品，使用的是真实的电阻，它们不使用电流负载或者是其他的电子的性能，但是可以对电阻属性进行控制，同时它们拥有跟真实的电阻的表现是完全一样的 我们的PXI模块和PCI模块的特性如下： 在一个PXI/PCI插槽上可以有高达18个通道； 电阻范围是1Ω到16MΩ； 分辨率为2mΩ，并且有0.03%的精度； PXI模块可以用在LXI机箱中； 有可用的很多连接器和线缆。 如果有什么问题，都可以跟我们联系。

1、原理 程控电阻是设计用来模拟系统测试设备中的电阻传感器和可变电阻，如发动机控制器。 其最简单的形式如图所示，Pickering的程控电阻由一个个标称阻值电阻组成的电阻链，其中的每一个电阻，都可以由一个舌簧继电器，电磁继电器或者固态继电器来控制接入或者隔离。同时每个标称阻值电阻的阻值大小不同，将不同的电阻通过开关接入电路，我们可以获得不同的大小的阻值。其分辨率取决于最小阻值的电阻。我们还提供具有精调功能的高精度多通道程控电阻，包括可编程电阻电桥的应变计模拟。 2、应用 可编程电阻在自动测试、验证和仿真系统中有许多应用： 应变计模拟 用于机械系统来测量结构部件的拉伸或压缩。仿真需要高精度和高的温度稳定性，同时需要非常精细的设置分辨率。 温度传感器仿真 用来仿真正或负温度系数的热敏电阻温度传感器。 电阻温度检测器（RTD）有绕线式和薄膜式。PT100和PT1000 两种型号都可以很好的实现仿真，并且保证足够精细的设置分辨率。 压力传感器仿真 仿真机械系统中的压力传感器以及气压传感器的应用如航天工业中的高度计。 测试电阻选择 程控电阻可以用在在测试阶段元件的价值被充分利用的测试环境中。 负载电阻 在测试电路需要连接外部负载。 位置传感器仿真 旋转或线性机械系统位置传感器通常采用电位器的形式，主要应用于诸如汽车系统的节气门位置传感器等。 开关仿真 可以用来模拟磨损或汽车电子污染开关触点（发动机控制单元）测试。 故障注入 可用于测试飞机或汽车控制系统故障容错时注入故障。 3、程控电阻的相关参数 Pickering提供了各种PXI程控电阻板卡模块和PCI程控电阻板卡模块用于医疗，汽车和航空航天等领域。我们提供不同的功能，用于不同的应用程序，这些包括： 平台 适用于PXI和PCI平台。 当使用我们的LXI机箱时可以通过以太网控制我们的任何PXI模块。 通道数量 从1通道到18通道。 电阻范围 许多电阻范围可从短路值到百万欧姆级。 模块和卡提供一个狭窄的设置范围和非常精细的分辨率，用于模拟传感器和应变计 分辨率 电阻设定的分辨率可从10欧姆到2毫欧，应用广泛。 功率容量 通常来说从100mW的精密程控电阻到1W的标准程控电阻。 我们也提供功率容量可达12W的PXI可编程负载模块(model 40-292) 最小阻值 所需的最小电阻值越低，由继电器接触电阻和铜线的传输损耗所引起的误差越大。 一般而言，具有更低的最小电阻的模块和板卡就没有那么宽的范围。 精确度 高精度要求精心设计，以确保低路径损耗，管理温差电动势和使用高稳定电阻器。 校准端口 校准端口允许用户检查电阻通道，而不必断开前面板连接器。它可以用DMM来连接任何电阻通道进行精确的四端测量。 定制版程控电阻 如果想要的精度，阻值范围，通道数量，功率容量等不符合要求，我们经常能够为客户定制符合要求的板卡甚至是设计新的模块。 我们的整个范围使用真实的电阻，不使用电流负载或其他电子手段来控制电阻值。因此，他们完全相当于一个实际的电阻。 4、我们的优势 我们支持超过100种PXI模块和超过90种的PCI模块： 可以做到单槽18通道 阻值范围从1Ω到16MΩ 分辨率可达2mΩ精确度可达0.03% 我们的LXI机箱支持PXI模块 拥有完善的全连接器和布线方案的支持。 更多信息请登陆http://www.hkaco.com/

通常人们都以为运放只是用来放大电压信号，其实运放可以实现的信号处理功能是非常多的，只是因为数字电路出现后，因为其灵活性而替代了模拟运放的信号运算处理。模拟运放信号处理的设计渐渐被工程师们淡忘。 昨天在一个做测试仪器方案的客户（他们做的是汽车仪表盘的测试仪器），我看到他们使用很多继电器和精密电阻来模拟液位传感器的功能。这让我想到运放构成的电路，实际上可以实现模拟电阻功能。通过DAC来控制，可以实现为固态程控电阻器，模拟电阻器的电阻值可以从100mΩ一直到100MΩ。只要合理设计电路，这些程控电阻器的精度可以非常高，并且能够并联使用。唯一的缺点是，这种电阻器只能单向电流工作，反向电流条件下就不能工作了。 模拟运放电阻器的设计思想，是用一个运放来驱动三极管，同时用一个精密电阻检测流过三极管的电流，将三极管两端的电压信号和电流信号取回来反馈控制三极管的导通，使得U/I为一个恒定值，这样就实现了模拟电阻的功能。比如说与三极管并联的电流采样电阻是1欧姆，如果模拟运放电路控制三极管两端电压与流过三极管两端的电流的比值为100，则相当于三极管实现为一个99欧姆的电阻，加上采样电阻1欧姆，构成了100欧姆电阻。同时，主要的发热都在功率三极管上。 能够用电路控制三极管来实现电阻功能后，要实现程控就不难了，将一个DAC加入到反馈控制回路上，可以很容易实现数字化的控制。 关于这种电路的精度和稳定性问题，只要选择合理的电路结构和高精度的运放，这个模拟电阻的精度取决于采样电阻的精度和稳定性。也就是说只要采样电阻的精度和温度稳定性好，这个电路的精度和稳定性就会非常好，运放电路带来的精度误差不会超过万分之一。 时间响应问题，模拟运放电阻器是通过反馈控制电路的端电压和电流来实现电阻模拟的，所以这种电阻器的高频特性会较差，这取决于运放电路的高速控制能力。在1kHz以内，运放控制的精度是非常高的。