NI SCXI-1193
一、产品概述
NI SCXI-1193是一款高性能8通道模拟量输入模块，隶属于SCXI（Signal Conditioning eXtensions for Instrumentation）信号调理系统家族，专为工业现场及实验室环境中的低电平模拟信号精准采集与调理量身打造。其核心定位是通过专业的信号调理技术，将现场微弱、易受干扰的模拟信号（如传感器输出的电压、电流信号）进行放大、滤波、隔离等处理，转化为稳定、可靠的信号后传输至数据采集（DAQ）设备，为后续的数据分析与处理提供高质量数据源。
该模块的应用场景广泛覆盖工业过程监控（如生产线温度、压力等参数的实时采集）、实验室研发测试（如材料力学性能测试、电子元器件特性分析中的信号采集）、航空航天测试（如飞行器部件振动信号、发动机参数监测）、汽车电子测试（如车载传感器信号采集、动力系统性能测试）及环境监测（如大气污染物浓度检测、水质参数采集）等领域。尤其在需要对微弱信号进行高精度采集，且现场存在电磁干扰、温度波动等复杂因素的场景中，NI SCXI-1193凭借其优异的信号调理性能，成为提升数据采集质量的关键组件。
在硬件架构与系统兼容性方面，NI SCXI-1193采用SCXI系统标准化模块化设计，可无缝嵌入NI SCXI系列机箱（如SCXI-1000、SCXI-1001、SCXI-1002等），占用1个标准SCXI模块插槽，无需额外适配部件即可与机箱内的电源模块、通讯模块及其他SCXI信号调理模块协同工作。该模块支持与NI多款DAQ设备（如PCI-6251、USB-6216、PXIe-6363等）通过SCXI总线或以太网实现高速数据交互，同时兼容NI LabVIEW、LabWindows/CVI等主流测试测量软件开发平台，支持图形化编程与自定义算法开发，为用户构建灵活、高效的数据采集与分析系统提供了坚实基础。
二、技术参数
参数类别 | 参数名称 | 具体参数 | 单位 |
|---|
基本参数 | 型号 | NI SCXI-1193 | - |
产品类型 | 8通道模拟量输入信号调理模块 | - |
所属系统兼容性 | NI SCXI信号调理系统，兼容NI DAQmx驱动 | - |
适配机箱 | NI SCXI-1000、SCXI-1001、SCXI-1002、SCXI-1003等SCXI系列机箱 | - |
外形尺寸（长×宽×高） | 160×100×25 | mm |
安装方式 | SCXI机箱嵌入式安装，通过模块卡扣与机箱导轨固定 | - |
信号调理参数 | 通道数量 | 8个差分输入通道，支持单端输入模式切换 | 个 |
输入信号类型 | 电压信号、电流信号（需外接分流电阻）、热电偶信号、RTD信号 | - |
增益范围 | 1、2、5、10、20、50、100、200、500、1000可配置 | - |
输入量程 | ±10mV、±20mV、±50mV、±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2V、±5V、±10V（与增益匹配） | V |
滤波特性 | 低通滤波器，截止频率1Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz可配置，滤波阶数4阶贝塞尔滤波 | Hz |
隔离性能 | 通道间隔离电压≥250Vrms，通道与地隔离电压≥500Vrms，隔离电阻≥100MΩ | Vrms、MΩ |
采集性能参数 | 采样率 | 单通道最大采样率100kHz，8通道多路复用采样率12.5kHz/通道 | kHz |
分辨率 | 16位（配合16位DAQ设备） | 位 |
输入阻抗 | 差分输入模式下≥10MΩ，单端输入模式下≥5MΩ | MΩ |
失调电压 | ≤5μV（室温25℃，增益=1000时） | μV |
噪声性能 | 峰峰值噪声≤10μV（增益=1000，截止频率=1kHz时） | μV |
电气与通讯参数 | 供电电压 | 由SCXI机箱提供±15V DC，最大供电电流≤100mA | V、mA |
最大功耗 | ≤3W（满负荷运行时） | W |
通讯接口 | SCXI总线接口，通过SCXI机箱与DAQ设备通讯 | - |
驱动兼容性 | 支持NI DAQmx 9.0及以上版本驱动，兼容Windows 7/10/11、Linux等操作系统 | - |
环境参数 | 工作温度范围 | 0℃~55℃（标准工作范围） | ℃ |
存储温度范围 | -20℃~70℃，无冷凝 | ℃ |
相对湿度 | 10%~90%（无凝露，符合IEC 60068-2-3标准） | % |
抗电磁干扰性能 | 符合EN 61326-1标准，ESD ±8kV（接触放电）/±15kV（空气放电），射频抗扰度80MHz~1GHz，20V/m | - |
三、功能特点
1. 多通道高精度调理，适配多样信号场景
NI SCXI-1193配备8个独立差分输入通道，支持单端输入模式灵活切换，可同时采集多路不同类型的模拟信号，包括传感器输出的微弱电压信号、热电偶信号、RTD信号及经分流电阻转换后的电流信号，适配工业与实验室中多参数同步采集的需求。模块提供1至1000倍可配置增益，结合±10mV至±10V宽输入量程，可精准匹配不同幅值的微弱信号，确保小信号放大后仍能保持高信噪比。16位分辨率配合低失调电压（≤5μV）与低噪声性能（峰峰值≤10μV），使模块在采集微弱信号时具备优异的精度，为后续数据分析提供可靠保障。
2. 可配置滤波与隔离设计，抗干扰能力优异
模块内置4阶贝塞尔低通滤波器，提供1Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz多档可配置截止频率，可根据不同信号的频率特性灵活选择滤波参数，有效滤除现场高频干扰信号，提升信号稳定性。采用强化的隔离设计，通道间隔离电压达250Vrms，通道与地隔离电压达500Vrms，配合≥100MΩ的隔离电阻，可有效抑制共模干扰与串模干扰，避免不同通道间信号交叉干扰及外部高压对模块的损坏。同时，模块符合EN 61326-1电磁兼容标准，具备较强的抗静电与射频干扰能力，可稳定工作于工业现场复杂的电磁环境中。
3. SCXI系统深度兼容，集成便捷高效
作为SCXI信号调理系统的核心模块之一，NI SCXI-1193采用标准化接口设计，可无缝嵌入各类NI SCXI机箱，无需额外适配部件即可与机箱内的电源模块、通讯模块及其他SCXI模块（如信号放大模块、继电器模块）协同工作，构建完整的信号调理与数据采集系统。模块通过SCXI总线与NI DAQ设备高速通讯，支持NI DAQmx驱动直接调用，无需复杂的底层驱动开发。同时，兼容LabVIEW、LabWindows/CVI等主流开发平台，可直接导入模块配置参数与采集数据，通过图形化编程快速实现数据采集、实时显示、存储与分析功能，大幅缩短系统开发周期。
4. 灵活的硬件配置，适配个性化需求
NI SCXI-1193支持通过硬件跳线或软件编程两种方式配置模块参数，硬件跳线可快速设置通道输入模式（差分/单端）、增益等基础参数，软件编程则可通过NI DAQmx驱动在开发平台中实时调整增益、滤波截止频率等参数，满足动态采集场景中参数灵活调整的需求。模块支持热电偶冷端补偿功能（需配合SCXI机箱内置冷端补偿模块），可自动修正热电偶测量中的环境温度误差，提升温度采集精度。此外，模块预留外部校准接口，用户可定期对模块进行校准，确保长期使用过程中的测量精度稳定性。
5. 工业级可靠性设计，运行稳定持久
模块采用工业级高可靠性元器件与强化的PCB布局设计，具备优异的环境适应性，可在0℃~55℃温度范围及10%~90%相对湿度环境中稳定运行。通过SCXI机箱统一供电，配备过流、过压保护电路，可有效防止供电异常对模块的损坏，延长模块使用寿命。模块平均无故障运行时间（MTBF）≥100,000小时，满足工业现场长期连续运行的需求。同时，模块内置状态指示灯，可实时显示电源状态、通讯状态及通道故障状态，便于用户快速排查运行故障。
四、工作原理
NI SCXI-1193作为信号调理模块，核心工作流程为“信号输入-调理处理-信号输出-数据传输”，通过对输入的模拟信号进行精准调理，为DAQ设备提供高质量信号，具体工作机制如下：
1. 信号输入与模式切换
现场传感器输出的模拟信号（如电压、热电偶信号）通过模块前面板的接线端子输入至8个独立通道，模块通过硬件跳线或软件配置可将通道设置为差分输入或单端输入模式。差分输入模式适用于存在较强共模干扰的场景，可有效抑制共模电压对信号的影响；单端输入模式则适用于干扰较小的场景，可提高通道利用率。对于电流信号，需通过外接分流电阻将其转换为电压信号后再输入模块通道。
2. 信号放大与量程匹配
输入的模拟信号首先进入增益调节单元，根据预设的增益参数（1~1000倍可配置）对信号进行放大处理。对于微弱信号（如mV级信号），通过高增益放大使其幅值提升至与DAQ设备输入量程匹配的范围，避免信号在后续传输与采集过程中丢失精度；对于较大幅值信号，则采用低增益或1倍增益，确保信号不超出采集范围导致失真。增益调节单元采用高精度运算放大器，可有效降低放大过程中的失调电压与噪声，保障信号放大精度。
3. 滤波与干扰抑制
放大后的信号进入内置的4阶贝塞尔低通滤波器，根据配置的截止频率滤除信号中的高频干扰成分（如工业现场的电机噪声、射频干扰等）。贝塞尔滤波器具备线性相位特性，可避免滤波过程中信号相位失真，确保信号的时间特性不受影响。同时，模块的隔离设计通过光电隔离或磁隔离技术，将输入信号与模块内部电路及输出端进行电气隔离，阻断共模干扰与串模干扰的传输路径，进一步提升信号纯度。
4. 信号输出与数据传输
经过放大、滤波与隔离处理后的稳定信号，通过SCXI总线传输至SCXI机箱的背板，再由机箱内的通讯模块将信号传输至DAQ设备。DAQ设备对调理后的信号进行模数转换（ADC），将模拟信号转换为数字信号。数字信号通过USB、PCI等接口传输至计算机，在LabVIEW等开发平台中进行实时显示、数据存储、分析与处理。同时，模块通过SCXI总线接收来自DAQ设备的控制信号，实现增益、滤波频率等参数的实时调整。
5. 校准与故障诊断
模块内置校准电路，用户可通过外部标准信号源对各通道进行增益校准与失调校准，校准数据存储于模块内部的非易失性存储器中，确保后续采集过程中参数的稳定性。运行过程中，模块实时监测电源电压、通讯链路状态及通道信号幅值，若检测到电源异常、通讯中断或信号超出量程等故障，立即通过状态指示灯提示，并将故障信息通过SCXI总线传输至计算机，便于用户及时排查处理。
