C系列 模块

NI C系列模块

NI C系列模块是用于CompactDAQ和CompactRIO系统的模块化I/O设备。它们提供模拟测量、模拟输出、数字I/O、温度测量、动态信号采集、通信、计数、运动检测、视觉检测以及用于测试、监控、自动化和嵌入式控制应用的专用接口功能。

每个模块都围绕特定的电气接口或测量架构设计。请根据实际的传感器、信号、执行器或网络需求选择模块，然后确认其与所选机箱、控制器、终端附件、软件环境和系统时序设计的兼容性。

C系列模块类别

模块类别
主要功能
典型信号或接口
常见应用

模拟输入
采集电压、电流和经处理的传感器输出；
电压、电流回路、应变调节器输出和过程信号；
数据记录、测试系统、过程监控和验证

模拟输出
生成控制信号和激励信号，
包括电压、电流和执行器控制指令，用于
控制回路、仿真、设定点生成和自动测试。

数字输入输出
监控和控制离散状态，包括
TTL、工业逻辑、继电器、开关、报警器和联锁装置，用于
机器控制、状态监控和测试排序。

温度测量：
使用适当的调节器测量温度传感器，包括
热电偶、热电阻、热敏电阻和温度变送器。应用领域包括
热测试、环境监测和过程验证。

动态信号和高速输入
捕获波形和瞬态测量；
动态电压、振动、声音、功率和快速传感器信号；
NVH、瞬态捕获、功率分析和机械诊断

通信
连接工业、串行和车辆网络
CAN、CAN FD、LIN、FlexRay、串行和以太网接口
ECU验证、工业集成和网络日志记录

计数器和运动
测量脉冲及控制运动相关接口
；编码器、转速计、脉冲序列、驱动器和限位信号；
定位、电机测试、自动化和事件测量

视觉、FPGA 和专用 I/O
支持特定应用嵌入式接口；
定制 I/O、相机相关接口、时序和面向 FPGA 的功能；
嵌入式系统、定制夹具和确定性控制

如何选择NI C系列模块

1. 识别电信号

首先查阅传感器、执行器或连接设备的文档。确定所需的接口是电压、电流、热电偶、RTD、电桥、数字逻辑、编码器、串行通信、CAN、以太网还是其他专用信号类型。

所测量的物理参数并不能自动识别正确的模块。例如，压力可以通过桥式传感器、4-20 mA 变送器、经过调节的电压输出或数字网络接口进行测量。每种方式都需要不同的 I/O 硬件。

2. 匹配信号调理和激励

许多传感器需要的不仅仅是基本的输入通道。热电偶需要冷端补偿，热电阻需要激励和引线电阻补偿，桥式传感器需要激励和闭合补偿，而IEPE传感器需要恒流电源。

确认所需的信号调理功能是否已集成到模块中，或通过终端附件提供，或由外部信号调理器提供。切勿在未确认接线和电压限制的情况下，将外部供电的传感器连接到模块的激励输出端。

3. 选择所需的范围、速率和分辨率

选择合适的输入或输出范围，以涵盖正常信号、偏移和预期故障情况。通常情况下，最小的合适测量范围能更好地利用可用分辨率。

对于动态应用，应首先确定所需的带宽，然后再确认模块的采样率、滤波和同步采样架构。仅凭公布的ADC分辨率无法确定实际测量精度。

4. 确定渠道数量和未来扩展计划

统计所有必需通道，包括参考传感器、触发输入、诊断信号、备用 I/O 和未来扩展通道。对于混合系统，确定是否需要同时对所有通道进行采样或更新。

CompactDAQ 和 CompactRIO 机箱具有固定数量的 C 系列插槽。购买前请规划模块布局，以确保系统拥有足够的容量和合适的通道分组。

5. 检查隔离和接地

隔离有助于控制共模电压、地电位差和电噪声。请确认应用是否需要通道间隔离、组隔离、隔离通信或共享系统参考电压。

接地、电缆屏蔽、传感器位置和外部电源都会影响系统性能。应检查长距离电缆、电机、继电器、开关电源和工业设备是否存在潜在的接地回路和噪声问题。

6. 确认接线端子和电缆

该模块及其连接附件应视为一个测量或控制组件。接线端子和电缆可提供传感器专用接线、冷端补偿、桥接、衰减、隔离或连接器转换等功能。

订购前请务必核实接线端子、引脚排列、连接器类型、线数、屏蔽连接方式以及所需的电缆长度。即使模块型号正确，如果配件不匹配，也可能无法支持预期的应用。

CompactDAQ 和 CompactRIO 兼容性

CompactDAQ 系统

CompactDAQ 系统专为基于 PC 的数据采集、记录和便携式测量而设计。它们常用于传感器测量、电气测试、环境监测和自动化验证，其中数据在连接的计算机上进行处理。

CompactRIO 系统

CompactRIO 系统提供基于 FPGA 的嵌入式实时架构，用于确定性监控、控制和自定义 I/O 处理。它们适用于需要快速响应、机器集成、FPGA 时序控制或自主运行的应用。

精确模块支持

并非所有 C 系列模块都受所有 CompactDAQ 或 CompactRIO 机箱支持。在最终配置之前，请务必确认模块的确切部件号、机箱型号、控制器、操作系统、驱动程序版本以及目标软件环境。

在 C 系列插槽中安装硬件本身并不能保证软件或功能兼容。务必验证所有硬件和驱动程序是否完全匹配。

软件和同步

支持的 CompactDAQ 模块通常使用 NI-DAQmx 进行配置、采集、触发、缩放和日志记录。CompactRIO 应用可以使用 NI 软件工具进行实时控制、FPGA 开发和系统级 I/O 集成，具体取决于所选的控制器和模块。

对于混合模块系统，需要定义时钟、启动触发、时间戳和参考信号的共享方式。温度记录的时序要求可能很低，但对于振动、功率、运动、通信和控制应用而言则至关重要。

对于通道数较多或需要快速连续采集的应用，还应验证控制器性能、主机内存、数据传输带宽、文件写入方法和可用存储容量。

C系列模块的典型应用

多通道传感器测量和数据记录；
热电偶、RTD 和热系统监测；
电压、电流、应变、力、压力和扭矩测试；
数字机器监测和工业控制；
电机、编码器、计数器和运动控制应用；
CAN、CAN FD、LIN、串行和车载网络数据记录；
振动、声音、动态波形和瞬态测量；
嵌入式 CompactRIO 监测和基于 FPGA 的处理；
汽车、航空航天、能源和工业验证；
实验室自动化和定制测试夹具

C系列模块采购指南

请提供以下信息，以便准确选择和报价C系列模块：

测量参数、控制任务或通信要求；
传感器、执行器、驱动器、仪器或网络设备制造商和型号；
电气接口、信号范围、输出类型和所需激励；
所需通道数、采样率、带宽或更新速率；
是否需要同时采样、触发或同步；
隔离、接地、共模和电缆长度条件；
所需接线端子、电缆、连接器适配器和附件；
现有 CompactDAQ 或 CompactRIO 机箱和控制器型号；
操作系统、NI 驱动程序和应用软件版本；
所需数量、首选产品状态和交货目的地

常问问题

C系列的所有模块都可以同时用于CompactDAQ和CompactRIO吗？

不。许多模块设计用于一个或两个平台，但具体支持情况因模块、机箱、控制器和软件版本而异。请通过完整的部件号确认兼容性。

我该如何选择模拟输入还是专用传感器模块？

当传感器需要激励、冷端补偿、桥接电路补全、IEPE供电或特殊解调等功能时，应使用专用传感器模块。如果信号已经过调理且电气兼容，则可使用通用模拟输入。

为什么终端块很重要？

接线端子可提供信号路由、连接器转换、传感器专用接线和信号调理功能。错误的配件可能会降低精度、妨碍正确接线或使模块不适用于目标传感器。

我可以在同一个机箱内组合使用不同类型的C系列模块吗？

是的，混合模块系统可以组合模拟、数字、温度、通信和其他类型的 I/O。请确认整个机箱的插槽容量、电源、时序、软件和同步要求。

C系列模块需要FPGA编程吗？

FPGA 开发通常与需要确定性时序、自定义 I/O 处理或快速控制响应的 CompactRIO 应用相关。标准的 CompactDAQ 数据采集应用通常使用基于驱动程序的配置和 PC 软件。

相关 NI 模块化平台

对于基于PC的模块化数据采集和记录，可使用CompactDAQ系统；对于嵌入式实时和基于FPGA的应用，可选择CompactRIO系统。对于规模更大、通道数更多的自动化测试架构，请考虑使用NI PXI系统。

PXISOURCE 的 NI C 系列模块

PXISOURCE 为工程师、系统集成商和采购团队提供 NI C 系列模块选择、CompactDAQ 和 CompactRIO 兼容性审查、终端附件匹配以及新系统、备件库存和旧系统替换的采购支持。